Hipertrofia del músculo esquelético (del griego hiper - más y del griego trophe - nutrición , alimento ) - un aumento en el volumen o masa del músculo esquelético . Una disminución en el volumen o masa del músculo esquelético se llama atrofia. Una disminución en el volumen o masa del músculo esquelético en la vejez se llama sarcopenia .
Para evaluar el grado de hipertrofia del músculo esquelético, es necesario medir el cambio en su volumen o masa. Los métodos de investigación modernos ( imágenes por resonancia magnética o computarizadas ) nos permiten evaluar el cambio en el volumen de los músculos esqueléticos en humanos y animales. Para ello, se realizan múltiples "cortes" de la sección transversal del músculo , lo que le permite calcular su volumen. Sin embargo, hasta ahora, el grado de hipertrofia del músculo esquelético se juzga con bastante frecuencia por el cambio en el valor máximo de la sección transversal del músculo, obtenido por computadora o por resonancia magnética.
El principal componente del músculo esquelético son las fibras musculares, que constituyen aproximadamente el 87% de su volumen (JD MacDougall et al., 1984). Este componente del músculo se denomina contráctil, ya que la contracción de las fibras musculares permite que el músculo cambie de longitud y mueva los eslabones del sistema musculoesquelético , moviendo los eslabones del cuerpo humano. El resto del volumen muscular (13%) está ocupado por elementos no contráctiles (formaciones de tejido conjuntivo, vasos sanguíneos y linfáticos , nervios , líquido tisular , etc.). En primera aproximación [1] , el volumen de todo el músculo (Vm) se puede expresar mediante la fórmula: Vm = Vmv nmv + Vns, donde: Vmv es el volumen de la fibra muscular; nmv es el número de fibras musculares; Vns: el volumen de la parte no contráctil del músculo (es decir, el volumen que ocupan todos los componentes musculares, excepto las fibras musculares).
Se ha demostrado que bajo la influencia del entrenamiento de fuerza y resistencia, aumenta el volumen de las fibras musculares (Vmv) y el volumen de la parte no contráctil del músculo (Vns). No se ha probado un aumento en el número de fibras musculares (hiperplasia de fibras musculares) en humanos bajo la influencia del entrenamiento de fuerza, aunque se ha probado hiperplasia de fibras musculares en animales (mamíferos y aves) [2] .
Se pueden distinguir dos tipos extremos de hipertrofia de las fibras musculares [3] [4] : la hipertrofia miofibrilar y la hipertrofia sarcoplásmica.
Hipertrofia miofibrilar de las fibras musculares : un aumento en el volumen de las fibras musculares debido a un aumento en el volumen de las miofibrillas . Al mismo tiempo, aumenta la densidad de empaquetamiento de las miofibrillas en la fibra muscular. La hipertrofia de las fibras musculares conduce a un aumento significativo de la fuerza muscular máxima. Aparentemente, las fibras musculares rápidas (tipo IIB) son las más predispuestas a la hipertrofia miofibrilar (Ya.M. Kots, 1998).
Hipertrofia sarcoplásmica de las fibras musculares : un aumento en el volumen de las fibras musculares debido a un aumento predominante en el volumen del sarcoplasma , es decir, su parte no contráctil. La hipertrofia de este tipo se produce por un aumento del contenido de mitocondrias en las fibras musculares , así como: fosfato de creatina , glucógeno , mioglobina , etc. Las más propensas a la hipertrofia sarcoplásmica, al parecer, son las de oxidación lenta (I) y rápida (IIA). ) fibras musculares (I. M. Kots, 1998). La hipertrofia sarcoplásmica de las fibras musculares tiene poco efecto en el crecimiento de la fuerza muscular, pero aumenta significativamente la capacidad de trabajar durante mucho tiempo, es decir, aumenta su resistencia.
En situaciones reales, la hipertrofia de fibras musculares es una combinación de los dos tipos mencionados con predominio de uno de ellos. El desarrollo predominante de uno u otro tipo de hipertrofia de las fibras musculares está determinado por la naturaleza del entrenamiento. Los ejercicios con pesos externos significativos (más del 70% del máximo) contribuyen al desarrollo de la hipertrofia miofibrilar de las fibras musculares. Este tipo de hipertrofia es típico de los deportes de fuerza ( halterofilia , powerlifting ). La realización a largo plazo de acciones motoras que desarrollan resistencia, con una carga de potencia relativamente pequeña en los músculos, causa principalmente hipertrofia sarcoplásmica de las fibras musculares. Tal hipertrofia es característica de los corredores de media y larga distancia. Los atletas involucrados en el culturismo se caracterizan por una hipertrofia miofibrilar y sarcoplásmica de las fibras musculares [1] [5] .
La hipertrofia miofibrilar de las fibras musculares se basa en la síntesis intensiva y la degradación reducida de las proteínas musculares. Hay varias hipótesis para la hipertrofia miofibrilar:
La hipótesis de la acidosis propone que el desencadenante del aumento de la síntesis de proteínas en el músculo esquelético es la acumulación de ácido láctico ( lactato ) en el mismo. Un aumento de lactato en las fibras musculares provoca daños en el sarcolema de las fibras musculares y en las membranas de los orgánulos , la aparición de iones de calcio en el sarcoplasma de las fibras musculares, lo que provoca la activación de enzimas proteolíticas que descomponen las proteínas musculares. El aumento de la síntesis de proteínas en esta hipótesis está asociado con la activación y posterior división de las células satélite.
La hipótesis de la hipoxia sugiere que el desencadenante del aumento de la síntesis de proteínas en el músculo esquelético es una restricción temporal del suministro de oxígeno ( hipoxia ) al músculo esquelético, que ocurre durante el entrenamiento de fuerza con pesos pesados. La hipoxia y la posterior reperfusión (restauración del flujo de oxígeno a los músculos esqueléticos) provoca daños en las membranas de las fibras musculares y los orgánulos, la aparición de iones de calcio en el sarcoplasma de las fibras musculares, lo que provoca la activación de enzimas proteolíticas que descomponen las proteínas musculares. El aumento de la síntesis de proteínas en esta hipótesis está asociado con la activación y posterior división de las células satélite.
La hipótesis del daño mecánico a las fibras musculares sugiere que el desencadenante del aumento de la síntesis de proteínas es una gran tensión muscular, lo que conduce a un daño severo a las proteínas contráctiles y las proteínas del citoesqueleto de la fibra muscular . Se ha demostrado [6] que incluso un solo entrenamiento de fuerza puede dañar más del 80% de las fibras musculares. El daño al retículo sarcoplásmico provoca un aumento de los iones de calcio en el sarcoplasma de la fibra muscular y los procesos posteriores descritos anteriormente.
De acuerdo con las hipótesis descritas anteriormente, el daño a la fibra muscular provoca dolor muscular retardado (DOMS), que se asocia con su inflamación.
Los andrógenos (hormonas sexuales masculinas) juegan un papel muy importante en la regulación del volumen de la masa muscular, en particular en el desarrollo de la hipertrofia muscular . En los hombres son producidos por las glándulas sexuales ( testículos ) y en la corteza suprarrenal , mientras que en las mujeres son producidos únicamente en la corteza suprarrenal. En consecuencia, en los hombres, la cantidad de andrógenos en el cuerpo es mayor que en las mujeres.
El desarrollo de la masa muscular relacionado con la edad va en paralelo con un aumento en la producción de hormonas androgénicas. El primer aumento notable en el volumen de las fibras musculares se observa a la edad de 6-7 años, cuando aumenta la formación de andrógenos. Con el inicio de la pubertad (11-15 años), comienza un aumento intensivo de la masa muscular en los niños, que continúa después de la pubertad. En las niñas, el desarrollo de la masa muscular termina básicamente con la pubertad.
En experimentos con animales, se ha establecido que la introducción de preparados de hormonas androgénicas ( anabolizantes ) provoca una intensificación significativa de la síntesis de proteínas musculares, lo que se traduce en un aumento de la masa de los músculos entrenados y, en consecuencia, de su fuerza. Sin embargo, la hipertrofia del músculo esquelético puede ocurrir sin la participación de hormonas androgénicas y otras ( hormona de crecimiento , insulina y hormonas tiroideas ).
Se ha demostrado [7] [8] [9] que el entrenamiento de fuerza y el entrenamiento de resistencia no cambian la proporción de fibras musculares lentas (tipo I) y rápidas (tipo II) en los músculos. Sin embargo, este tipo de entrenamiento es capaz de cambiar la proporción de los dos tipos de fibras rápidas, aumentando el porcentaje de fibras musculares tipo IIA y, en consecuencia, reduciendo el porcentaje de fibras musculares tipo IIB.
Como resultado del entrenamiento de fuerza, el grado de hipertrofia de las fibras musculares rápidas (tipo II) es mucho mayor que el de las fibras lentas (tipo I), mientras que el entrenamiento de resistencia conduce a la hipertrofia principalmente de las fibras lentas (tipo I). Estas diferencias muestran que el grado de hipertrofia de una fibra muscular depende tanto de su grado de utilización en el proceso de entrenamiento como de su capacidad de hipertrofia.
El entrenamiento de fuerza está asociado con un número relativamente pequeño de contracciones musculares máximas o casi máximas repetitivas, que involucran fibras musculares tanto rápidas como lentas. Sin embargo, un pequeño número de repeticiones es suficiente para el desarrollo de hipertrofia de las fibras rápidas, lo que indica su mayor predisposición a la hipertrofia en comparación con las fibras lentas. Un alto porcentaje de fibras rápidas (tipo II) en los músculos es un requisito previo importante para un aumento significativo de la fuerza muscular durante el entrenamiento de fuerza específico. Por lo tanto, las personas con un alto porcentaje de fibras rápidas en sus músculos tienen un mayor potencial para desarrollar fuerza y potencia.
El entrenamiento de resistencia está asociado con un gran número de contracciones musculares repetidas de fuerza relativamente pequeña, que son proporcionadas principalmente por la actividad de las fibras musculares lentas. Por lo tanto, durante el entrenamiento de resistencia, la hipertrofia de las fibras musculares lentas (tipo I) es más pronunciada que la hipertrofia de las fibras rápidas (tipo II).