14 Oct Biogénesis Mitocondrial en los Deportes de Resistencia

Entrenadores, científicos y deportistas constantemente buscan conocer mejor los factores fisiológicos que determinan el rendimiento de resistencia. Múltiples parámetros a lo largo de los años han demostrado ser claves para el rendimiento, entre ellos, el consumo máximo de oxígeno o el umbral de lactato posiblemente sean los más utilizados para predecir el rendimiento. Esto ha logrado avanzar nuestra capacidad de diseñar entrenamientos que consigan mejorar algunas de estas variables.

Si vamos un poco más allá, actualmente hay un gran interés por conocer que ocurre dentro del músculo. Inicialmente explorado por grandes pioneros de la fisiología como Bengt Saltin, hoy día la biología molecular ha conseguido identificar variables consideradas claves para el rendimiento de resistencia. En el deporte de resistencia probablemente la más importante es relacionada a las mitocondrias. Múltiples variables mitocondriales, como la cantidad y la calidad, son claves para el rendimiento de resistencia (1), y son factores diferenciadores de deportistas altamente entrenados (2).

Para aquellos que no lo sepan, las mitocondrias son unos orgánulos que encontramos en la mayoría de células humanas, y que son las ‘fábricas’ donde se regenera el ATP. El ATP es la molécula que al romperse nos permite generar energía y contraer la musculatura, y por ello cuanto más ATP podamos tener disponible más energía seremos capaces de generar por unidad de tiempo. Si las mitocondrias son las ‘fábricas’ donde se regenera el ATP, ¿cómo podemos conseguir aumentar el número o la calidad de esas fábricas?

Biogénesis Mitocondrial

Al mecanismo de crear nuevos componentes mitocondriales se le denomina biogénesis mitocondrial. El mayor regulador de la biogénesis mitocondrial es un gen llamado PGC-1α (3, 4). Los niveles de expresión de PGC-1α se utilizan para cuantificar biogénesis mitocondrial, y aunque en realidad es mucho más complejo que esto, lo utilizaremos para guiarnos en este artículo.

Aumentando el proceso de biogénesis mitocondrial conseguiremos que nuestras mitocondrias estén más preparadas y puedan sostener un mayor volumen de trabajo. En la práctica, esto se verá reflejado en una mayor capacidad de mantener una determinada potencia o velocidad. A continuación, trataré de dar varias pautas para conseguir una mejor u óptima biogénesis mitocondrial:

1– Intensidad del Entrenamiento

La intensidad del entrenamiento ha sido considerada uno de los factores más importantes y estudiados en la investigación. Sin embargo, al día de hoy parece ser que más no es mejor. Los mayores niveles de expresión de PGC-1αse encuentra a una intensidad de aproximadamente 70-100% del pico de potencia (5). Sin embargo, intensidades más altas que esto (entrenamiento interválico de sprints) no consiguen aumentar más los niveles de expresión de PGC-1α, siendo similares a intensidades del 70%.

Sin embargo, lo que sí que se ha visto es que después de semanas de entrenamiento, los entrenamientos a más alta intensidad se tradujeron en una mayor calidad mitocondrial (4, 6). Probablemente esto se deba a que las altas intensidades, no solo aumentan la biogénesis mitocondrial, sino que también aumenta el reciclaje de mitocondrias manteniendo las mejores (resultados no publicados de mi trabajo). Por lo tanto, esto será un factor clave de cara a las competiciones, ya que nos aseguraremos tener las mejores mitocondrias.

2 – Volumen del Entrenamiento

Hay muy poca investigación sobre el efecto del volumen tras una sesión de entrenamiento, probablemente por problemas metodológicos. Sin embargo, mayor tiempo entrenando mantendrá los niveles de biogénesis mitocondrial elevados durante un mayor tiempo y se traducirá en una mayor biogénesis mitocondrial.

Los estudios que han utilizado un alto volumen de entrenamiento durante semanas han demostrado que la cantidad mitocondrial aumenta en proporción al volumen del entrenamiento (6, 7). Dicho de otra manera, las horas de entrenamiento (independientemente de la intensidad del entrenamiento) se reflejarán en una mayor cantidad mitocondrial, un factor necesario y principal para la mejora del rendimiento de resistencia. Esto será principalmente importante en época preparatoria, donde querremos aumentar la cantidad mitocondrial y así soportar mayores niveles de entrenamiento, sin importar tanto la calidad mitocondrial.

3 – Frecuencia de Entrenamiento

Sabemos que prácticamente cualquier entrenamiento a partir de Zona 2, y de al menos 30 min de duración, son capaces de activar los procesos de biogénesis mitocondrial. Esto sobretodo es cierto en gente menos entrenada, y a medida que trabajamos con deportistas de más alto nivel el umbral de volumen e intensidad mínimo para incrementar PGC-1α será mayor. Por ello será muy importante establecer las zonas de entrenamiento para asegurarnos que a nivel molecular estamos estimulando la biogénesis mitocondrial (8).

Pero es importante saber, que el simple hecho de entrenar es importante para mantener el estímulo de biogénesis mitocondrial. Por lo tanto, en este caso la frecuencia de entrenamiento será muy importante para estimular la biogénesis mitocondrial. Esto podría ser muy importante de cara al período de transición, donde queremos disminuir la pérdida de adaptaciones mitocondriales, por lo que mantener sesiones cortas pero frecuentes nos asegurará un mantenimiento del estímulo.

4 – ¿Uno o Dos Entrenamientos al Día?

El pico en la señalización de biogénesis mitocondrial normalmente ocurre entre 2-4 h después de entrenar. A raíz de este conocimiento, se ha demostrado que cuando divides el entrenamiento en dos sesiones al día puedes mantener unos niveles más altos de PGC-1α, y esto se traduce en una mayor estimulación de la biogénesis mitocondrial (9).

Esto es muy importante ya que un estudio demostró que cuando deportistas realizaban el mismo volumen de trabajo durante 3 semanas, pero divido en dos sesiones al día en lugar de en una sola sesión, esto se traducía en una mayor mejora del contenido mitocondrial (10). A pesar de no encontrar cambios en el rendimiento tras 3 semanas, a largo plazo esto se podría traducir en un mejor rendimiento. Este tipo de entrenamiento podría ser muy útil en épocas de tapering, donde queremos disminuir el volumen de entrenamiento, pero queremos mantener el estímulo de biogénesis mitocondrial.

5 – Todavía No lo Sabemos Todo

Mientras que todas estas recomendaciones para entrenar están basadas en la respuesta principalmente de PGC-1α a diferentes tipos de entrenamientos, hay que ser conscientes que la expresión de entre 1500 y 6000 genes se ve alterada tras una sesión de entrenamiento. Esto quiere decir, que no conocemos con suficiente profundidad como otras vías de señalización interactuarán con la vía de la biogénesis mitocondrial, y si afectaran al rendimiento o la fatiga. Además, nuestro conocimiento está limitado al momento en el que tomamos la muestra muscular, lo que hace que nuestros resultados sean como ver solo un fotograma de toda una película.

Conclusiones

El planificar y diseñar entrenamientos de resistencia no es una tarea fácil. A nivel molecular, y sobretodo mitocondrial, parece ser que el volumen de entrenamiento será clave para aumentar la cantidad de mitocondrias en el músculo. Posiblemente, podremos aprovecharnos de dobles sesiones de entrenamiento para “engañar” al músculo y poder aumentar un poco más la biogénesis mitocondrial. Sin embargo, para asegurarnos que no solo tenemos un alto contenido mitocondrial, sino también una alta calidad mitocondrial, tendremos que incluir sesiones de entrenamiento a alta intensidad para ponerlas a prueba y reciclar las mitocondrias menos saludables.  La combinación perfecta de estímulos dependerá del momento de la temporada y del perfil del deportista, pero sin embargo será clave optimizar el rendimiento de resistencia.

Autor

Javier Botella Ruiz

Doctorando en Ciencias del Deporte y de la Salud, Victoria University, Australia.

 

Referencias

1. Jacobs RA, Rasmussen P, Siebenmann C, Diaz V, Gassmann M, Pesta D, et al. Determinants of time trial performance and maximal incremental exercise in highly trained endurance athletes. Journal of applied physiology (Bethesda, Md : 1985). 2011;111(5):1422-30.
2. Jacobs RA, Lundby C. Mitochondria express enhanced quality as well as quantity in association with aerobic fitness across recreationally active individuals up to elite athletes. Journal of applied physiology (Bethesda, Md : 1985). 2013;114(3):344-50.
3. Granata C, Oliveira RSF, Little JP, Renner K, Bishop DJ. Sprint-interval but not continuous exercise increases PGC-1α protein content and p53 phosphorylation in nuclear fractions of human skeletal muscle. Scientific reports. 2017;7:44227-.
4. Granata C, Oliveira RS, Little JP, Renner K, Bishop DJ. Training intensity modulates changes in PGC-1alpha and p53 protein content and mitochondrial respiration, but not markers of mitochondrial content in human skeletal muscle. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2016;30(2):959-70.
5. Granata C, Jamnick NA, Bishop DJ. Principles of Exercise Prescription, and How They Influence Exercise-Induced Changes of Transcription Factors and Other Regulators of Mitochondrial Biogenesis. Sports medicine (Auckland, NZ). 2018;48(7):1541-59.
6. Granata C, Jamnick NA, Bishop DJ. Training-Induced Changes in Mitochondrial Content and Respiratory Function in Human Skeletal Muscle. Sports medicine (Auckland, NZ). 2018;48(8):1809-28.
7. Granata C, Oliveira RS, Little JP, Renner K, Bishop DJ. Mitochondrial adaptations to high-volume exercise training are rapidly reversed after a reduction in training volume in human skeletal muscle. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2016;30(10):3413-23.
8. Granata C, Oliveira RSF, Little JP, Bishop DJ. Forty high-intensity interval training sessions blunt exercise-induced changes in the nuclear protein content of PGC-1α and p53 in human skeletal muscle. American journal of physiology Endocrinology and metabolism. 2020;318(2):E224-e36.
9. Andrade-Souza VA, Ghiarone T, Sansonio A, Santos Silva KA, Tomazini F, Arcoverde L, et al. Exercise twice-a-day potentiates markers of mitochondrial biogenesis in men. The FASEB Journal. 2020;34(1):1602-19.
10. Yeo WK, Paton CD, Garnham AP, Burke LM, Carey AL, Hawley JA. Skeletal muscle adaptation and performance responses to once a day versus twice every second day endurance training regimens. Journal of applied physiology (Bethesda, Md : 1985). 2008;105(5):1462-70.