El artículo aborda de manera integral cómo las mitocondrias del músculo esquelético regulan la utilización de sustratos energéticos durante el ejercicio, destacando su papel central en la adaptación metabólica y en la salud. La idea principal que vertebra toda la revisión es que las mitocondrias no son simplemente “centrales energéticas”, sino sistemas altamente dinámicos capaces de reorganizarse estructural y funcionalmente para responder a las demandas del ejercicio, optimizando tanto la producción de ATP como la selección de combustibles.
Desde el inicio, los autores enfatizan la plasticidad mitocondrial como una característica clave del músculo esquelético. Las mitocondrias forman una red interconectada que permite distribuir energía de forma eficiente dentro de la fibra muscular. Esta organización no es estática: el ejercicio induce procesos de remodelado continuo, incluyendo biogénesis mitocondrial y mecanismos de control de calidad como la fusión, fisión y mitofagia. Estas adaptaciones no solo aumentan la cantidad de mitocondrias, sino que mejoran su funcionalidad, lo que resulta determinante para el rendimiento y la salud metabólica.
Un punto relevante es la existencia de subpoblaciones mitocondriales especializadas, como las subsarcolemales y las intermiofibrilares, que cumplen funciones diferenciadas: unas más orientadas al metabolismo de sustratos y otras a la producción directa de ATP para la contracción. Esta organización refuerza la idea de que la eficiencia energética muscular depende tanto de la cantidad como de la distribución espacial de las mitocondrias.
A nivel molecular, el artículo describe con detalle los mecanismos que regulan la biogénesis mitocondrial. El eje central lo constituye PGC-1α, considerado el principal coactivador transcripcional que integra señales derivadas del ejercicio. Este factor se activa mediante múltiples vías, entre ellas la activación de AMPK (sensor energético celular), el aumento de calcio intracelular y la señalización adrenérgica. A su vez, PGC-1α interactúa con receptores nucleares como PPAR y ERR para promover la expresión de genes implicados en la oxidación de ácidos grasos, el metabolismo de la glucosa y la fosforilación oxidativa.
Un aspecto particularmente novedoso es el papel de FNIP1, descrito como un nodo regulador emergente en la señalización metabólica. Esta proteína actúa como intermediario entre AMPK y los programas de biogénesis mitocondrial, modulando la actividad de PGC-1α. Su regulación fina parece clave para equilibrar la expansión mitocondrial con el mantenimiento de su calidad, aunque los autores reconocen que la evidencia en humanos aún es limitada y se basa principalmente en modelos animales.
Más allá de la biogénesis, el artículo subraya la importancia del control de calidad mitocondrial. No basta con tener más mitocondrias; estas deben ser funcionales. Procesos como la mitofagia eliminan organelos dañados, mientras que la dinámica mitocondrial (fusión y fisión) permite adaptar la red a las necesidades energéticas. La activación de AMPK durante el ejercicio coordina estos procesos, promoviendo tanto la generación de nuevas mitocondrias como la eliminación de las disfuncionales.
En cuanto al metabolismo energético, la revisión describe cómo el músculo esquelético utiliza diferentes sustratos en función de la intensidad y duración del ejercicio. Inicialmente, la energía proviene del sistema fosfágeno (fosfocreatina), seguido por la glucólisis anaerobia. A medida que el ejercicio se prolonga, aumenta la contribución de la oxidación mitocondrial de carbohidratos y lípidos. En intensidades moderadas, predomina la oxidación de ácidos grasos, mientras que en intensidades altas se prioriza la glucosa debido a su mayor rapidez para generar ATP.
Un elemento clave es la flexibilidad metabólica mitocondrial, definida como la capacidad de alternar entre la oxidación de carbohidratos y grasas según las demandas energéticas. Esta capacidad depende en gran medida de la integridad funcional de las mitocondrias. La alteración de los mecanismos de control de calidad conduce a una “inflexibilidad metabólica”, caracterizada por una dependencia excesiva de un único sustrato y asociada a patologías como la diabetes tipo 2.
El artículo también profundiza en los mecanismos específicos de utilización de glucosa y lípidos. En el caso de la glucosa, el ejercicio induce la translocación de GLUT4 hacia la membrana celular de manera independiente de la insulina, facilitando su captación. Esta adaptación se potencia con el entrenamiento, aumentando la capacidad del músculo para almacenar glucógeno.
Respecto a los lípidos, se destaca la importancia de los triglicéridos intramusculares (IMTG) como fuente energética, especialmente en individuos entrenados. En estos sujetos, los lípidos almacenados se localizan cerca de las mitocondrias, facilitando su rápida oxidación. Este fenómeno contrasta con lo observado en individuos sedentarios o con enfermedades metabólicas, donde la acumulación de lípidos no se acompaña de una adecuada capacidad oxidativa.
Aquí emerge uno de los conceptos más interesantes: el “paradoja del atleta”. A pesar de tener altos niveles de lípidos intramusculares, los atletas presentan una elevada sensibilidad a la insulina. Esto se explica porque lo determinante no es la cantidad de grasa almacenada, sino la capacidad mitocondrial para oxidarla eficientemente. En otras palabras, el problema no es el depósito lipídico, sino la incapacidad de utilizarlo.
Otro punto relevante es la reconsideración del lactato como sustrato energético. Tradicionalmente considerado un subproducto del metabolismo anaerobio, el lactato se reconoce ahora como un intermediario clave que puede ser oxidado directamente por las mitocondrias o utilizado como precursor gluconeogénico. Este concepto refuerza la idea de que el metabolismo energético durante el ejercicio es altamente integrado y dinámico.
A nivel regulador, el artículo describe el ciclo de Randle como un mecanismo clásico de competencia entre glucosa y ácidos grasos. Sin embargo, los autores van más allá y destacan el papel activo de las mitocondrias como “centro de decisión” metabólica, integrando señales energéticas y modulando la disponibilidad de sustratos.
En la parte final, se analizan las implicaciones clínicas. La disfunción mitocondrial y la pérdida de flexibilidad metabólica están asociadas a enfermedades como obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares. Por el contrario, el ejercicio actúa como una intervención terapéutica capaz de restaurar estas funciones mediante la mejora de la calidad y eficiencia mitocondrial.
Finalmente, los autores plantean varias líneas futuras de investigación. Entre ellas destacan la necesidad de comprender mejor la organización espacial de las mitocondrias, el papel de los metabolitos mitocondriales como señales celulares, las diferencias por sexo en la adaptación al ejercicio y los efectos del sobreentrenamiento sobre la función mitocondrial. También se subraya el potencial de nuevas tecnologías como la multi-ómica y la inteligencia artificial para avanzar en este campo.
En conclusión, el artículo propone un cambio conceptual importante: los beneficios del ejercicio no dependen únicamente del aumento del contenido mitocondrial, sino de una remodelación coordinada que optimiza la calidad mitocondrial, la eficiencia energética y la flexibilidad en la utilización de sustratos. Este enfoque integrador permite entender mejor tanto el rendimiento deportivo como el papel del ejercicio en la prevención y tratamiento de enfermedades metabólicas.
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2026/04/Regulation-of-skeletal-muscle-mitochondrial-f.pdf
Referencia completa del artículo:
Yang L, Fu T, Yu H, Yin Y, Gan Z. Regulation of skeletal muscle mitochondrial fuel utilization during exercise. Trends Endocrinol Metab. 2026 Mar 24:S1043-2760(26)00014-7. doi: 10.1016/j.tem.2026.01.014.
