Hormonas, metabolismo y beneficios del ejercicio físico
Bruce Spiegelman (ed.), 2017
¿Por qué el mismo programa de entrenamiento da mucho a unos y poco a otros? Científicos de Boston, Estocolmo, Melbourne y Basilea se reunieron en París y mostraron que un músculo que trabaja no solo mueve el cuerpo, sino que envía señales a la grasa, al hígado y al cerebro. El libro trata del sensor de combustible de la célula, de la brigada de reparación de los músculos, de la grasa parda, de la irisina y de cómo el entrenamiento puede proteger las neuronas.
Para quién es
Para quienes entrenan o están a punto de empezar y quieren entender qué hace la carga en realidad con los músculos, la grasa y el cerebro, sin promesas publicitarias.
El entrenamiento de resistencia es una de las pocas formas en que una persona adulta puede desencadenar la formación de neuronas nuevas.
Lo que el músculo cuenta al resto del cuerpo
En París se reunieron investigadores de la carga física, y los autores de los capítulos de este volumen trabajan en Boston, Estocolmo, Melbourne, Basilea, París y Pekín. Les interesaba una pregunta que parece resuelta desde hace tiempo: qué hace exactamente la actividad física con el cuerpo. Que el ejercicio es bueno lo saben las personas desde hace siglos, y en la obesidad y la diabetes tipo 2 se recomienda junto con la dieta como primera medida. Se sabe menos que el entrenamiento mejora el funcionamiento del hígado, de los propios músculos y, sobre todo, del cerebro.
El editor del volumen, el biólogo Bruce Spiegelman, llegó a este tema a través de un descubrimiento propio. Su laboratorio encontró en la grasa parda la proteína PGC-1α, y después vio que con el entrenamiento de resistencia esa proteína aumenta en los músculos y pone en marcha su renovación. A los científicos les interesó cómo los cambios en el músculo ayudan a órganos a los que este no llega. Así encontraron la irisina, una pequeña proteína que el músculo libera a la sangre. Las sustancias con las que el músculo transmite mensajes a otros órganos son las miocinas.
De ahí la idea principal del libro. El músculo no solo mueve el cuerpo. Mientras trabaja, envía señales al tejido graso, al hígado y al cerebro, y la comida, el frío y la propia carga cambian lo que comunica. Además, la carga no es una sola cosa: correr y levantar pesas activan la célula de manera distinta y aportan beneficios diferentes.
Aquí aprenderás por qué un mismo programa da resultados distintos a cada persona. Verás cómo un depósito medio vacío se convierte en una señal y quién repara el músculo después de la carga. Y entenderás cómo un dormitorio fresco despierta la grasa parda y cómo los músculos entrenados cuidan el cerebro.
Veinte semanas en la bicicleta estática
En el estudio HERITAGE, la única condición para participar era llevar una vida sedentaria. Los adultos se subieron a bicicletas estáticas tres veces por semana durante veinte semanas. Al principio pedaleaban media hora con un pulso que correspondía al 55 % de su límite medido de antemano. Cada dos semanas las sesiones se alargaban y se volvían más duras, hasta llegar a cincuenta minutos al 75 %.
El beneficio se medía con el consumo máximo de oxígeno: cuánto oxígeno es capaz de captar y aprovechar el cuerpo en el punto máximo del esfuerzo. Es la medida principal de la resistencia del corazón y los pulmones, y predice bien la salud y la duración de la vida. Al comienzo, los hombres tenían de media unos 36 mililitros por kilo de peso y minuto, y las mujeres unos 28. Para personas de unos treinta y cinco años, es poco.
Después pasó algo que muchos conocen. Incluso con el mismo programa y un cumplimiento honesto, los resultados se dispersaron mucho. El grupo del genetista Claude Bouchard puso a prueba una explicación sencilla: ¿lo decidirán todo las hormonas? A 488 participantes, mitad hombres y mitad mujeres, se les midieron dos veces antes del programa y dos veces después catorce hormonas esteroideas y la proteína que transporta las hormonas sexuales en la sangre.
La respuesta fue modesta. En los hombres, la testosterona y algunas hormonas más estaban poco relacionadas con la resistencia inicial: la testosterona explicaba cerca de un 3 % de las diferencias entre personas. Cuando la resistencia se recalculó según la masa corporal sin grasa, la relación con la testosterona desapareció. Parece que actuaba a través de la cantidad de músculo y no de la capacidad de llevar oxígeno. En las mujeres, solo el índice de andrógenos libres dio una relación notable, también de cerca del 3 %.
Y lo principal es esto. Ninguna hormona predijo cuánto aumentaría la resistencia en veinte semanas. Incluso los trece hombres con la testosterona más baja respondieron al entrenamiento tan bien como los demás. Si tu progreso es más lento que el de un conocido, estos datos no dan motivo para culpar al nivel hormonal: la diferencia en la respuesta la explican muchos otros factores.
Sobre el autor
Bruce Spiegelman es biólogo del Instituto Oncológico Dana-Farber y de la Facultad de Medicina de Harvard, en cuyo laboratorio se descubrieron la proteína PGC-1α y la hormona irisina. La obra original se publicó en Springer en acceso abierto con licencia CC BY 4.0.
Todos los libros del autor: Bruce Spiegelman (ed.)
Conceptos del libro
- consumo máximo de oxígeno
- insulina
- Hansen
- cortisol
- serotonina
- melatonina
- PGC-1α: Proteína interruptora de la célula que activa los genes de las mitocondrias. Se descubrió en el laboratorio de Spiegelman, en la grasa parda, y en los músculos aumenta con el entrenamiento de resistencia.
- irisina: Pequeña proteína que el músculo libera a la sangre durante el esfuerzo. Se desprende de la proteína FNDC5; en experimentos con ratones ayudaba a que la grasa blanca se volviera beige.
- miocinas: Sustancias que el músculo libera para transmitir una señal a otros órganos o a células vecinas.
- grasa parda: Tejido graso que no almacena energía, sino que la quema y la convierte en calor. Está presente en bebés, en animales pequeños y en muchos adultos.
- HERITAGE: Gran estudio estadounidense de familias en el que personas con vida sedentaria pedalearon durante 20 semanas en bicicletas estáticas según un mismo programa.
- Bouchard: Claude Bouchard, genetista del Centro Biomédico Pennington (EE. UU.), uno de los responsables del estudio HERITAGE y autor del capítulo sobre las hormonas.
- hormonas esteroideas: Hormonas que el organismo fabrica a partir del colesterol, sobre todo en las glándulas sexuales y en las suprarrenales: testosterona, estradiol, cortisol y otras.
- testosterona: Principal hormona sexual masculina, producida sobre todo por los testículos. Las mujeres también la tienen, pero en una cantidad mucho menor.
- índice de andrógenos libres: Valor calculado: la relación entre la testosterona y la proteína que la une en la sangre. Indica cuánta testosterona está libre y puede actuar.
- ATP: Trifosfato de adenosina, molécula que transporta energía dentro de la célula. La usan casi todos los procesos, desde la contracción del músculo hasta el trabajo de una neurona.
- AMPK: Proteína quinasa activada por AMP, sensor de energía de la célula. Se activa cuando el ATP se gasta más deprisa de lo que se repone.
- Viollet: Benoit Viollet, investigador del Instituto Cochin de París, autor del capítulo sobre el sensor AMPK.
- mitocondrias: Estaciones de energía de la célula: en ellas se obtiene ATP a partir de azúcar y grasa. El entrenamiento de resistencia aumenta su número en los músculos.
- Hawley: John Hawley, fisiólogo de la Universidad Católica Australiana de Melbourne, autor del capítulo sobre cómo la reserva de combustible influye en el entrenamiento.
- glucógeno: Azúcar de reserva en los músculos y el hígado. El músculo lo gasta durante el trabajo intenso y lo repone con hidratos de carbono de la comida.
- Yeo: Investigador que en 2008 probó entrenamientos con una reserva de glucógeno reducida en deportistas experimentados.
- Furrer: Regula Furrer, investigadora de la Universidad de Basilea (Suiza), coautora del capítulo sobre la reparación muscular.
- Handschin: Christoph Handschin, investigador de la Universidad de Basilea, coautor del capítulo sobre la reparación muscular.
- macrófagos: Células del sistema inmunitario que absorben restos y elementos extraños. Hay de tipo inflamatorio (primer tipo) y de tipo que apaga la inflamación (segundo tipo).
- células satélite: Células madre del músculo que permanecen inactivas bajo su envoltura y, ante una lesión o una carga, se dividen y se integran en las fibras.
- capilares: Los vasos sanguíneos más finos, a través de cuyas paredes la sangre cede oxígeno y nutrientes a los tejidos.
- sarcopenia: Pérdida de masa y fuerza muscular con la edad.
- grasa blanca: Tejido graso corriente que almacena energía como reserva.
- New England Journal of Medicine: Una de las revistas médicas más prestigiosas del mundo, editada en Estados Unidos.
- Cheli: Francesco Cheli, endocrinólogo de la Universidad de la Commonwealth de Virginia (EE. UU.), autor del capítulo sobre la grasa parda y el frío.
- cámara metabólica: Habitación hermética en la que se mide con precisión cuánta energía gasta una persona, a partir de la composición del aire.
- células beige: Células dentro de la grasa blanca que, con el frío o con señales como la irisina, empiezan a convertir energía en calor, igual que la grasa parda.
- Ruas: Jorge Ruas, investigador del Instituto Karolinska, coautor del capítulo sobre la quinurenina y la salud mental.
- quinurenina: Sustancia en la que el cuerpo transforma la mayor parte del triptófano. Pasa con facilidad al cerebro, y su acumulación allí se relaciona con la inflamación y la depresión por estrés.
- triptófano: Aminoácido que el cuerpo no puede producir y que obtiene solo de la comida. Con él se forman proteínas, serotonina, melatonina y quinurenina.
- barrera hematoencefálica: Pared protectora entre la sangre y el cerebro, que deja pasar unas sustancias al cerebro y retiene otras.
- KAT: Enzimas quinurenina-aminotransferasas, que convierten la quinurenina en ácido quinurénico. En el genoma humano hay cuatro genes de este tipo.
- ácido quinurénico: Producto de la transformación de la quinurenina. No pasa de la sangre al cerebro. En el cerebro tiene propiedades protectoras para las neuronas, aunque su exceso también se relaciona con alteraciones.
- albúmina: Principal proteína del plasma sanguíneo. Muchas sustancias, entre ellas el triptófano, viajan en la sangre unidas a ella.
- hipocampo: Parte del cerebro que se encarga del aprendizaje y la memoria. Es uno de los dos lugares donde en el adulto nacen neuronas nuevas.
- BDNF: Factor neurotrófico derivado del cerebro: proteína que ayuda a las neuronas a sobrevivir, crecer y formar conexiones.
- Val66Met: Variante frecuente del gen BDNF en la que la célula produce menos de esta proteína.
- Wrann: Christiane Wrann, investigadora del Hospital General de Massachusetts y de la Facultad de Medicina de Harvard, autora del capítulo sobre la irisina y el cerebro.
- FNDC5: Proteína de la superficie de las células musculares y cerebrales. Una parte suya, al desprenderse, se convierte en irisina.
- espectrometría de masas: Método que identifica moléculas por su masa y no depende de la calidad de los anticuerpos.
- catepsina: Catepsina B, enzima que también liberan los músculos durante la carga; se asocia con los beneficios del ejercicio para el cerebro.
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