tipos (Costill et al., 1973a; Gollnick et al., 1973b; Edgerton et al., 1975), y se empezaron a acumular resultados sobre los cambios de la sección transversal y de las características metabólicas del músculo inducidos por el entrenamiento en función del tipo de fibra y los ejercicios utilizados (Gollnick et al., 1973a; Karlsson et al., 1975; Thorstensson et al., 1977; Costill et al., 1979). Estos estudios se ampliaron con deportistas adolescentes (Eriksson et al., 1973) y para la evaluación de las diferencias entre los dos sexos (Costill et al., 1976b; Komi y Karlsson, 1978; Nygaard, 1982), de manera que se pudo establecer el papel esencial desempeñado por un factor genético en la distribución interindividual de las fibras musculares de los diferentes tipos (Komi et al., 1977). Las biopsias también proporcionaron un fundamento para el contenido de la transformación del tipo de fibra en el entrenamiento, como mínimo la transformación de un subgrupo en otro (Anderson y Henriksson, 1977; Jansson et al., 1978).
Para resolver el problema de la hipertrofia frente a la hiperplasia en los músculos esqueléticos entrenados, se realizó un recuento del número total de fibras a partir de mediciones de la sección total del músculo (tomografía computarizada) y el área de las fibras individuales (muestras para biopsia). Los resultados obtenidos demostraron la existencia de considerables variaciones en el número de fibras en individuos diferentes. No obstante, no se encontró evidencia alguna de una diferencia sistémica entre personas sedentarias y entrenadas. Las mayores dimensiones encontradas en los deportistas se atribuyeron a la gran sección transversal de las fibras individuales (Nyagaard, 1980).
Mediante la utilización de la técnica de la biopsia muscular, se demostró la existencia de un mayor suministro de los capilares a los músculos y un mayor contenido en mitocondrias en los seres humanos como resultado del entrenamiento de resistencia (Ingjer, 1979).
Combinación de la biopsia con otros métodos
Las muestras seriadas para biopsia muscular obtenidas durante la contracción muscular repetida inducida eléctricamente proporcionó una oportunidad para la realización de estudios precisos sobre el fundamento metabólico de la fatiga muscular (Chasiotis, 1983; Hultman y Sjöholm, 1983; Hultman y Spriet, 1988; Spriet et al., 1988). Una tendencia prospectiva es la utilización de la biopsia muscular en combinación con la estimación de las diferencias arteriovenosas en múltiples sitios y las mediciones del flujo sanguíneo de las piernas. Por ejemplo, durante el estudio realizado sobre el trabajo muscular inducido eléctricamente se pudieron detectar los flujos de lactato y potasio en el músculo esquelético humano durante y después de un ejercicio intenso de extensión de la rodilla (Juel et al., 1990), la producción de energía anaeróbica, y la relación O2–deuda durante el ejercicio exhaustivo (Bangsbo et al., 1990), así como la relación lactato/glucógeno durante el período de recuperación posterior al ejercicio (Bangsbo et al., 1991).
Por otra parte, la información obtenida sobre los procesos metabólicos también aumenta cuando la biopsia se combina con estudios isotópicos (véase pág. 32).
Separación de fibras musculares individuales de las muestras de biopsia
La técnica de separación de las fibras musculares individuales de las muestras de biopsias permite una comparación mucho más específica de las peculiaridades de las fibras de tipo I y tipo II en los estudios metabólicos. No obstante, para estos estudios es necesario utilizar nuevos procedimientos analíticos. Para ello, se ha elaborado un nuevo método luminométrico que permite la determinación del ATP y la fosfocreatina (PCr) en las fibras musculares (Wibom et al., 1991). Mediante este método se ha descubierto que el índice de renovación de ATP es unas tres veces superior en las fibras de tipo II que en las de tipo I, y que la pérdida de PCr es especialmente rápida en las fibras de tipo II. Tras la estimulación, la resíntesis de ATP no era completa en las fibras de tipo II tras 15 min de recuperación oxidativa (Söderlund, 1991). Durante la estimulación eléctrica una rápida glucogenólisis también en las fibras de tipo II con una prácticamente indetectable glucogenólisis en las fibras de tipo I. La inyección de adrenalina aumentaba 10 veces el índice de las fibras de tipo I, mientras que dejaba invariable el índice de las fibras de tipo II (Greenhaff et al., 1991).
Estudios sobre el metabolismo proteico
Las combinaciones de biopsia muscular y métodos isotópicos permiten el estudio del metabolismo proteico durante la actividad muscular. La biopsia, los análisis de sangre y la administración de isótopos fueron utilizados de forma combinada para valorar el metabolismo de los aminoácidos, la cinética y la síntesis de la urea en los seres humanos. (Wolfe et al., 1982, 1984). La inyección intravenosa de aminoácidos marcados con isótopos estables (13C-leucina, 15C-glicina) permitir el estudio de la dinámica de la síntesis proteica y el recambio proteico durante y después del ejercicio (Millward et al., 1982; Nair et al., 1988). Se demostró que las fases tardías de la recuperación postejercicio se caracterizan no sólo por la sustitución del catabolismo proteico por el anabolismo, sino también por la persistencia de elevados índices de recambio proteico (Millward et al., 1982; Carraro et al., 1990). En el entrenamiento con pesas el índice fraccional de la síntesis proteica muscular aumentó a un índice comparable en individuos jóvenes y ancianos (Yarasheski et al., 1993).
Las bombas Na+-K+ de la membrana sarcoplasmática son unas estructuras proteicas esenciales que están siendo investigadas mediante biopsias musculares. Su densidad en la membrana puede estimarse mediante el número de sitios de enlace a la ouabaina. Las muestras microscópicas de músculo esquelético pueden ser incubadas en una solución tampón que contenga ouabaina radioactiva. La actividad específica de la [3H]-ouabaina en el medio de incubación y la cantidad de [3H]-ouabaina captada por el tejido muscular y retenida en la muestra permiten al investigador calcular la concentración de la bomba (Nøgaard et al., 1983). En el músculo vasto lateral, la densidad de la bomba Na+-K+ era mayor en los nadadores, corredores e individuos entrenados para la fuerza, que en individuos desentrenados emparejados por la edad (Klitgaard y Clausen, 1989).
La biopsia del músculo vasto lateral ha sido utilizada para la determinación de los efectos del entrenamiento sobre las proteínas del shock por calor (HSP = heat-shockproteins) también denominadas proteínas del estrés. En el ser humano, la HSP predominante es la HSP70, con un peso molecular de 72. Los experimentos realizados en animales han demostrado que el ejercicio induce la producción de HSP70 (Salo et al., 1991; Skidmore et al., 1995). Liu et al., (1999) examinaron a remeros varones entrenados durante una fase de entrenamiento de 4 semanas de duración para el Campeonato del Mundo. Paralelamente al aumento de la capacidad de resistencia, el contenido en HSP70 aumentó varias veces en relación con la carga del entrenamiento. El significado positivo de la respuesta de la HSP70 podría ser la capacidad de este tipo de proteínas para proteger las funciones vitales y prevenir lesiones (Hutter et al., 1994) y su influencia sobre la síntesis de proteínas y su repliegue (Beckmann et al., 1990).
Estudios sobre receptores hormonales
Las muestras musculares para biopsia abierta en seres humanos obtenidas mediante cirugía se han utilizado para investigar los receptores citoplasmáticos de las hormonas esteroideas. Los sitios de unión para los andrógenos y los glucocorticoides fueron específicos, y en la mayoría de los músculos humanos analizados se detectaron ambos receptores (Snochowski et al., 1981).
En esta investigación, la cantidad de tejido muscular obtenido en la muestra fue relativamente grande, de 2 a 4 g, una cantidad imposible de obtener mediante la técnica habitual de biopsia con aguja. Cuando la cantidad de tejido es aproximadamente 100 veces menor, es necesario desarrollar métodos especiales para el estudio de los receptores.
Biopsia de otros tejidos
En un limitado número de personas, se obtuvieron muestras para biopsia de tejido hepático antes y después del ejercicio. El contenido en glucógeno disminuyó de 15 a 8 g (en estado