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Durante años, la ciencia ha tratado de entender cómo el cuerpo logra seguir produciendo energía cuando el esfuerzo físico aumenta y las reservas comienzan a agotarse.
Un equipo de investigadores de Estados Unidos ha identificado el mecanismo molecular que funciona como una especie de ‘interruptor energético’ dentro de las células musculares.
El descubrimiento, realizado por científicos del Instituto de Investigación Biomédica Fralin de Virginia Tech, explica cómo el organismo activa la producción de energía cuando practicamos deporte.
Los resultados, publicados en la revista Science Advances, describen el papel clave de una enzima que regula el funcionamiento de las mitocondrias, las estructuras celulares responsables de generar energía.
Un equipo de científicos descubre el ‘interruptor’ que activa la energía de los músculos durante el ejercicio
El estudio se centra en una enzima llamada AMPK (proteína quinasa activada por monofosfato de adenosina), considerada uno de los principales sensores energéticos del organismo.
Cuando una persona realiza ejercicio, las células musculares consumen grandes cantidades de ATP, la molécula que actúa como combustible biológico. A medida que el esfuerzo continúa, los niveles de ATP disminuyen y el organismo necesita activar mecanismos para mantener la producción de energía.
Es en ese momento cuando entra en acción la AMPK. Según Earth.com, los investigadores. explican que esta proteína actúa como un sensor que detecta cuándo las reservas energéticas caen. Una vez activada, envía señales dentro de la célula para aumentar la producción de energía y optimizar el uso de nutrientes disponibles.
Este proceso permite que los músculos sigan funcionando durante el esfuerzo físico y ayuda a retrasar la aparición de la fatiga.
Cómo la enzima AMPK mejora la resistencia muscular cuando haces deporte
La activación de la AMPK provoca varios cambios importantes dentro de las células musculares. Uno de los efectos más relevantes es su influencia directa sobre las mitocondrias.
Las mitocondrias son estructuras celulares encargadas de transformar nutrientes como la glucosa o las grasas en energía utilizable mediante procesos metabólicos que requieren oxígeno. Cuando la AMPK detecta una disminución en la energía disponible, desencadena varias respuestas. Éstas son algunas de ellas:
- Incrementa la actividad de las mitocondrias ya existentes.
- Favorece la formación de nuevas mitocondrias con el entrenamiento continuado.
Este mecanismo explica por qué las personas que realizan ejercicio de forma regular desarrollan una mayor resistencia física. Con el paso del tiempo, el músculo se adapta y mejora su capacidad para generar ATP de forma rápida y eficiente.
El mecanismo molecular que enciende el ‘interruptor energético’ del músculo
El avance principal del equipo de Virginia Tech ha sido identificar exactamente cómo se activa este sistema energético dentro de las células. Los investigadores descubrieron que la enzima AMPK solo funciona correctamente cuando recibe una modificación química específica llamada fosforilación. Este proceso ocurre en una zona concreta de la proteína conocida como T172.
Para demostrarlo, los científicos utilizaron técnicas de edición genética en ratones de laboratorio y eliminaron únicamente esa región de la enzima. El resultado fue claro: los animales modificados apenas pudieron correr un tercio de la distancia que recorrían los ratones normales.
Según los autores del estudio, este experimento demuestra que la activación de la AMPK en ese punto exacto es esencial para mantener el rendimiento muscular durante el ejercicio. Los investigadores creen que este hallazgo es relevante para entender el rendimiento deportivo y para estudiar enfermedades metabólicas.
Durante el trabajo, el equipo observó que las alteraciones detectadas en los ratones modificados eran similares a las encontradas en pacientes con diabetes. Según el investigador posdoctoral Ryan Montalvo, esto sugiere que la incapacidad de activar correctamente la AMPK podría dificultar el uso de la glucosa por parte de los músculos.
Cuando este sistema no funciona de forma adecuada, el organismo puede tener problemas para gestionar la energía y controlar los niveles de azúcar en sangre.