Horwath O, Cornet L, Strömlind H, Moberg M, Edman S, Söderlund K, Checa A, Ruas JL, Blomstrand E. Endurance exercise with reduced muscle glycogen content influences substrate utilization and attenuates acute mTORC1- and autophagic signaling in human type I and type II muscle fibers. Skelet Muscle. 2025 Mar 25;15(1):9. doi: 10.1186/s13395-025-00377-3.
El entrenamiento de resistencia con niveles bajos de glucógeno muscular no solo afecta el rendimiento, sino que también puede modificar la utilización de sustratos, el metabolismo proteico y, en consecuencia, las adaptaciones musculares. Estudios previos han demostrado que entrenar con poco glucógeno reduce su uso durante el ejercicio, incrementa la captación de glucosa y favorece la degradación proteica muscular. Estos cambios ocurren incluso cuando la disponibilidad de hormonas y sustratos en sangre es igual para ambas piernas, lo que sugiere un papel importante del glucógeno intramuscular.
El proceso de síntesis proteica en el músculo esquelético está regulado principalmente por el complejo mTORC1 y proteínas efectoras como S6K1, 4E-BP1 y eEF2. Durante el ejercicio aeróbico, la síntesis de proteínas tiende a disminuir (se asocia a un aumento de eEF2 fosforilada y una reducción de 4E-BP1 fosforilada), y se incrementa posteriormente durante la recuperación.
Los sistemas predominantes de degradación proteica muscular son el sistema ubiquitina-proteasoma y la vía autofágica. La autofagia, en particular, se activa en función de la intensidad del ejercicio, principalmente a través de la activación de la AMPK y su diana ULK1. Sin embargo, se sabe poco sobre cómo entrenar con glucógeno reducido afecta estas vías de señalización, especialmente en tipos de fibras musculares específicas (tipo I -oxidativas- y tipo II -glucolíticas-).
Por tanto, el objetivo de este estudio fue analizar cómo el ejercicio de resistencia realizado con niveles bajos de glucógeno afecta la utilización de sustratos y la señalización celular (incluida la síntesis y degradación proteica) de forma diferenciada en fibras tipo I y II.
Este estudio es pionero en analizar de forma aislada y comparativa cómo las fibras tipo I y II responden al ejercicio de resistencia con bajo glucógeno, en términos de metabolismo y señalización celular. Se utilizaron protocolos de ejercicio unipodal (día 1) y bipodal (día 2) para reducir selectivamente el glucógeno en una pierna y luego compararla con la otra.
Utilización de sustratos
El estudio confirma que, cuando el glucógeno muscular está reducido, su tasa de utilización durante el ejercicio también disminuye en ambos tipos de fibras, siendo esto más evidente en las fibras tipo I. Este hallazgo coincide con estudios previos realizados en músculo mixto, pero aquí se aporta una nueva perspectiva al diferenciar entre tipos de fibra.
En paralelo, se observó una mayor acumulación post-ejercicio de ácidos grasos de cadena larga conjugados con carnitina (como palmitoilcarnitina) en ambas fibras musculares en la pierna con bajo glucógeno, indicando un cambio hacia una mayor utilización de lípidos, probablemente de origen intramuscular. Esta acumulación fue más pronunciada en fibras tipo I, que son más oxidativas y tienen más triglicéridos intramusculares. Este patrón sugiere una adaptación metabólica compensatoria ante la baja disponibilidad de glucógeno.
Señalización mTOR y síntesis proteica
Un hallazgo clave fue que, en la pierna con glucógeno normal, la fosforilación de mTOR (Ser2448) aumentó significativamente después del ejercicio en ambos tipos de fibras, lo que se interpreta como una activación del complejo mTORC1, promotor de la síntesis proteica.
En cambio, en la pierna con bajo glucógeno, no se observó este aumento. Además, solo en fibras tipo I se incrementó significativamente la fosforilación de eEF2 en el residuo Thr56, lo que se asocia con la inhibición de la elongación en la síntesis proteica. Es decir, las fibras tipo I mostraron una mayor supresión de la síntesis proteica durante el ejercicio con bajo glucógeno, lo que podría ser una estrategia de ahorro energético en fibras que, además, son más activas durante esfuerzos aeróbicos prolongados.
Curiosamente, la relación inversa entre los niveles iniciales de glucógeno y la fosforilación de eEF2 sugiere que existe un umbral glucogénico (~300 mmol/kg peso seco) por debajo del cual se inicia esta inhibición.
Autofagia
En cuanto a la autofagia, el marcador LC3B-II (indicador del número de autofagosomas) disminuyó significativamente solo en la pierna con glucógeno normal, reduciendo la relación LC3B-II/I. En cambio, en la pierna con bajo glucógeno, el descenso fue menor o inexistente. Esto sugiere que, durante el ejercicio con glucógeno reducido, se atenúa la respuesta autofágica normalmente inducida por el ejercicio.
Este efecto parece estar relacionado con la menor activación de mTORC1, ya que la vía AMPK-ULK1 fue activada de forma similar en ambas piernas y tipos de fibras. Por tanto, se refuerza la hipótesis de que mTORC1, además de controlar la síntesis proteica, juega un papel clave en la regulación negativa de la autofagia.
El hecho de que los niveles post-ejercicio de LC3B-II sean más altos cuando también lo son los de palmitoilcarnitina podría sugerir que el uso intensivo de lípidos limita la activación de la autofagia. Esto coincide con estudios in vitro donde los ácidos grasos, como el palmítico, inhiben la señalización de mTORC1 y S6K1.
Implicaciones fisiológicas y prácticas
Estos resultados tienen implicaciones importantes para el enfoque “train low”, que propone entrenar con bajo glucógeno para mejorar adaptaciones musculares. Este estudio sugiere que, si bien se promueve la utilización de lípidos, también se suprime la activación de mTORC1 y la respuesta autofágica, lo que podría limitar la síntesis proteica y, por tanto, la adaptación muscular.
Por tanto, aunque el entrenamiento con bajo glucógeno puede ser útil en determinadas fases o contextos, no parece óptimo como estrategia regular para mejorar las adaptaciones musculares a largo plazo, especialmente en ejercicios de moderada intensidad.
Consideraciones sobre el diseño
El diseño experimental (con una pierna con bajo glucógeno y otra con niveles normales) permite comparar directamente los efectos locales en el músculo, sin la influencia de diferencias hormonales o de sustratos en sangre. Sin embargo, en la práctica, entrenar con glucógeno reducido también cambia el entorno hormonal sistémico, lo que puede influir en las adaptaciones.
Por otro lado, el estudio solo incluyó a cinco sujetos, por lo que los resultados deben interpretarse con cierta cautela y confirmarse en estudios más amplios.
Conclusión
Realizar ejercicio de resistencia con niveles bajos de glucógeno muscular reduce la utilización de glucógeno y aumenta la dependencia de lípidos como fuente de energía, especialmente en fibras tipo I. Sin embargo, esta condición también suprime la activación del eje mTORC1 y atenúa la reducción de marcadores autofágicos, lo que sugiere una posible disminución en la capacidad adaptativa del músculo, especialmente en términos de síntesis proteica y renovación celular.
Estos efectos parecen depender principalmente de la disponibilidad y utilización de sustratos durante el ejercicio, y no tanto del ejercicio previo realizado para reducir el glucógeno.
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