El trabajo duro no provoca el desgaste de los músculos; por el contrario, se vuelven más grandes y más fuertes. Nota: los astronautas de la NASA no necesitan estar tan cachas.

10 de Diciembre de 2004: La mayoría de las máquinas no mejoran con el uso. Los viejos camiones de carga no se transforman gradualmente en Ferraris sólo por conducir rápido, y una calculadora de bolsillo no se transformará en un superordenador por más números que tecleemos.

El cuerpo humano es diferente. Como bien saben los levantadores de peso, cuanto más usa la gente sus músculos, más fuertes se vuelven. Y los músculos en desuso no se mantienen iguales; la dejadez los lleva al desgaste, o a la atrofia.

Es una respuesta notable, algo que los científicos no comprenden totalmente. De algún modo, las células musculares “sienten” cómo son usadas, y se remodelan a si mismas para afrontar mejor el trabajo. ¿Cómo sucede esto? ¿y cual es exactamente el mecanismo que dispara los cambios?

La NASA necesita conocer las respuestas. Los astronautas en el espacio entrenan duramente para mantenerse en forma. Incluso así, sus músculos tienden a debilitarse.

'Normalmente, los músculos de toda la gente hacen un duro trabajo que pasa desapercibido, tan solo levantando su cuerpo y manteniendo una postura contra la gravedad. En el espacio, ese trabajo muscular constante desaparece. Hay un peligro de atrofia”, explica Kenneth Baldwin, profesor del Departamento de Fisiología y Biofísica de la Universidad de California, Irvine.

Con el apoyo de la NASA, Baldwin investiga los mecanismos internos de los músculos en busca del misterio fundamental: ¿Por qué funciona el entrenamiento?.

La NASA tiene especial interés en los ejercicios isométricos, por ejemplo, ejercicios sin movimiento en los que un astronauta empuja fuerte una superficie fija. Los ejercicios sin movimiento precisan un equipo más ligero, más barato de poner en órbita, y menos propenso a romperse durante una misión. Pero, ¿son efectivos?.

Para averiguarlo, el grupo de Baldwin entrenó ratas de laboratorio activando los músculos de sus piernas con estimulación eléctrica. Probaron tres tipos de ejercicio: contracción muscular, distensión, e isometría, en la que el músculo ejerce una fuerza mientras conserva la misma longitud. (Pensemos en un simple levantamiento: la contracción ocurre en la subida, la distensión durante la bajada, y la isometría en medio de ambas).

El Prof. Kenneth Baldwin trabajando en su laboratorio. [Más]

Tras las sesiones, los científicos efectuaron pruebas para ver como respondían los músculos de las ratas. “Lo que encontramos”, dice Baldwin, “fue que, tras 12 sesiones, los tres tipos de entrenamiento tendían a aportar casi la misma tasa de crecimiento muscular”, incluso los ejercicios isométricos que no implicaban movimiento.

No era nada nuevo. Otros científicos ya habían llegado a la misma conclusión. Pero el grupo de Baldwin llevó su análisis un paso más lejos:

Además de medir la masa muscular total, (lo “cachas” que estaban las ratas), también midieron la cantidad de proteínas contráctiles en el interior de las células musculares. Estas proteínas son las responsables de la contracción muscular, son las que dan a un músculo su fuerza.

Para su sorpresa, el equipo de Baldwin encontró que mientras que los ejercicios isométricos prevenían la debilitación de los músculos de las piernas, éstos no detenían un descenso en el total de proteínas contráctiles en esos músculos. El músculo se seguía degradando a nivel molecular.

Cada célula muscular contiene muchos pequeños paquetes de proteínas contráctiles, llamadas miofibrillas. Estas proteínas son las responsables de la contracción muscular.

Nadie sabe por qué esto es así, pero una cosa parece clara: el ejercicio isométrico puede no ser el mejor camino para mantener los músculos de los astronautas. Baldwin planea investigar más con el recién renovado patrocinio de la NASA.

Una posibilidad menos convencional es que los astronautas podrían esquivar la atrofia muscular tomando una pastilla. Las píldoras anti-atrofia son solo una especulación aún, dice Baldwin, pero hay razones para pensar que podrían ser posibles. Esto es por que cuando la atrofia llega, el músculo no sólo se marchita de forma pasiva, ¡se está destruyendo activamente a si mismo!

Un complejo entramado de enzimas en el interior de las células musculares desensambla las proteínas musculares molécula a molécula. “Para degradar las proteínas, se necesita una gran cantidad de energía”, apunta Baldwin. Si los científicos pudieran poner a punto una enzima catalizadora de este proceso e introducirla en este entramado, serían capaces de diseñar un medicamento que bloquee su acción, ralentizando así la degeneración muscular.

Esta degeneración activa de la proteína muscular funciona continuamente en los músculos de todos, al igual que el proceso de construcción de nuevas proteínas. El que un músculo crezca, disminuya, o permanezca igual depende del balance entre estas tasas de destrucción y construcción, un poco como el nivel de agua en un cubo que se está llenando y desaguando al mismo tiempo.

La astronauta Peggy Whitson se ejercita a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). [Más].

Baldwin está investigando el mecanismo que subyace tras la mitad “constructiva” de este balance. En particular, su grupo está estudiando una hormona llamada Factor de Crecimiento-1 Tipo Insulina o Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1). Los músculos producen IGF-1 en respuesta al ejercicio vigoroso, y esta hormona en funcionamiento activa las enzimas de las células musculares que causan su crecimiento. De hecho, Baldwin encontró que los niveles de IGF-1 en los músculos de las ratas eran más altos justo después del ejercicio.

'Alguna gente piensa que es la fatiga mecánica la que activa el gen (por la IGF-1), pero nosotros aún no comprendemos bien el proceso. Lo que sí sabemos es que la IGF-1 dispara el crecimiento muscular”, explica Baldwin.

¿Podría usarse un suplemento de IGF-1 para asegurar que la construcción de proteínas musculares se mantiene al nivel de la destrucción de proteínas en los astronautas? Badwin dice que están estudiando la idea y ya se discute la forma en la que se haría.

Si tienen éxito, será una buena noticia no sólo para los astronautas. Después de todo, todos tenemos una de esas increíbles máquinas autoadaptables llamadas cuerpo humano.