Adaptaciones y mecanismos del entrenamiento

Las adaptaciones al entrenamiento son los cambios estructurales, metabólicos y funcionales que experimentan los tejidos del cuerpo en respuesta a episodios repetidos de ejercicio físico. Esta área examina cómo un estímulo que inicialmente altera la homeostasis se convierte, con la repetición regular, en el motor de un fenotipo más capaz, y rastrea los mecanismos moleculares y fisiológicos que traducen el estrés mecánico y metabólico del entrenamiento en un cambio biológico duradero.

Definition

Una adaptación al entrenamiento es un cambio persistente en la estructura o función de un tejido o sistema que resulta de estímulos de ejercicio repetidos y que mejora la capacidad del cuerpo para satisfacer las demandas de ese estímulo; los mecanismos subyacentes son las vías de señalización molecular y de expresión génica que convierten cada sesión de ejercicio en una remodelación fenotípica acumulativa.

Scope

Esta área orienta al lector sobre las principales modalidades de entrenamiento y los sistemas que remodelan: el entrenamiento aeróbico (de resistencia) y sus adaptaciones cardiorrespiratorias y metabólicas, el entrenamiento de resistencia y la hipertrofia del músculo esquelético, la biogénesis de las mitocondrias que sustenta la capacidad oxidativa, y la remodelación de la vasculatura que ajusta el suministro de sangre a la demanda. Se tratan estos temas como temas de referencia interconectados dentro de la fisiología del ejercicio y la fisiología integrativa, en lugar de como un programa de entrenamiento prescriptivo.

Sub-topics

• Adaptaciones del entrenamiento aeróbico
• Biogénesis mitocondrial y capacidad oxidativa
• Entrenamiento de Resistencia e Hipertrofia Muscular
• Remodelación vascular y angiogénesis

Core questions

• ¿Cómo inicia una sola sesión de ejercicio la señalización que, al repetirse, produce una adaptación estable?
• ¿Por qué el entrenamiento de resistencia y de fuerza impulsan fenotipos divergentes a partir de un tejido inicial compartido?
• ¿Qué determina la especificidad de la adaptación al modo, intensidad y volumen del estímulo de entrenamiento?
• ¿Cómo se integran las adaptaciones musculares, mitocondriales y vasculares para aumentar la capacidad de ejercicio de todo el cuerpo?

Key concepts

• Sobrecarga y progresión
• Especificidad (SAID) de la adaptación
• Reversibilidad y desentrenamiento
• Respuesta aguda versus adaptación crónica
• Mecanotransducción y señalización metabólica
• Plasticidad fenotípica del músculo esquelético
• Integración entre sistemas de órganos

Key theories

Especificidad de la adaptación (principio SAID)

Las adaptaciones son en gran medida específicas de la demanda impuesta: el modo, la intensidad y el patrón del estímulo de entrenamiento dan forma a las vías de señalización que se activan y, por lo tanto, al fenotipo que emerge, por lo que el entrenamiento de resistencia y de fuerza producen resultados distintos.

Modelo de señal a fenotipo de la adaptación al entrenamiento

Cada sesión de ejercicio activa transitoriamente quinasas de señalización y reguladores transcripcionales que producen ráfagas de expresión génica de corta duración; la acumulación repetida de estas respuestas transitorias, en lugar de una sola sesión, impulsa la remodelación gradual del músculo y los tejidos de soporte.

Mechanisms

El ejercicio perturba la homeostasis celular a través de la carga mecánica, el estrés energético, el flujo de calcio, los cambios redox y la alteración de la tensión de oxígeno. Estas perturbaciones son detectadas por centros de señalización que difieren según el modo de entrenamiento: la carga mecánica y la vía mTORC1 predominan en la respuesta hipertrófica al ejercicio de resistencia, mientras que el estrés energético que actúa a través de AMPK, la señalización de calcio-calmodulina y el coactivador transcripcional PGC-1 alfa predominan en la respuesta oxidativa al ejercicio de resistencia. Cada sesión produce aumentos transitorios en la transcripción de genes diana, y la repetición de estas respuestas transitorias a lo largo de muchas sesiones se acumula en cambios estables en el contenido de proteínas y la arquitectura tisular. Las adaptaciones resultantes se coordinan entre los sistemas, con la integración de la remodelación muscular, mitocondrial y vascular para que el suministro de oxígeno y sustrato se mantenga al ritmo de la mayor capacidad metabólica del tejido entrenado.

Clinical relevance

La comprensión de la adaptación al entrenamiento sustenta cómo la actividad física regular mejora la aptitud cardiorrespiratoria, la fuerza muscular y la salud metabólica, y proporciona la base fisiológica detrás de las recomendaciones basadas en la actividad a lo largo de la vida. Esta entrada describe los mecanismos por los cuales el cuerpo se remodela en respuesta al ejercicio como conocimiento de fondo; no es una prescripción de entrenamiento y no proporciona ejercicio individualizado o asesoramiento médico.

Evidence & guidelines

Gran parte de la evidencia mecanicista en esta área proviene de estudios controlados de fisiología humana y animal y de revisiones integradoras que los sintetizan; las síntesis destacadas incluyen el relato de Coffey y Hawley sobre las bases moleculares de la adaptación al entrenamiento y la revisión de Egan y Zierath sobre el metabolismo del ejercicio y la adaptación del músculo esquelético. Estas describen la ciencia de la adaptación y son distintas de las guías de actividad física de salud pública, que traducen esta y otras evidencias en recomendaciones para la población.

History

El estudio sistemático de la adaptación al entrenamiento surgió del trabajo de mediados del siglo XX que demostró que el entrenamiento de resistencia aumenta las enzimas oxidativas del músculo esquelético y el contenido mitocondrial, estableciendo que el ejercicio remodela el tejido a nivel bioquímico. Décadas posteriores ampliaron el panorama al control mecánico y molecular del crecimiento muscular, el descubrimiento de coactivadores transcripcionales que coordinan la biogénesis mitocondrial, y el reconocimiento de que la adaptación se rige por una señalización específica del modo, dando lugar a la visión integradora y molecular de la adaptación al entrenamiento que enmarca el campo hoy en día.

Key figures

• John Hawley
• Juleen Zierath
• Martin Gibala
• Vernon Coffey
• Brendan Egan

Seminal works

• coffey-hawley-2007
• egan-zierath-2013
• hawley-2014

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una respuesta aguda al ejercicio y una adaptación al entrenamiento?

Una respuesta aguda es el cambio transitorio que sigue a una sola sesión de ejercicio, como un aumento temporal en la actividad de señalización y la transcripción génica; una adaptación al entrenamiento es el cambio estable y duradero en la estructura o función del tejido que se acumula cuando esas respuestas agudas se repiten a lo largo de muchas sesiones.

¿Por qué el entrenamiento de resistencia y de fuerza producen resultados tan diferentes?

Porque la adaptación es específica del estímulo: el ejercicio de resistencia enfatiza la señalización energética y oxidativa que desarrolla la capacidad mitocondrial y capilar, mientras que el ejercicio de fuerza enfatiza la carga mecánica y la señalización de síntesis de proteínas que desarrolla el tamaño y la fuerza muscular.