Role of dietary protein and muscular fitness on longevity and aging (pdf original)
Strasser B, Volaklis K, Fuchs D y Burtcher M
Aging Dis. 2018 Feb 1;9(1):119-132. doi: 10.14336/AD.2017.0202
La atrofia muscular o sarcopenia es un efecto ligado a la edad que compromete la función muscular, así como los procesos metabólicos, incrementando factores de riesgo de mortalidad y empeoramiento de la calidad de vida. Está favorecido por una falta de acondicionamiento muscular junto a una posible escasa ingesta proteica. Por tanto, su intervención requiere aspectos físicos, como el ejercicio de fuerza y de resistencia, así como nutricionales. El proceso de envejecimiento está acompañado también de activaciones crónicas inmunes y la sarcopenia puede representar una consecuencia de una estrategia mal regulada del sistema inmune.
Introducción
Actualmente, es sabido que un bajo nivel de acondicionamiento cardiorrespiratorio es aceptado como predictor de la mortalidad y que la fuerza muscular tiene un papel imprescindible en la prevención de enfermedades, de manera que valor bajo de ésta están muy relacionados como limitaciones físicas. Las investigaciones también apuntan a una necesidad de aumento de la ingesta proteica en población adulta.
El objetivo de esta revisión es obtener información sobre el rol del ejercicio físico y apuntar las evidencias de ingesta proteica en favor de la salud de la población adulta.
Fuerza muscular y longevidad
Numerosas evidencias sugieren que la fuerza muscular está inversamente asociada con la mortalidad y riesgo de enfermedad cardiovascular y metabólica, de manera independiente, incluso incorporando el acondicionamiento cardiovascular y factores de riesgo como edad, grasa corporal y tabaco.
Recientemente se ha investigado la relación de la fuerza muscular con el riesgo a sufrir múltiples enfermedades crónicas, de manera que variables como la fuerza de agarre ofrecen fiables estimaciones para evitar el riesgo de enfermedades tanto cognitivas como neurodegenerativas crónicas. Así mismo, valores bajos en dinamometría manual ofrecen relación directa con cualquier causa de mortalidad en población anciana, especialmente mujeres.
Biología de la edad muscular
La edad va ligada a unos cambios caracterizados por un descenso de 1% por año desde los 40 en la masa muscular y fuerza, que conlleva fragilidad, inmovilidad y pérdida de independencia en diferente grado según la edad y el nivel de acondicionamiento físico que altera el funcionamiento muscular en su arquitectura y control vascular de la contracción.
Cambios en la arquitectura muscular
El envejecimiento y la inactividad se caracterizan por una reducción en el tamaño de las fibras, así como del número de las mismas. La longitud, el ángulo de penación y el área de sección transversal también disminuyen. Parece haber mayor pérdida de sarcómeros en paralelo que en serie.
Cambios en composición de tipo de fibras
El tamaño de las fibras tipo 1 parece mantenerse, mientras que el de tipo 2 tiende a disminuir y a aumentar su pérdida de inervación. Precisamente por esto, la edad per se ocasiona una transición de rápidas a lentas, mientras que el desuso provoca la transición inversa que se comprueba por el incremente de las cadenas de miosina rápidas.
Mecanismos propuestos
Algunos mecanismos se han propuesto para explicar la pérdida de músculo, como el córtex cerebral, como factor potencial, aunque sin pérdida de neuronas motoras. Parece acelerarse la pérdida de unidades motoras, degeneración mitocondrial y la atrofia axonal, que ocasionan la desinervación de fibras tipo 2.
La degeneración mitocondrial y el estrés oxidativo conllevan una posible pérdida de la función vascular que compromete el acondicionamiento físico y rendimiento. Sin embargo, el estilo de vida se ha mostrado capaz de modificar estos procesos significativamente.
Respuesta fisiológica al entrenamiento
El entrenamiento de fuerza para la masa muscular y fuerza en población adulta se ha mostrado tan efectivo como el de resistencia para el acondicionamiento cardiovascular y muscular. Así mismo la intensidad del entrenamiento es un factor muy importante contra la pérdida muscular y cardiovascular, gracias a que favorece un aumento de la síntesis proteica y revierte el círculo vicioso que conlleva la inmovilidad y sus consecuencias a nivel de pérdida de función transportadora y de utilización del oxígeno.
Tipos de ejercicio de fuerza
Una sola sesión de fuerza está asociada con aumentos en la síntesis proteica de hasta 3 veces más, ayudado también por un aumento en la ingesta proteica que asegure esos nuevos mionucleótidos post mitóticos para la hipertrofia, especialmente después de un programa de entrenamiento de fuerza. Las células satélite se activarán produciendo proliferación y diferenciación de nuevos mionucleótidos cuando se somete al músculo a estrés en el ejercicio con cargas de suficiente intensidad, que incrementará las células mionucleares y satélite de fibras tipo 2 tanto en hombres como mujeres adultos, así como la capacidad respiratoria y la función mitocondrial del músculo.
Tipos de ejercicio de resistencia
Es el principal método para la mejora del acondicionamiento cardiovascular, capacidad aeróbica y del consumo de oxígeno máximo (VO2max). Adaptaciones musculares al entrenamiento de resistencia incluyen aumentos en la capilarización, actividad enzimática en el transporte a la cadena de electrones de la mitocondria y biogénesis mitocondrial, observando aumentos en el gen de la expresión de PGC- 1α del 50%. Estas adaptaciones conllevan una capacidad de sostener el ejercicio por más tiempo, incentivado también por cambios metabólicos como un aumento en el uso de ácidos grasos y menor glucógeno muscular.
Parece por tanto que la mejor manera de disminuir la pérdida de función muscular y rendimiento físico, así como prevenir las inclemencias de la edad mejorando la calidad de vida, sea aunando la práctica de ambas modalidades de ejercicio.
Proteína, músculo y salud en envejecimiento
La población mayor está en riesgo de insuficiencia en la ingesta proteica debido a malos hábitos de alimentación y a la resistencia anabólica muscular. Además, la inflamación asociada a enfermedades lleva a la degradación proteica y reducción de la síntesis proteica. Por tanto, para esta población, recomendaciones de 0,8 gr de proteína por KG de peso al día no parecen suficientes, favoreciendo esto a la aparición de investigaciones que sugieren recomendaciones de 1,5 g/kg /día para prevenir la sarcopenia y debilidad ósea. Será necesario también identificar el ratio de fuente proteica y necesidades en población practicante de ejercicio para una óptima síntesis proteica muscular (MPS).
Resistencia anabólica de la MPS en envejecimiento- la importancia del ejercicio
La pérdida de tejido muscular de entre 3 a 8% a partir de los 30 años se justifica por el empeoramiento en la MPS, fruto de un peor reparto de los aminoácidos a los músculos, una peor digestión de la proteína o de la absorción de los aminoácidos, así como una menor activación en la señalización anabólica de los mismos. Sin embargo, todas estas dificultades parecen mejorar con la práctica de ejercicio físico, lo que mejorará la MPS incluso sin aumentar el aporte ingerido de proteína.
Beneficios clínicos de la suplementación proteica
La evidencia científica ha demostrado que, tanto el aumento de la ingesta proteica como el entrenamiento con cargas aumentan la masa muscular y la fuerza, así como reduce el impacto de la sarcopenia.
Respecto al tipo de ejercicio parece que el trabajo con cargas ligeras, en población anciana, produce similares efectos en el aumento de la masa muscular y, además, permite una mejora mayor en la capacidad aeróbica.
En ciertas patologías es frecuente que ocurra un empeoramiento en el desarrollo de la enfermedad, junto a un descenso de la ingesta proteica, especialmente en hospitalizaciones, que favorecen la pérdida de masa muscular. Intervenciones con terapias de ejercicio como la estimulación eléctrica, en pacientes que no pueden realizar ejercicio, han demostrado ser eficaces para favorecen el anabolismo y evitar la pérdida de tejido magro, lo que ayudará a mejorar la inflamación.
La suplementación con proteína también ha demostrado ser efectiva a corto plazo para el aumento de la ingesta diaria y la masa muscular en pacientes. La muscularidad representa un nuevo marcador para identificar el riesgo real de mortalidad pero además, permite la identificación de pacientes que se podrían beneficiar de una nutrición inmuno-modulada, pues ésta requiere de unos niveles mínimos de masa muscular para ser efectiva. El envejecimiento muscular es también un predictor del riesgo de fracturas y caídas en población mayor. Se ha comprobado que la ingesta proteica está relacionada con una favorable recuperación en pacientes con fractura de cadera. Por tanto, será especialmente importante incorporar aumentos de la ingesta proteica junto a la estimulación muscular en la rehabilitación del paciente.
Cantidad, calidad y momento de consumo de las proteínas
Parece aceptada la idea de que la cantidad óptima de ingesta proteica después del ejercicio para estimular la MPS es de 20-25gr. Sin embargo, datos recientes sugieren el incremento hasta 40gr después del ejercicio de fuerza en población mayor. Como llegar a esa cantidad en una comida parece difícil, los expertos recomiendan la suplementación adicional con aminoácidos como leucina, a la proteína ingerida con el alimento, debido a su alto poder en la estimulación de la mTor para la MPS. La proteína animal es alta en leucina y la proteína de suero ha demostrado ser más efectiva en la MPS que la caseína o la soja, ingerida durante o inmediatamente después del ejercicio. Para la proteína ingerida de los alimentos se recomiendan 90-120min antes.
Parece que lo más determinante es la cantidad adecuada de proteína de alta calidad en cada comida, combinado con ejercicio de fuerza.
Metabolismo de la triptófano-kinurenina y activación inmune en el envejecimiento
La activación inmune en el envejecimiento influencia el metabolismo de los aminoácidos. El triptófano está relacionado con la activación inmune y la inflamación mediante la ruta de la kinurenina (KP), regulada por la activación de la respuesta inmune, que puede ser detectada por el aumento de la concentración de kinurenina a triptófano. La restricción calórica disminuye los niveles de triptófano y de kinurenina, lo que comprometerá la respuesta inmune. Paradójicamente, una dieta alta en proteína compromete los valores cerebrales de triptófano debido a una dificultad en el transporte en la entrada al mismo, al competir con otros aminoácidos. Esto, a su vez, influye en la síntesis de serotonina, lo que podría tener consecuencias negativas a nivel cognitivo y mental, incluso aumentando el riesgo de enfermedades como la demencia o la depresión.
Por otro lado, el ejercicio moderado, resulta ser esencial para modular el metabolismo del triptófano y controlar el estado de humor debido al aumento del uso de aminoácidos de cadera ramificada (BCAA) por los músculos y al aumento en los ácidos grasos en plasma, lo que favorecerá la entrada de triptófano al cerebro por la barrera sangre-cerebro y el aumento de los niveles de serotonina cerebrales. Recientes resultados muestran que el entrenamiento de resistencia incrementa la expresión de la kinurenina aminotransferasa, lo que causa adaptación en el metabolismo de la kinurenina, preservando la ruptura de la plasticidad neural, lo que podría tener implicaciones para la recomendaciones de ejercicio en pacientes con desórdenes depresivos
Triptófano-kynurenina, sarcopenia y longevidad
La sarcopenia, como se ha mencionado, puede representar una consecuencia de una estrategia contra regulada del sistema inmune en contra de su activación. La carencia de triptófano puede suprimir los procesos de activación inmune por la restricción de la síntesis proteica y la inducción de células T por metabolitos de la kinurenina. La deficiencia de triptófano fruto de la aceleración de la ruptura del mismo a consecuencia del envejecimiento, tiene su consecuencia en enfermedades degenerativas mentales, como las citadas anteriormente.
A largo plazo, inmunosupresivos y/o terapias antiinflamatorias han sido discutidas como medidas profilácticas para reducir el impacto negativo del envejecimiento y mejorar la calidad de vida. Además, las altas tasas de ruptura de triptófano y los bajos niveles de serotonina han sido relacionados con índices de moralidad general. Las propiedades inmunomodulatorias de la rapamicina y el resveratrol parecen ser responsables de la capacidad de suprimir la ruptura de triptófano. Además, el ejercicio físico intenso puede provocar activación crónica inmune y afectar a su función. Sin embargo, el ejercicio moderado y de fuerza, parecen ser estrategias válidas antioxidantes que deberán demostrar aún su validez como agentes anti-envejecimiento en el metabolismo del triptófano.
Conclusión
La fuerza muscular representa un papel fundamental en la prevención de enfermedades crónicas, mientras que la debilidad muscular está muy relacionada con limitaciones funcionales y debilidad física. La baja fuerza muscular ha sido reconocida como marcador o factor de riesgo para la mortalidad, más preciso incluso que otros marcadores metabólicos o circulatorios tradicionales. Por esta razón y por la sabida pérdida de fuerza y masa muscular fruto de la edad, las recomendaciones de la práctica de ejercicio de resistencia y fuerza para contrarrestar los efectos adversos del envejecimiento, disminuir el riesgo de mortalidad y mejorar la salud de la población mayor, son cada vez más numerosas e incipientes. Además, el uso de suplementos de proteína puede aumentar el anabolismo proteico y contribuir a una vida más activa para la prosperidad de la población anciana.
