La vía mTOR en la hipertrofia muscular

A via mTOR na hipertrofia muscular

Ao abordar um tema controverso como a mTOR e a hipertrofia, analisamos a teoria e concluímos com a apresentação de Roberto Castellano.

Antes de falarmos da via mTOR, recordemos que, para alcançar a hipertrofia, tudo se resume à ativação das células satélite. Para isso, temos três mecanismos: o treino, a dieta e as hormonas (o sistema endócrino).

Roberto Castellano explica-nos que, quando se realiza um treino, ocorre uma lesão, o que desencadeia uma resposta imunitária.

Este é um ponto crítico que nem sempre é tido em conta, pois, se o sistema imunitário não estiver em boas condições, simplesmente não há crescimento, além de o corpo ficar muito mais vulnerável a doenças.

O treino provoca uma resposta imunitária, que conduz a uma inflamação e induz um afluxo de sangue ao tecido danificado.

Este transporte de sangue serve para eliminar resíduos, porque, quando os músculos estão danificados, é necessário que os macrófagos se dirijam até eles para ingerirem os resíduos das células danificadas, removerem o ácido láctico, etc.

Só quando esse processo inflamatório termina é que pode ocorrer a hipertrofia; é precisamente por isso que, quando treinamos um grupo muscular em dias consecutivos, não é eficaz, pois não há tempo suficiente para concluir todo o processo de recuperação necessário à hipertrofia.

A mTOR: o que é?

É uma proteína quinase responsável pelo metabolismo celular ao nível da hipertrofia, mas também está envolvida nos tumores.

Por isso, nem sempre aquilo que está na moda é realmente o melhor; no caso da medicina, a mTOR é estudada precisamente porque pode causar determinadas patologias, como o cancro, por exemplo.

Contudo, de acordo com um estudo publicado na revista Frontiers – Physiology em 2017, a manutenção da massa muscular esquelética é regulada pelo equilíbrio entre os processos anabólicos e catabólicos (1)

  • O alvo da rapamicina nos mamíferos (mTOR) desempenha funções vitais na síntese proteica.
  • As descobertas recentes têm continuado a aperfeiçoar a nossa compreensão da função da mTOR na manutenção da massa do músculo esquelético.

De certa forma, esta proteína controla a sinalização anabólica e catabólica da massa do músculo esquelético, resultando na modulação da hipertrofia muscular e da perda de massa muscular.

A mTOR e as células satélite

Durante a miogénese, as células estaminais satélite são induzidas a proliferar e a diferenciar-se em precursores miogénicos. A miogénese é o processo que forma as células do tecido muscular e é crucial para a hipertrofia.

A mTOR, um regulador fundamental da síntese proteica, da proliferação celular e do metabolismo energético; no entanto, para os nossos fins de compreensão, é necessário determinar a sua função nas células estaminais musculares (células satélite) e na regeneração do músculo esquelético.

Num estudo de 2015, observou-se num laboratório que a regeneração do músculo esquelético após uma lesão (como a provocada por um treino) ficou gravemente comprometida na ausência de mTOR (2).

  • O método científico revelou um maior número de miofibras necróticas infiltradas pelo corante azul de Evans, além de uma quantidade e um tamanho reduzidos de miofibras regeneradas nestes roedores.
  • Para dissecar o mecanismo celular, foram analisados mioblastos primários derivados de células satélite que cresceram em miofibras individuais ou aderiram a placas de cultura.

Neste método, os mioblastos dos roedores modificados exibiram uma cinética de proliferação e diferenciação deficiente em comparação com os mioblastos derivados de companheiros de ninhada.

Estes resultados sugerem que a mTOR é essencial para a função das células satélite e a regeneração do músculo esquelético através do controlo da expressão de genes miogénicos.

A mTOR: aminoácidos e hidratos de carbono

A renovação das proteínas na célula muscular é um processo complexo que abrange tanto a síntese de proteínas como a degradação de proteínas.

O aumento da massa muscular requer uma maior quantidade de síntese de proteínas musculares, juntamente com uma redução da degradação das proteínas musculares e, a nível nutricional, requer o consumo correto de macronutrientes.

Mais especificamente, certos macronutrientes conseguem uma maior síntese de proteínas musculares ao ativarem a mTOR, promovendo assim o crescimento muscular.

Recentemente, vários estudos científicos chamaram a atenção para a ativação da mTOR pelos aminoácidos essenciais, especialmente pela leucina.

  • No primeiro estudo, Walker et al.2 demonstraram que a ingestão de aminoácidos essenciais, especificamente a leucina, aumentava a atividade da mTOR.
  • Curiosamente, este estudo também confirmou que o consumo de maiores quantidades de aminoácidos essenciais aumentava a reserva celular de aminoácidos.
  • Uma maior quantidade de aminoácidos essenciais no interior da célula muscular estimula a via de sinalização da insulina, ativando assim a mTOR.

No entanto, outros estudos, como os realizados por Wilson e colaboradores, mostram que é necessário adicionar hidratos de carbono e que, como fonte de energia preferencial das células musculares, estes melhorarão o ambiente anabólico.

Curiosamente, a utilização preferencial de hidratos de carbono por parte da célula muscular gera energia celular (ATP).

  • Neste cenário, a AMPK, o sensor de deteção de energia da célula, será desligada pela produção de ATP.
  • Como a AMPK é ativada através da inibição da mTOR, desligar a AMPK também estimulará a atividade da mTOR.

A mTOR: e as gorduras?

Os ácidos gordos ómega-3 de cadeia longa estimulam a síntese de proteínas musculares através da ativação da mTOR.

A investigação mais recente de Gingras et al.5 apresenta os ácidos gordos ómega-3 de cadeia longa como ativadores específicos desta proteína quinase e da síntese de proteínas musculares através da via de sinalização da insulina.

Assim, estabeleceu-se que os ácidos gordos ómega-3 de cadeia longa melhoram a via de sinalização da relação síntese proteica-mTOR-insulina.

Isto acontece através da diminuição da inflamação em todo o organismo, que demonstrou causar insensibilidade à insulina.

Além disso, demonstraram que o consumo de ómega-3 de cadeia longa produziu um aumento de 108% na incorporação de aminoácidos na síntese de proteínas musculares, desde que fossem consumidos algumas horas após o treino, mas não no final de uma sessão de treino.

Tal como certos macronutrientes estimulam a atividade da mTOR e a síntese de proteínas musculares, outros macronutrientes inibem a sua sinalização e a síntese de proteínas musculares.

Um estudo de Rivas et al.7 confirmou que o consumo de uma dieta rica em gorduras desencadeia a insensibilidade à insulina, o que provoca uma diminuição da sinalização desta via e da síntese de proteínas musculares.

A inibição da mTOR resulta do feedback negativo no interior da via de sinalização da insulina. O consumo crónico de uma dieta rica em gorduras ativa-a excessivamente, o que, por sua vez, ativa fortemente a molécula S6K.

Uma molécula S6K hiperativa produz sinais inativadores na cascata de sinalização da insulina, o que diminui a sensibilidade à insulina, juntamente com a ativação da mTOR e a síntese de proteínas.

A mTOR: dieta restritiva

A mTOR integra vários sinais internos e externos para regular muitas atividades celulares, incluindo a tradução do ARNm, a síntese de proteínas, a proliferação e o crescimento celular, a autofagia, a lipogénese e a termogénese

Neste sentido, exerce as suas atividades biológicas nas células dos mamíferos, formando dois complexos distintos:

  • O complexo mTOR1 (mTORC1)
  • O complexo mTOR2 (mTORC2).

Em todos os cenários, ambos diferem nos seus componentes, regulação, função e sensibilidade à rapamicina.

Em específico, a atividade da mTORC1 é estimulada por fatores de crescimento, hormonas e outros fatores.

Além disso, é regulada por nutrientes como a glicose e os aminoácidos; consequentemente, é necessário ter em conta a dieta.

Assim como os aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA), como a leucina e a arginina, são potentes ativadores da mTORC1, a limitação energética, como a privação de glicose e a fome, inibe fortemente a ativação da mTORC1 ao estimular a AMPK devido à privação energética.

A AMPK é outro sensor crítico da energia celular que suprime a atividade da mTORC1.

Conclusões

Como podemos ver nesta ilustração, a mTOR liga-se à síntese de proteínas e ao crescimento celular através de diferentes vias.

Isto significa que influencia indiretamente a hipertrofia. É algo semelhante à forma como o motor de um carro é necessário para que este se mova, mas ainda são necessárias outras «vias», como o volante, os mecanismos de arrefecimento, a embraiagem, etc., e isto deve ficar claro.

O exercício de resistência (com pesos ou acessórios) ativa a mTOR e, dado que o treino estimula os ganhos musculares, existe uma ligação à hipertrofia.

A mTOR está associada não só à síntese de proteínas, mas também à degradação de proteínas (efeito catabólico).

O estudo de Goodman, realizado em 2014, demonstra que está inversamente ligado a este processo, o que previne o catabolismo (3).

Para finalizar, Roberto Castellano explica-nos num vídeo como ocorre a ativação da via mTOR e a sua relação com a hipertrofia.

Referências

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