El sistema neuroendocrino en la hipertrofia muscular en deportistas de alto rendimiento
	*Estudiante de 5to año de la Licenciatura en Ciencias de la Cultura Física y el Deporte **Especialista de I Grado de Endocrinología. Profesor Asistente Profesor Principal de la Asignatura Fisiología Humana en la Universidad de Ciencias de la Cultura Física y el Deporte “Manuel Fajardo”, La Habana Jefe del proyecto PROSCAD (Promoción de Salud y Cambio de Actitudes desde la Docencia) y (Endocrinología del Deporte)	Roberto Alejandro Moya López* DrM. Leonel Rubén Suárez Fonseca** leonelsuarez@infomed.sld.cu (Cuba)
	Resumen           La práctica de ejercicios físicos de forma cotidiana y concretamente el deporte de alto rendimiento constituye un estrés. En concordancia con esta condición, se generan complejas adecuaciones, incluidos cambios morfofuncionales en los diferentes sistemas de órganos, que permiten el enfrentamiento de estas nuevas demandas y mantener la homeostasis del organismo. El sistema nervioso central y el sistema endocrino, a través del eje hipotálamo-Hipófisis-Glándulas efectoras, influyen a través de sus mensajeros químicos llamados hormonas, en la aparición de estos cambios en dependencia de la intensidad, el volumen, la duración y el tipo de actividad física. En el sistema osteomioarticular se produce hipertrofia muscular. Condicionada por una base genética, la influencia del entrenamiento y la compleja interrelación entre diferentes hormonas como la hormona del crecimiento (GH), la dihidroepiandrosterona (DHEA), la testosterona y diversos factores de crecimiento, dentro de ellos el factor de crecimiento similar a la insulina IGF-I, son abordados en esta revisión.           Palabras claves: Deporte de alto rendimiento. Hipertrofia muscular. Hormona del crecimiento (GH). Dihidroepiandrosterona (DHEA). Testosterona. Factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-I).
	EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 17, Nº 176, Enero de 2013. http://www.efdeportes.com/

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Introducción

    El ejercicio físico, sea cual sea su intensidad, produce una situación de estrés. En correspondencia con esta situación todos los sistemas de órganos realizan un reajuste de su función para mantener la homeostasis del cuerpo. Uno de los sistemas que participa en este proceso, con cierto protagonismo, lo constituye el sistema neuroendocrino.¹

    Ante esta situación, el sistema nervioso central y el sistema endocrino, a través del eje hipotálamo-hipófisis-glándulas efectoras emite una respuesta que varia de acuerdo a la intensidad, el volumen, la duración y el tipo de actividad física y que genera una serie de cambios morfofuncionales que permiten la adaptación y preparación del organismo para el enfrentamiento de estas nuevas demandas y también para la etapa de recuperación. ¹

    El entrenamiento de la fuerza y de la potencia, representa un gran estímulo al sistema músculo-esquelético y una gran cantidad de mediadores químicos se liberan ante este estimulo constituyendo la respuesta hormonal.¹

    Las hormonas constituyen sustancias químicas trasmisoras de información para la regulación de la función de los órganos y de los procesos metabólicos.

    Las hormonas controlan cuatro áreas básicas del organismo: ^2,3

1. Crecimiento y desarrollo.

2. Mantenimiento del medio interno.

3. Diferenciación celular y reproducción.

4. Regulación del metabolismo y del aporte nutricional.

    Este complejo proceso se realiza a través de:

• Liberación paracrina, a través de la cual la sustancia secretada difunde en dirección a los receptores específicos de las células adyacentes a la célula que la sintetizó. Es el caso de muchas hormonas, por ejemplo los factores de crecimiento.⁴

• Liberación autocrina, se aplica a un tipo de secreción química que afecta a la misma célula que secretó la sustancia. Por ello, los receptores para la sustancia secretada están sobre la misma célula que la sintetizó.

    Ambos mecanismos constituyen un tipo de comunicación celular que emplea mensajeros químicos.⁴

    El método que utiliza el organismo para regular la concentración de hormonas es balance entre la retroalimentación positiva y negativa, fundamentado en la regulación de su producción, metabolismo y excreción. También hay hormonas tróficas y no tróficas, según el blanco sobre el cual actúan.

    Las hormonas pueden ser estimuladas o inhibidas por:

• Otras hormonas.

• Concentración plasmática de iones o nutrientes.

• Neuronas y actividad mental.

• Cambios ambientales, por ejemplo luz, temperatura, presión atmosférica.

    Las hormonas pueden segregarse en forma cíclica, contribuyendo verdaderos biorritmos (secreción de prolactina durante la lactancia, secreción de esteroides sexuales durante el ciclo menstrual). Con respecto a su regulación, el sistema endocrino constituye un sistema cibernético, capaz de autorregularse a través de los mecanismos de retroalimentación (feed-back), los cuales pueden ser de dos tipos:

• Feed-Back positivo: es cuando una glándula segrega una hormona que estimula a otra glándula para que segregue otra hormona que estimule la primera glándula.

  • Ej.: la FSH segregada por la hipófisis estimula el desarrollo de folículos ováricos que segrega estrógenos que estimulan una mayor secreción de FSH por la hipófisis.

• Feed-Back negativo: cuando una glándula segrega una hormona que estimula a otra glándula para que segregue una hormona que inhibe a la primera glándula.

  • Ej.: la ACTH segregada por la hipófisis estimula la secreción de glucocorticoides adrenales que inhiben la secreción de ACTH por la hipófisis.⁴

    De acuerdo a su naturaleza química se clasifican en:

• Derivadas de aminoácidos: se derivan de los aminoácidos tirosina y triptófano., como ejemplo tenemos las catecolaminas y la tiroxina.

• Hormonas peptídicas: están constituidas por cadenas de aminoácidos, bien oligopéptidos (como la vasopresina) o polipéptidos (como la hormona del crecimiento).

• Hormonas lipídicas: son esteroides (como la testosterona) o eicosanoides (como las prostaglandinas). ^2,3.4

    Según su función, se encuentran las hormonas "Anabolizantes", tales como la hormona de crecimiento (GH, Growth Hormone), testosterona, insulina, y el sistema IGF-I (Insulin-Like Growth Factor I o factor I de crecimiento similar a la insulina) y las hormonas con funciones “Catabólicas” como el cortisol.

    Desde el punto de vista de su mecanismo de acción las hormonas esteroideas atraviesan las membranas celulares y se unen a receptores dentro de la célula. Usan un mecanismo llamado "activación directa" de genes para producir la síntesis de proteínas (a través del ARNm "mensajero") dentro del citoplasma (procesos de reparación y crecimiento de tejidos, por ejemplo). Las hormonas no esteroideas no pueden entrar fácilmente en las células, por lo que se unen a receptores específicos ubicados en las membranas celulares. Esto forma el complejo hormona-receptor que activa a un segundo mensajero dentro de la célula, que al formar AMPc, activa numerosos procesos celulares (activación de enzimas, cambios de permeabilidad de membranas, síntesis de proteínas, estimulación de secreciones celulares, etc.).³

Desarrollo

    La respuesta del sistema endocrino ante el ejercicio físico esta mediada por la secreción de diferentes hormonas que entran al torrente circulatorio para mantener la homeostasis .La síntesis de estos mediadores y en consecuencia su acción dependerá de la duración del ejercicio. Asi se observa que en la:

• Respuesta hormonal inmediata (los primeros 30 minutos de ejercicios): La estimulación central a nivel del hipotálamo genera una estimulación simpática adrenal con aumento de la producción de catecolaminas (Adrenalina y noradrenalina) que determina una inhibición de la síntesis de insulina y estimulación de la producción de renina con los efectos de estas hormonas en todas las células del organismo.⁵

• Respuesta mediata (después de 30 y hasta 60 minutos de ejercicios) Se secretan hormonas hipofisarias como GH, Adrenocorticotropina (ACTH), Prolactina (PRL), Hormona antidiurética o Vasopresina (ADH) y Tirotropina (TSH)

• Respuesta tardía (más de 60 minutos de ejercicios): La estimulación parasimpática induce la estimulación de la producción de ACTH y por consecuencia la liberación de glucagón, somatostatina, secretina, polipéptido intestinal vaso activo y polipéptido pancreático.

    En relación con el sistema osteomioarticular, el entrenamiento deportivo a largo plazo condiciona la aparición de hipertrofia muscular. Se reconocen diferentes etapas en este proceso.

• Hipertrofia temporal aguda, abultamiento del músculo que ocurre durante una sola sesión de ejercicios. Se atribuye a la acumulación de liquido (edema) en los espacios intersticiales e intracelulares del músculo. Es temporal y el liquido regresa a la sangre al cabo de unas horas de finalizado el ejercicio.

• Hipertrofia crónica: Aumento en el tamaño muscular que resulta del entrenamiento con resistencias (adaptación/efecto a largo plazo). Resulta de la hipertrofia de las fibras individuales debido a mayor número de miofibrillas, más filamentos de actina y miosina, mas tejido conectivo o cualquier combinación entre las anteriores.^3,5

    Son varios lo mecanismos que tratan de explicar la aparición de hipertrofia muscular.

• Existe un factor determinante y es el hecho de que existe un condicionamiento genético del número de fibras musculares en el ser humano que se establece con el nacimiento o poco después y permanece invariable el resto de la vida pero con el entrenamiento, se observan adaptaciones que favorecen una ganancia en fortaleza muscular que incluyen una mejor coordinación neuromuscular. Sin embargo, la compleja interrelación entre diferentes hormonas tienen en este mecanismo su máxima expresión .Se han relacionado de forma mas constante los papeles de la GH, dihidroepiandrosterona (DHEA) , testosterona, y el sistema IGF-I ^3,5

GH

    La síntesis de la GH está dentro de la respuesta intermedia al ejercicio por estimulación de la hipófisis. Muchas de sus acciones biológicas son mediadas por una variedad de mecanismos Sus efectos más relevantes son:

1. Favorece el crecimiento de todas las células y tejidos del organismo, aumenta el tamaño celular estimula la mitosis y favorece la proliferación y diferenciación del tejido óseo y muscular.

2. Favorece la síntesis proteica.

3. Disminuye la utilización de glucosa por la célula.

4. Provoca glucogenolisis hepática.

5. Efecto lipolítico.

    Existen estímulos que incrementan su secreción como la hipoglucemia, el ejercicio físico prolongado, el ayuno, el incremento de algunos aminoácidos circulantes, la comida proteica, el estrés, las tensiones psicológicas diversas y bajas concentraciones de ácidos grasos en sangre.

    Se secreta fundamentalmente en las primeras horas de sueño profundo (4 horas), por lo que tiene un importante papel en el proceso de reparación durante el descanso. Su efecto, en relación a la hipertrofia muscular, está relacionado con el incremento del tamaño de las fibras ya existentes y por tanto con el incremento de la fuerza muscular. Hay múltiples estudios que señalan la correlación del crecimiento muscular durante la actividad física y el reposo mediado por la acción de esta hormona que además de estimular el crecimiento de tejido muscular estimula su diferenciación. Otro efecto de esta hormona lo constituye su efecto anabólico en la síntesis de proteína componente esencial para el crecimiento y reparación muscular. Se ha observado, sin embargo, que la administración exógena de GH (utilizado para problemas de crecimiento en adolescentes y en adultos con deficiencia de GH) no estimula la hipertrofia de las miofibrillas en ausencia de carga mecánica sobre el músculo, por lo que el uso de esta hormona como tratamiento para "mejorar el rendimiento" puede ser poco efectivo, peligroso y hasta ilegal.^{3, 5,6-8}

DHEA

    Es una hormona de naturaleza esteroidea más abundante en el humano .Se sintetiza en los testículos (células de Leydig), ovarios (células de la teca), riñón (zona fasciculada y zona reticular) y en el cerebro donde funciona predominantemente como un intermediario metabólico en la biosíntesis de andrógenos y estrógenos. Su significado biológico no esta completamente establecido. El sexo y la edad son los principales determinan­tes de los niveles séricos de DHEA. Sus niveles son altos en la vida fetal, dis­minuyen después del nacimiento, muestran un au­mento marcado hasta alcanzar sus niveles máximos en la adolescencia y muestran progresiva reducción desde el final de la pubertad hasta la vejez en ambos sexos. Son casi el doble en el hombre que en la mujer ^9,10.

    Existen estudios que reportan diferencias significativas entre los niveles de DHEA en diversos grupos étnicos sin embargo en otros estudios en Latinoamérica donde existe una mezcla de razas no ha sido posible hallar esta diferencia. ¹⁰

    Su efecto fisiológico es similar al de la testosterona, sin embargo, también tiene una variedad de efectos biológicos potenciales ligando a una serie de receptores de la superficie nuclear y celular y actuando como un neurosteroide.^{9, 11}

    Se piensa así mismo que DHEA regula un manojo de otras proteínas de forma indirectas, a través de mecanismos genómicos incluyendo las enzimas P4502C11 y 11β-HSD1, la ultima, esencial en la síntesis de glucocorticoides tales como el cortisol y esto ha sugerido su efecto antiglucocorticoide y de la proteína transportadora IGFBP1 ^9-13

    Se ha propuesto, en relación con el comportamiento hormonal, que los incrementos en las concentracio­nes adrenales de DHEA estimulan la síntesis de IGF-I, y por medio de la esteroidogénesis gonadal, incrementa la secreción de hormona de crecimiento (GH) y por tanto la subsiguiente producción de IGF-1. ¹⁰

    La practica regular de ejercicios se conoce aumenta la concentración de DHEA en el organismo ^14,15

Testosterona

    Es producida principalmente en los testículos de los varones y en los ovarios de las hembras pero en pequeñas cantidades al igual que las glándulas suprarrenales. Es la hormona sexual principal masculina y esteroide anabólico. Favorece el crecimiento, aumento de la masa muscular y de la densidad ósea; maduración de los testículos, formación del escroto, crecimiento del vello púbico y axilar, modificación del aparato vocal (la voz se hace más grave) que constituyen los caracteres sexuales secundarios.^2,3,4

    Sus efectos más relevantes en el sistema osteomioarticular son:

1. Estimula la síntesis proteica

2. Aumenta la síntesis de glucógeno muscular

3. Aumenta los depósitos de Fosfocreatina

4. Tiene acción estimuladora de la eritropoyesis

    En sentido general aumenta durante la realización del ejercicio tanto en hombres como en mujeres, sobre todo en esfuerzos submáximos y máximos especialmente en los que sobrepasan los 40 minutos. En los ejercicios que finalizan por el agotamiento el incremento inicial de esta hormona es seguido de una reducción de la misma aunque es modificable pues depende de los sujetos y su capacidad física.

    Se plantea que el entrenamiento físico implica una mayor respuesta de la testosterona al ejercicio, relacionándose con una mayor capacidad de rendimiento deportivo y esto puede ser considerado un indicador de preparación física en los deportistas. Estos elementos se refieren sobre todo a programas aeróbicos como de fuerzas. La respuesta de la testosterona al ejercicio con pesas es altamente variable. ^2,3,4

    La asimilación de las cargas por parte de las atletas femeninas dependerá fundamentalmente de sus ciclos hormonales (estrógeno/progesterona).Las diferentes fases de su ciclo menstrual determinaran su  capacidad de realizar más o menos entrenamiento. El incremento así mismo de la síntesis de testosterona en las atletas de alto rendimiento favorece en muchas de ellas alteraciones del ciclo menstrual con amenorrea y anovolucion por disminución de la Hormona luteinizante, entre otros factores, esto se observa fundamentalmente en atletas de gimnasia, bailarinas y corredoras. ^2,3,4

    Las mujeres toleran mucho menos la intensidad que los hombres, esto se debe fundamentalmente a que poseen una menor cantidad de testosterona, lo que les dificulta la formación de masa muscular. ^2,3,4

IGF-I

    La IGF-I, originalmente llamada somatomedina C, es un factor de crecimiento relacionado estructuralmente con la insulina. La IGF-I es la principal proteína implicada en la respuesta de las células a la GH; esto es, la IGF-I es producida en respuesta a la síntesis de GH e induce las actividades celulares subsecuentes, particularmente sobre el crecimiento del hueso. Sin embargo, estudios recientes, han demostrado que la IGF-I tiene actividades autocrinas (estimulación directa de la síntesis de proteínas miofibrilares) y paracrinas (proliferación, diferenciación y fusión de células "satélite"), en adición a las actividades endocrinas inicialmente observadas sobre el hueso. ³

    La familia de IGF incluye tres hormonas, tres receptores, y seis proteínas vinculantes, todos productos de distintos genes. Muchos, pero no todos los miembros de la familia pueden actuar recíprocamente entre si. Las acciones de las IGF son moduladas por una familia de proteínas, llamadas IGFBP-1, IGFBP-2, IGFBP-3, IGFBP-4, IGFBP-5, y IGFBP-6. La función de las IGFBPs no solo es ser proteínas de transporte (carriers), para las IGF en la circulación, protegiéndose de la degradación y transportándolas hacia tejidos específicos, sino también como moduladores de la acción de la IGF. ³

    Las 2 isoformas de esta hormona que tienen mas relevancia para la hipertrofia son: la IGF-IEa (llamada IGF-I muscular), la cual es similar a la IGF-I producida por el hígado, y la IGF-IEb (llamada MGF, factor de crecimiento mecánico), la cual solamente es producida por el músculo dañado o sobrecargado. ³

    Para conocer la importancia de la regulación intrínseca v la activación autocrina/paracrina, es necesario considerar algunos procesos celulares, tales como la regeneración de la fibra muscular (miofibras), que parece ser modulada por la IGF-I. Cuando hay daño muscular, las células satélite, que son pequeñas células mononucleadas del músculo, son "movilizadas" para comenzar el proceso de regeneración. Luego de esta activación se observa una respuesta proliferativa en la cual algunas de esas células activadas se someten a un ciclo mitótico (división de células). A continuación, estas células activadas se "diferencian" en células como mioblastos. Así, estos mioblastos pueden fusionarse con otros para formar nuevas miofibras o incorporarse en las miofibras "sobrevivientes" del daño muscular. De ahí, que hay evidencia de que la IGF-I producida localmente de modo autocrina/paracrina, puede ser importante en este proceso de regeneración.³

     Entonces, la hipertrofia del músculo esquelético es regulada al menos por 3 procesos moleculares: mayor actividad de células satélite, transcripción genética y codificación proteica, con cada uno de estos procesos contribuyendo diferentemente a la hipertrofia muscular.³

    Es interesante observar que, la IGF-I puede influenciar a la actividad de todos esos mecanismos. Por ejemplo, la IGF-I aumenta la proliferación de células satélite, la expresión ARNm de la actina del músculo, y la síntesis proteica. Por lo tanto, en base a los mecanismos moleculares y celulares, es muy probable que la IGF-I constituya significativamente a la hipertrofia.³

    La IGF-I ejerce una inhibición negativa sobre la secreción de la GH a nivel del hipotálamo y de la glándula pituitaria. La utilización ("secuestro") por parte del tejido muscular de la IGF-I podría servir para aumentar sus acciones mitogénicas y, al mismo tiempo, proteger al sistema de una caída en la liberación de la GH hipotalámica y pituitaria.³

    Estas interrelaciones entre todas las hormonas demuestran la naturaleza altamente interdependiente del sistema neuroendocrino en la influencia de la expresión de una característica del rendimiento tal como lo es la fuerza y/o la potencia de los músculos.

Conclusiones

    Las fibras musculares están condicionadas genéticamente con el nacimiento o poco después de este y no varían durante el resto de la vida.

    El entrenamiento de la fuerza muscular a largo plazo condiciona la puesta en marcha de un mecanismo complejo en el que se vinculan el sistema nervioso central y periférico con el sistema endocrino, provocando la síntesis y liberación de hormonas en dependencia de la duración del ejercicio fundamentalmente. Sus funciones biológicas permiten establecer adecuaciones y adaptaciones de los diferentes órganos y sistemas a las demandas del ejercicio de alto rendimiento.

    La testosterona no es la principal hormona que induce hipertrofia muscular aunque interviene en el desarrollo de los músculos, siendo en los hombres una potente hormona que mejora la función neural.

    En el desarrollo y la hipertrofia de los músculos por los efectos directos sobre el crecimiento y diferenciación de las fibras musculares y efectos indirectos relacionados con la estimulación de la síntesis de proteínas (efecto anabolizante), influyen mayoritariamente la (GH), dihidroepiandrosterona y la familia del Factor de crecimiento similar a la Insulina

    La administración endógena de GH y de IGF no estimula la hipertrofia muscular en ausencia del entrenamiento físico.

Bibliografía

1. Pérez Ángel, A. Niveles Séricos de Hormona de Crecimiento e IGF-I, y Ejercicio Físico Submáximo en Gran Altura y a Nivel del Mar. Anales de la Facultad de Medicina, Vol. 60, Nº 1, 1999.

2. Hormonas, Ejercicio y Entrenamiento .En: Fundamentos de Fisiología del Ejercicio. 2ª Edic. Mc Graw Hill Interamericana.

3. Scarfó, R.L. Los factores de crecimiento muscular y los ejercicios de fuerza. EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 10 - Nº 83 – Abril, 2005. http://www.efdeportes.com/efd83/fuerza.htm

4. Hormonas. Disponible en: http://es.wikipedia.org/. Consultado el 10 de noviembre de 2012.

5. Goto K, Ishii N, Kizuka T, Takamatsu K. The impact of metabolic stress on hormonal responses and muscular adaptations. Med Sci Sports Exerc 2005 Jun;37(6):955-63.

6. Jiménez López, M. Respuesta hormonal a la competición deportiva. ¿Hacia una teoría de activación conjunta de los ejes HPG-HPA? EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Nº 150, Noviembre, 2010. http://www.efdeportes.com/efd150/respuesta-hormonal-a-la-competicion-deportiva-ejes-hpg-hpa.htm

7. Anselmo H. Hormonas Anabólicas y Entrenamiento. 2004.

8. Carrera Spek, A. Fundamentos Biológicos para el deportista. 2006.

9. Dehydroepiandrosterone: Disponible en: http://es.wikipedia.org/. Consultado el 10 de noviembre de 2012.

10. Giraldo, M. Barbosa, D. Zapata, O. Jaramillo, HN. Correlación entre los niveles séricos de dehidroepiandrosterona sulfato con los estadios de maduración esquelética. Informe final. Revista Facultad de Odontología Universidad de Antioquia. 2007 18(2).

11. Webb SJ, Geoghegan TE, Prough RA, Michael Miller KK (2006). "The biological actions of dehydroepiandrosterone involves multiple receptors". Drug Metabolism Reviews 38 (1–2): 89–116.

12. Gao W, Bohl CE, Dalton JT (September 2005). "Chemistry and structural biology of androgen receptor". Chemical Reviews 105 (9): 3352–70. 

13. Lindschau C, Kirsch T, Klinge U, Kolkhof P, Peters I, Fiebeler A. "Dehydroepiandrosterone-induced phosphorylation and translocation of FoxO1 depend on the mineralocorticoid receptor". Hypertension 2011. 58 (3): 471–8. 

14. Filaire, E; Duché, P; Lac, G."Effects of amount of training on the saliva concentrations of cortisol, dehydroepiandrosterone and on the dehydroepiandrosterone: Cortisol concentration ratio in women over 16 weeks of training". Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1998 .78 (5): 466–471.

15. Copeland J. L., Consitt L. A., Tremblay M. S. "Hormonal Responses to Endurance and Resistance Exercise in Females Aged 19-69 Years". J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. 2002.57 (4):158–165.

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