Cantidad de Glucógeno en el Músculo: ¿Cuánto es posible Almacenar?

Glucógeno: El quid de la cuestión

Vuelvo a la carga con el Glucógeno, como punto central que representa en la bioenergética del ejercicio físico y el rendimiento deportivo. En este Blog he escrito mucho sobre este "gránulo de glucosa ramificada", en muchos y distintos sentidos. De una manera o de otra, entender el Glucógeno, su metabolismo y las consecuencias de su manipulación tanto a nivel fisiológico como bioenergético es determinante a la hora de comprender la nutrición y el entrenamiento de un/una deportista. 

Creo que los argumentos sobran, si ya eres habitual en este blog, a la hora de comprender porque el Glucógeno juega un papel fundamental en el organismo que se ejercita (deportistas). No obstante, quiero volver a recordarte, añadiendo pinceladas de las últimas evidencias en torno al tema, la importancia del mismo. 

El Glucógeno es el Quid de la cuestión. Más allá de ser un almacén de energía (glucosa) rápida y preferible cuando nos ejercitamos a una intensidad moderada-alta, el Glucógeno juega un papel regulador del estado energético de la célula que determina los mecanismos de homeostasis de la misma. 

En esta entrada repaso las múltiples funciones del Glucógeno, destacando su función de señalizador celular con implicaciones directas en la transcripción genética de la mitocondria y el núcleo celular, su papel como regulador metabólico y controlador energético, así como la importancia del mismo para predisponer una ruta metabólica u otra.

Pero más allá de eso, podemos añadir "recientes" vertientes que están siendo actualmente estudiadas en el campo científico relacionado con el Glucógeno y sus múltiples funciones: 

1. La implicación del Glucógeno Muscular en la salud ósea, mediada por una mejor resorción ósea y un adecuado metabolismo de los huesos. En este sentido, se ha documentado la necesidad de una mínima cantidad de Glucógeno para asegurar un adecuado metabolismo óseo, tanto en personas sedentarias como en deportistas, teniendo más importancia en estos últimos debido a un elevado turnover óseo inducido por el estímulo del ejercicio.
2. La relación con el flujo de ATP derivado de la Glucogenólisis y la función contráctil. Recientes estudios analizan la importancia de mantener un constante flujo de ATP proveniente de la Glucogenólisis para segurar un adecuado funcionamiento del ciclo excitación-contracción. Si bien se conoce que el "pool" de ATP es clave en este proceso contráctil, recientemente se ha estudiado esta respuesta limitando el ATP Glucogenolítico pero asegurando un ATP celular adecuado, observando resultados negativos que hacen entender la necesidad de un flujo Glucogenolítico constante. 

Pero como decía, todavía hay múltiples roles que el Glucógeno, no solo el muscular, desempeña en un objetivo tan complicado como el del metabolismo del cuerpo humano. 

En este sentido y centrándome únicamente en el rendimiento deportivo, conocer los niveles de Glucógeno es algo tan determinante como atractivo para l@s profesionales de las ciencias del deporte. Sin embargo (entenderás tras este blog el porque), esta tarea se muestra un tanto complicada. 

Sabiendo que tanto a nivel energético como a nivel señalizador y/o modulador metabólico el Glucógeno juega un papel fundamental, el objetivo de esta entrada es ofrecer una información novedosa que sirva para acercarnos al objetivo de cuantificar (con números) la cantidad de Glucógeno Muscular que se puede almacenar en el músculo. Espero que sirva, sobre todo para l@s profesionales de las ciencias del deporte, para acercarse a la realidad, dentro de las limitaciones posibles.

¿Cómo se almacena?

Así pues, si queremos cuantificar de alguna manera el Glucógeno (aquí puedes leer mi entrada sobre los métodos de medición actuales del Glucógeno), primero debemos de entender cómo se almacena éste. 

Sabemos que tanto en el músculo, hígado, cerebro, riñones, glóbulos, etc. el Glucógeno se almacena en mayor o menor medida, con unas funciones u otras y, sobre todo siguiendo unos mecanismos u otros. El objetivo en esta entrada no es analizar cómo se almacena en el cuerpo humano, ya que para ello puedes leer esta entrada completa , sino cómo éste se reparte dentro de la célula, algo que es determinante a la hora de medirlo y cuantificarlo. 

¿Dónde se encuentra el Glucógeno en el Cuerpo Humano? - Glut4Science - Viribay A.

Lo primero de todo, como podrás leer en el apartado "Limitaciones y Aplicaciones", es entender que el Glucógeno se almacena en pequeñas bolsitas dentro del músculo, de manera irregular y heterogénea, lo que ayuda a entender la complejidad de su medición. 

En concreto, los principales compartimentos de la célula muscular donde se almacena el Glucógeno son los siguientes (explicados de manera concisa):

• Subsarcolemal: Representa en torno al 5-15% del total y se encuentra en la parte más externa de la célula, justo debajo de la membrana celular, y entre los filamentos contráctiles. Parece estar relacionado con funciones locales a nivel energético y regulador.
• Intramiofibrilar: Representa también un bajo porcentaje del total (5-15%) y se ubica dentro las miofibrillas. Sin embargo, aunque la cantidad parece nos ser significante, la importancia de este compartimento es clave ya que está relacionado con el turnover del calcio y la función contractil de los filamentos. Es decir, la conexión Glucógeno-Función Muscular está mediada por el Glucógeno Intramiofibrilar a través de su unión con la función del retículo sarcoplasmático para "exportar" el Calcio necesario para la contracción. Por lo tanto, está relacionado con la fatiga muscular, atendiendo también a la depleción que sucede durante el ejercicio físico de moderada-elevada intensidad. Siguiendo esta línea y atendiendo a su importancia, el Glucógeno Intramiofibrilar se recupera, de forma prioritaria a otros compartimentos, tras el ejercicio y se ha llegado a documentar un aumento del doble tras un ejercicio excéntrico. Por tanto, no es raro imaginar que una adaptación del rendimiento de resistencia sea la acumulación de una mayor cantidad de Glucógeno Intramiofibrilar.
• Intermiofibrilar: Supone el 75% del Glucógeno Muscular y esta localizado entre las miofibrillas, muy cerca de las mitocondrias y del retículo sarcoplásmico. Parece cumplir una función principalmente energética.

Así mismo, la acumulación del Glucógeno en los distintos tipos de fibras musculares es también diferente. Así, en las fibras oxidativas o de Tipo I, se almacena menos Glucógeno total y en concreto, una menor cantidad de Glucógeno Intermiofibrilar, con una mayor cantidad en el apartado subsarcolemal e intramiofibrilar. Por el contrario, en las fibras musculares glucolíticas o de Tipo II, se almacena más Glucógeno total con una mayor concentración de Glucógeno Intermiofibrilar y menor cantidad subsarcolemal e intramiofibrilar. 

Estas diferencias son claves a la hora de entender la capacidad de almacenaje de un sujeto, en función de su cantidad aproximada del tipo de fibras musculares, y de conocer, por tanto, los requerimientos energéticos del mismo. 

¿De qué depende su "almacenaje"?

Una vez analizado cómo se almacena el Glucógeno en la célula muscular y entendido el patrón irregular y heterogéneo que sigue, debemos conocer los factores de los cuales depende su almacenaje, ya que determinan, evidentemente también, la capacidad de l@s deportistas para este objetivo.

Si bien en otra entrada repasé los factores determinantes del "uso" del Glucógeno (puedes leer la entrada pinchando aquí) ahora quiero centrarme únicamente en los que determinan la capacidad de almacenaje:

• La dieta: Parece ser el principal factor para optimizar la cantidad de Glucógeno retenido en las fibras musculares. Si bien sabemos que una elevada dieta en Hidratos de Carbono estimula el "llenado" de Glucógeno, también conocemos que diferentes tipos de HC implican diferentes mecanismos de almacenaje, como es el caso de la Fructosa para el Glucógeno Hepático y la Glucosa para el Glucógeno Muscular. En este sentido, es necesario, dependiendo siempre del contexto, que la entrada de Glucosa en la célula muscular sea apoyada por los distintos mecanismos (insulino-independientes o insulino-dependientes), para que ésta se fosforile mediante la enzima Hexokinasa a Glucosa-6-Fosfato, que active la Glucógeno Sintasa (GS) (enzima clave en la síntesis de Glucógeno), y se empieze a almacenar en forma de Glucógeno.  
• El Nivel Físico: Una de las principales adaptaciones al entrenamiento es la capacidad de almacenar más Glucógeno Muscular. En este sentido, el "fitness" parece ser un factor determinante, tal y como se muestra en el gráfico de la infografía de esta entrada. De hecho, una persona con un volúmen de óxigeno máximo de 70 ml/kg/min puede llegar a doblar la cantidad de Glucógeno Muscular almacenado respecto a una persona con unos niveles de 40 ml/kg/min. Si bien el V02máx. no es precisamente el mejor o más adecuado indicador de nivel físico, es una medida estándar que sirve para, por lo menos, clasificar a los sujetos con este objetivo. 
• La Masa muscular: La cantidad de masa muscular es determinante a la hora de cuantificar el Glucógeno que un sujeto puede acumular, ya que el músculo esquelético es el reservorio más importante del cuerpo humano. Personas con mayor masa muscular podrán almacenar más Glucógeno, mientras que aquell@s que tengan una menor cantidad de músculo esquelético tendrán una menor capacidad. Así mismo, el contenido específico de fibras musculares (conociendo la diferencia entre ambas en cuanto al Glucógeno) determinará si el/la deportista es capaz de almacenar más o menos.
• Integridad y salud muscular: La importancia de una integridad muscular es determinante en el correcto almacenamiento del Glucógeno Muscular. Si existen roturas musculares, lesiones o incluso micro-roturas, la capacidad de almacenaje estará seriamente limitada. 

Por último, cabe destacar que, si bien está más relacionado con el tiempo o velocidad de llenado y no tanto con la capacidad, el vaciamiento de los depósitos de Glucógeno determina este proceso de resíntesis, estimulando la GS en mayor cantidad a partir de una cantidad mínima de Glucógeno Muscular. 

Los datos que te presento

Teniendo todo esto en cuenta, la realidad es que en la práctica no tenemos unas guías establecidas que ayuden a l@s profesionales de la nutrición o la preparación física a conocer, de forma cuantitativa, cuánto Glucógeno pueden almacenar sus deportistas y, sobre todo, cuánto pueden gastar en un ejercicio físico determinado. 

Sin duda alguna, como he comentado en múltiples ocasiones, cuantificar el Glucógeno Muscular es el gran reto de las ciencias del deporte, ya que permitiría a profesionales y atletas conocer con exactitud el status energético y metabólico de los mismos. 

Como actualmente no disponemos de estas herramientas, no al menos de forma accesible y práctica, lo que nos queda es basarnos en estudios experimentales realizados con mediciones lo más exactas posibles (biopsia) en otras poblaciones. En este sentido, la mayor evidencia la podemos conseguir de la unión de los múltiples estudios que se hayan realizado, y esto se hace mediante un meta-análisis.

Por ello, los datos que te traigo en esta entrada y que espero que te resulten útiles para tu dia a dia son extraídos de un reciente meta-análisis que ha analizado en común los resultados de 180 artículos en los que se ha medido mediante biopsia muscular el Glucógeno Muscular. Eso sí, con una amalgama de sujetos distintos, niveles físicos diferentes y protocolos de ejercicio y nutrición múltiples. 

No obstante, considero que estos resultados son de utilidad para: 

• Conocer de que depende la capacidad de almacenaje de Glucógeno Muscular. 
• Saber que cantidades aproximadas puede acumular un/una deportista, en función de su nivel físico. 
• Conocer la cantidad aproximada de Glucógeno que puede "guardar" un/una atleta ante distintas dietas, más o menos ricas en HC. 

Por ello, ahora te recomiendo que eches un vistazo de nuevo al gráfico de la infografía mientras lees las siguientes líneas. En función del nivel físico y de la dieta, estos son los valores aproximados (en mmol/kg/masa seca) que se han documentado en este meta-análisis: 

Pero... ¿qué cantidad de HC tiene cada dieta? 

• Dieta Alta en HC: ≥ 6 g HC/kg/día durante ≥ 3 días o ≥ 7 g HC/kg/día durante ≥ 3 días.
• Dieta Media en HC: Punto intermedio entre ambas dietas. Todas las que no fueron ni altas ni bajas.
• Dieta Baja en HC: 1-3 g HC/kg/día durante ≥ 1 día.

Estos datos, como decía son útiles para saber qué cantidades de HC puede ser suficientes para conseguir, aproximadamente, las cantidades de Glucógeno que queremos en nuestr@ deportista, en función de su nivel. Lo interesante de esto, y lo que lo haría más completo, sería conocer cuál es el ritmo de "consumo" de Glucógeno y cómo afectan los distintos factores. Pero eso... espero poder traértelo en otra entrada. De momento, bastante tenemos con haber dado con unos valores aproximados que relacionan dos factores determinantes de la capacidad de almacenamiento del Glucógeno Muscular. ¡A aprovecharlos!

Cuantificación: Limitaciones y Aplicaciones

Antes de terminar, y tal y como represento en la infografía, creo que es importante dejar claro que la medición de Glucógeno siempre va a tener ciertas limitaciones que harán de este objetivo una tarea más que difícil. A priori, estas son las principales limitaciones de las que debemos de ser conscientes para entender la complejidad de este reto: 

• La localización a lo largo del cuerpo es heterogénea y difiere entre órganos. Además, sigue distintas vías de síntesis y catabolismo dependiendo del sitio de almacenamiento. 
• Como hemos visto, el reparto del Glucógeno en sus puntos de almacenamiento es irregular y heterogéneo, dependiendo de múltiples factores. Asumiendo que la cantidad de cada compartimento puede tener también funciones específicas, la cosa se complica aún más. 
• El Glucógeno nunca es constante, sino que sigue un dinamismo constante que depende de otros múltiples factores internos y externos a la célula. 
• Existen diferencias, tal y como hemos analizado, en la capacidad de almacenar glucosa ramificada entre distintos sujetos, lo que hace casi imposible generalizar y homogeneizar los resultados. 

Sin embargo, como ya he comentado, conocer los datos que te presento en esta entrada es importante de cara a conocer los límites de referencia dependiendo de la dieta y el nivel físico. Por eso, considero que estos datos y, en concreto esta entrada, tiene aplicaciones prácticas reales que puedan ayudarte, como profesional de la nutrición o la preparación física, a avanzar en el trabajo con tus deportistas.

Conclusiones

En resumen, el Glucógeno Muscular juega un punto central en la fisiología y el metabolismo del rendimiento deportivo. Conocer la capacidad de almacenaje de distintos sujetos ante dos factores determinantes como son los HC ingeridos en la dieta y el nivel físico, es un aspecto más que interesante. Sobre todo siendo conscientes de las limitaciones existentes a la hora de medir y cuantificar el Glucógeno. Así mismo, estos datos servirán para poder comparar la ingesta de nuestr@s deportistas con la cantidad objetivo de Glucógeno Muscular que queremos obtener en ell@s; para así optimizar las adaptaciones de cada sesión, sin olvidar que cada entrenamiento tiene unas necesidades y objetivos específicos.

Espero que esta entrada te haya resultado útil y te sirva para "apuntar mejor o hilar más fino" a la hora de entender las necesidades nutricionales y de entrenamiento de tus deportistas. Si así ha sido, te animo a compartir esta publicación y a comentar en el apartado "comentarios". 

¡Nos vemos en la siguiente! ¡Cómo siempre, muchísimas gracias por estar ahí!

Si quieres tener acceso instantáneo a mi contenido de Glut4Science, recibir notificaciones, formar parte de mi comunidad y disfrutar de ventajas adicionales, SUSCRÍBETE en este LINK. 

Referencias: 

• Areta JL, Hopkins WG. Skeletal Muscle Glycogen Content at Rest and During Endurance Exercise in Humans: A Meta-Analysis. Sports Med. 2018; 48(9): 2091-2102.

Artículos relacionados: 

• Muscle Glycogen Utilization - Le Meur Y.
• Glucógeno: ¿Mucho más que un almacén energético? Viribay A - Glut4Science.
• Resíntesis de Glucógeno: Fructosa y Sacarosa - Jeukendrup A - Mysportscience.
• Nuevas recomendaciones de ingesta de HC durante el ejercicio - Viribay A - Glut4Science.

Versión en Castellano:

English version: 

Euskaraz: