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Mundo Entrenamiento

Miostatina y crecimiento muscular

13 julio, 2020

En el siguiente articulo, hablaremos sobre la importancia de esta proteína denominada miostatina, la cual se caracteriza por inhibir el crecimiento muscular y garantizar su desarrollo.

miostatina y crecimiento

Uno de los principales contribuyentes en la desmejoría anabólica y metabólica, en la obesidad y el envejecimiento del sujeto que padece sarcodinapenia o en la aparición conjunta de ambas es la miostatina.

En el siguiente articulo, hablaremos sobre la importancia de esta proteína denominada miostatina, la cual se caracteriza por inhibir el crecimiento muscular y garantizar su desarrollo.

¿Qué es la miostatina?

La proteína miostatina es un factor de crecimiento que se caracteriza por inhibir el crecimiento del tejido muscular, por ejemplo concentraciones elevadas de miostatina en un sujeto provocan una disminución en el desarrollo normal de su musculatura.

La Miostatina y el gen asociado fueron descubiertos en 1997 por los genetistas McPherron y Se-Jin Lee, esta fue clasificada como un inhibidor natural de los factores de crecimiento. Fue inicialmente descubierta cuando se encontró mutaciones del gen de la Miostatina que se correlacionaron con un aumento de la masa muscular desproporcionado (1).

perro con alteración en el gen de miostatina
Imagen 1 – Perro con alteración en el gen de miostatina.

En dicho estudio, se logro ver que los músculos individuales de los animales mutantes pesaban 2 a 3 veces más que los de los animales de tipo salvaje. En donde el aumento de esta masa muscular, fue por el resultado de una combinación de hiperplasia e hipertrofia de las células musculares.

Por otro lado, diversos estudios nos muestran que la Miostatina inhibe la progresión del ciclo celular y los niveles de factores que regulan y permiten que el músculo crezca, actuando principalmente sobre la proliferación y diferenciación sobre el desarrollo de nuevas células  musculares (2. 3).

Toro con inhibición del desarollo del gen de miostatina.
Imagen 2 – Toro con inhibición del desarollo del gen de miostatina.

¿Cómo media sus acciones la miostatina?

Se cree que la miostatina media sus acciones en el músculo esquelético gracias a la activación de receptores denominados ActRIIA y ActRIIB, y la posterior fosforilación de proteínas que luego van a modular la transcripción de genes.

Más recientemente, se ha encontrado que la vías de senalización IGF-I, Akt y mTOR, actúan como mediadoras en la diferenciación de mioblastos y la hipertrofia de miotúbulos, demostrando ser capaz de inhibir la señalización de Miostatina. Vías que paradogicamente aumentan su actividad posterior al ejercicio físico, principalmente entrenamiento de fuerza.

Procesos fisiológicos de los mecanismos de acción de la miostatina
Imagen 3 – Vías de señalización y mecanismos de acción de la miostatina.

La miostatina, también conocida como factor de diferenciación de crecimiento 8 (GDF-8), se ha caracterizado tambien por ser un inhibidor del desarrollo y el crecimiento muscular, aunque según algunos autores, más bien debería ser considerado regulador, ya que, factores tróficos como IGF-1 aumentan su expresión y acción en el músculo esquelético.

Miostatina y su relación con enfermedades metabólicas y el envejecimiento

La relación de la miostatina con determinados contextos patológicos como la obesidad, la diabetes mellitus tipo 2, el cáncer, el envejecimiento no saludable y la sarcodinapenia viene a raíz del aumento de su expresión y la alteración de otros factores que afectan tanto a su expresión como en su señalización (4).

Es de suma importancia entender  la actividad de ciertos inhibidores directos que actúan sobre la miostatina, como lo es por ejemplo la folistatina. Por otro lado, su actividad no queda reducida al tejido muscular, ya que, también como miocina tiene una fuerte actividad endocrina que altera las funciones de otros  tejidos importancia como el tejido oseo o el tejido adiposo.

La miostatina impacta negativamente en el concierto metabólico del tejido muscular, ya que, este queda inhibido a la cinasa AMPK y a otros efectores desmejorando la sensibilidad a la insulina, biogénesis mitocondrial y la beta-oxidación. Esto favorece en definitiva, al desarrollo de lipotoxicidad muscular y apoptosis (muerte) de fibras musculares (5).

Paralelamente su expresión aumenta con el sedentarismo rompiendo esa idea de que las miocinas sólo se relacionan con el ejercicio o con la contracción muscular (también lo hacen con la ausencia de la misma y su expresión puede verse afectada por alteraciones metabólicas del tejido muscular).
Pese a esto, lo bueno es que el ejercicio físico disminuye la expresión de miostatina y regula el entorno metabólico muscular (6).

Miostatina y la debilidad del músculo esquelético

Una de las consecuencias más graves del envejecimiento son sus efectos sobre el músculo esquelético, en donde se degrada un gran número de proteínas musculares y se ven degradadas favorecidos procesos fisiológicos como la proteolisis, aumento excesivo del cortisol en sangre, inflexibilidad metabólica y la presencia elevada de miostatina (7).

El término sarcodinapenia describe la pérdida lenta pero progresiva de masa muscular con el avance de los años y se caracteriza por un deterioro de la cantidad y calidad del tejido muscular. Esto conduce a una disminución gradual del movimiento y la fuerza, lo que hace a las personas mas dependientes y las expone a un mayor riesgo de caídas y lesiones.

La pérdida de masa y fuerza muscular se atribuye a la atrofia progresiva y la pérdida de fibras musculares individuales, principalmente de tipo II o rápidas. Esto a su vez, se asocia a una reducción prematura de la calidad muscular debido a la infiltración de grasa y otros elementos no contráctiles.

Estos cambios relacionados con la edad en el músculo esquelético se pueden atribuir en gran medida a la compleja interacción de factores que afectan la transmisión neuromuscular, la arquitectura muscular, la composición de la fibra, el acoplamiento excitación-contracción, y el metabolismo. En donde al parecer, el envejecimiento se asocia con un entorno de resistencia anabólica y aumento de los mecanismos de señalización de miostatina (8, 9).

Conclusión sobre miostatina y crecimiento muscular

La miostatina es una proteína muy influyente en el crecimiento muscular, no solo porque su acción y aparición inhibe el desarrollo del músculo esquelético, sino por su asociación con la propagación de enfermedades que condicionan al músculo a su empobrecimiento y calidad a la par de condiciones como la sarcodinapenia, diabetes tipo II, síndrome metabólico y obesidad.

Estas enfermedades inducen a una sarcopenia que en definitiva se caracteriza por unos bajos niveles de masa y fuerza muscular, lo cual hace a las personas que padecen esta condición más dependientes a nivel motriz y con un mayor riesgo de sufrir caídas y lesiones, lo cual en definitiva aumenta la mortalidad por múltiples causas.

La miostatina entonces es una proteína que bajo su gen evoluciona a medida que aumentan dichas condiciones, lo cual hace que sea de suma importancia comprender su funcionamiento y asociación con resistencia a la insulina, disminución de la biogénesis mitocondrial, perdida de fuerza, entre otros factores de importancia y que se asocian con la posibilidad de reducir el riesgo de muerte o mejorar la calidad de vida.

Referencias Bibliográficas

  1. McPherron, A. C.,  Lawler, A. M., Lee, S. J. (1997). Regulation of skeletal muscle mass in mice by a new TGF-beta superfamily member. Nature. 387(6628), 83-90. (enlace)
  2. Ferragut Fiol, C. y Calbet, A.(2003) Myostatin and muscle growth.Laboratorio de Rendimiento Humano. Departamento de Educación Física. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 95. 237-242. (enlace)
  3. Sakuma, K., & Yamaguchi, A. (2012). Sarcopenia and age-related endocrine function. International journal of endocrinology, 2012, 127362. (enlace)
  4. Burton, L. A., & Sumukadas, D. (2010). Optimal management of sarcopenia. Clinical interventions in aging, 5, 217–228. (enlace)
  5. Hjorth, M. et al (2016). Miostatina en relación con la actividad física y la disglucemia y su efecto sobre el metabolismo energético en las células del músculo esquelético humano. Acta Physiologica. 217, 217, 45–60 . (enlace)
  6. Fatemeh, S., et al (2020) Resistance training attenuates circulating FGF-21 and myostatin and improves insulin resistance in elderly men with and without type 2 diabetes mellitus: A randomised controlled clinical trial, European Journal of Sport Science. 10 (1080) /17461391. (enlace)
  7. Goodpaster, B. H., Sparks, L. M. (2017). Metabolic Flexibility in Health and Disease. Cell Metabolism. 25(5), 1027‐1036. (enlace)
  8. Ryall, J. G., Schertzer, J. D., Lynch, G. S. (2008). Cellular and molecular mechanisms underlying age-related skeletal muscle wasting and weakness. Biogerontology.9(4), 213-228 (enlace)
  9. Dillon, E. L., et al (2009). Amino acid supplementation increases lean body mass, basal muscle protein synthesis, and insulin-like growth factor-I expression in older women. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 94(5), 1630-1637. (enlace)