específicos. La carga libera el sistema de la síntesis proteica a partir de una inhibición tónica (Vaugham y Hansen, 1973). El control de la síntesis de proteínas musculares podría ser modulado a escala de la translacional mediante el potencial redox citoplasmático (Poortmans, 1988). Las contribuciones esenciales al control translacional pertenecen a la hormona del crecimiento (Goldberg y Goodman, 1969; Fryburg et al., 1991) y a la insulina (Wool y Cavicchi, 1966; Balon et al., 1990). Cuando se bloqueó la respuesta corticosuprarrenal normal durante los ejercicios de entrenamiento, los ejercicios de natación no incrementaron la resistencia en ratas (Viru, 1976b). Este hecho puede estar relacionado con los dos efectos reguladores asociados a los glucocorticoides. En primer lugar, el efecto catabólico de los glucocorticoides es necesario para la movilización de los precursores de la síntesis proteica. En segundo lugar, el mismo efecto catabólico puede estar implicado en la renovación intensiva de proteínas y, en consecuencia, en una renovación efectiva de la estructuras proteicas más implicadas. La contribución de los glucocorticoides en el control postraslación (postratación) parece un hecho plausible.
Figura 2.8. Significado de las funciones tiroideas en el incremento de la síntesis proteica tras el ejercicio en (a) ratas eutiroideas y (b) ratas hipotiroideas. Las columnas indican el índice de incorporación de aminoácidos a las proteínas de las fibras musculares.
Según los resultados obtenidos por Konovalova et al., 1997.
En ratas suprarrenalectomizadas, la hipertrofia cardíaca fue más pronunciada tras el entrenamiento que en ratas normales (Viru y Seen, 1982). Este hecho sugiere que los glucocorticoides contribuyen a la determinación de la magnitud óptima de los cambios estructurales de las células del miocardio. No obstante, además de estos resultados, el tratamiento con glucocorticoides incrementó el agrandamiento cardíaco inducido por el entrenamiento en ratas hembra intactas (Kurowski et al., 1984). Dosis no fisiológicas elevadas de glucocorticoides inducen atrofia muscular, un efecto secundario que debe considerarse cuando los glucocorticoides son utilizados con fines terapéuticos. Los experimentos realizados con ratas mostraron que el entrenamiento puede evitar o reducir este efecto perjudicial derivado de la administración de dosis elevadas de glucocorticoides (Hickson y Davis, 1981; Seene y Viru, 1982). Estos resultados sugieren que la actividad muscular puede cambiar el efecto de los glucocorticoides sobre el metabolismo de las proteínas (véase también capítulo 5, pág. 86).
Existen otros factores generados por el ejercicio que también parecen estar conectados con el control postraslacional. Uno de ellos podría ser la testosterona; la administración de su análogo sintético, la nandrolona, disminuyó la reducción de la actividad de la miosina Mg2+-ATPasa provocada por el entrenamiento forzado de ratas en los músculos de contracción lenta (Viru y Körge, 1979).
Para la adaptación de la cantidad final adecuada de nuevas proteínas, puede ser esencial la estimulación de la degradación proteica mediante el producto de transaminación de la leucina α-ketoisocaproato (Tischler et al., 1982), el ácido araquidónico, la prostaglandina E2 (Rodemann y Goldberg, 1972) o un bajo nivel de glutamina (MacLennan et al., 1988). Así pues, el control de la síntesis adaptativa de proteínas a escala postraslacional se actualiza con ayuda de hormonas y metabolitos.
Control metabólico
El control metabólico es la herramienta necesaria para la adaptación de los procesos metabólicos en los distintos tejidos a las demandas derivadas de las diferentes actividades del organismo. El control metabólico se produce bajo la influencia de la actividad enzimática. Como resultado, cambian la dirección de las reacciones bioquímicas, basadas en los procesos metabólicos, y el ritmo de los ciclos metabólicos. Los ejercicios pueden realizarse si los procesos metabólicos están adaptados a la demanda de un mayor gasto energético que de ellos se deriva. En este sentido, las reservas de energía y otros recursos (p. ej.: recursos proteicos) deben estar disponibles para ser utilizados durante el ejercicio. Ésta es la función del control metabólico que se lleva a cabo en tres niveles: autorregulación celular, regulación hormonal y regulación nerviosa (figura 2.9).
Autorregulación celular
El principio básico del control metabólico es que la relación sustrato/producto determina la actividad de las enzimas que catalizan, respectivamente, la conversión de un sustrato (S) en un determinado producto (P) o la reacción en la dirección opuesta.
El aumento del sustrato y la disminución del producto estimula la actividad de la enzima e1 (cataliza la conversión del sustrato S en el producto P) e inhibe la actividad de la enzima e2 (cataliza el proceso opuesto). El sustrato puede ser convertido en el producto si la actividad de la enzima e1 supera la actividad de la enzima e2. Cuando disminuye la cantidad de sustrato y aumenta la de producto, aparece la situación opuesta y tiene lugar una inhibición de la enzima e1 y una estimulación de la enzima e2. Como resultado, la reacción se detiene y es sustituida por la reacción opuesta.
Figura 2.9. Tres niveles de regulación del metabolismo.
En realidad, la autorregulación celular es más complicada que todo esto. En la mayoría de los casos, la regulación se lleva a cabo en el transcurso de la vía metabólica o ciclo metabólico completo.
Si el índice de glucogenólisis supera la intensidad de los procesos oxidativos, una parte del piruvato será convertida en lactato, un producto de la vía metabólica que inhibe la acción de diversas enzimas glucogenolíticas; la inhibición también se debe a la acumulación concomitante de iones hidrógeno (reducción del pH).
En las fibras musculares, el Ca2+ y el fosfato inorgánico contribuyen de forma esencial a la autorregulación celular. El Ca2+ desempeña una función principal en la coordinación de la contracción del músculo esquelético (formación de puentes cruzados en las miofibrillas) y la activación de la glucólisis y diversas enzimas mitocondriales. La acumulación de fosfato inorgánico procede de la hidrólisis del adenosín trifosfato (ATP) y sobre todo de la fosfocreatina durante la contracción muscular. Desempeña una función principal en la regulación de la actividad glucogenolítica de la fosforilasa a. De este modo, el fosfato inorgánico vincula el recambio de ATP asociado con la contracción y el índice de movilización del sustrato. Al mismo tiempo, el índice de intercambio de ATP también influye en el índice de oxidación en las mitocondrias. El índice de oxidación aumenta el incremento de adenosín difosfato y adenosín monofosfato (productos de la degradación del ATP) con la reducción de ATP y fosfocreatina (para una revisión, véase Green-haff y Timmons, 1998).
La autorregulación celular está dirigida hacia la inmediata satisfacción de las necesidades de la célula y la exclusión de cambios pronunciados en el medio celular (tabla 2.1). Esta situación es importante para el estado de reposo; no obstante, no es la adecuada para una movilización general de los recursos celulares y del organismo. Por ejemplo, las reacciones metabólicas concomitantes con el inicio de la contracción sólo estimulan la glucogenólisis en el músculo esquelético durante un corto período de tiempo.
Control metabólico hormonal
La movilización general de los recursos celulares y del organismo exige la interrelación entre la regulación hormonal y la autorregulación celular (tabla 2.1). El principal objetivo de la regulación hormonal es la adaptación de los procesos metabólicos a las necesidades reales de las actividades propias de la vida diaria, a pesar de los efectos opuestos de la autorregulación celular. Este objetivo se consigue mediante la acción de las hormonas sobre la actividad enzimática.
Los efectos hormonales sobre la actividad enzimática se desarrollan de dos formas. En primer lugar, en un cierto número de casos, la estructura de la molécula de enzima cambia bajo la influencia