Análisis de estudios enzimáticos.

Gollnick et al67, estudiaron por primera vez las características metabólicas y la composición fibrilar de la musculatura humana en sujetos sedentarios y entrenados y su relación con la actividad de grupos musculares específicos y las características del rendimiento. Para ello, 74 sujetos varones con edades comprendidas entre los 17 y 58

deltoides, aunque solo vamos a tener en cuenta las muestras obtenidas del vasto lateral, ya que es la musculatura analizada en los estudios realizados en población infantil. Se analizaron las concentraciones de las enzimas SDH y PFK, obteniendo los siguientes resultados para el grupo de los 26 sujetos sedentarios, cuyas edades oscilaban entre los 24 y los 52 años, obtuvieron valores de PFK medios de 25,3 ± 2,1, y el rango fue desde los 14,3 a los 38,0 µmol/g/min. Los valores correspondientes a la enzima SDH fueron de 4,3 ± 0,6 µmol/g/min. Dentro del grupo de sujetos entrenados, los menores niveles de PFK, se obtuvieron en el grupo compuesto por 12 atletas, con una edad media de 25 años, que competían en diferentes deportes. Estos valores alcanzaron 19,9 ± 3,6 µmol/g/min, y el rango fue de 14,3 a 28,3. Los correspondientes valores de SDH en este grupo fueron de 6,0 ± 0,3 µmol/g/min. Mientras que el grupo que alcanzó los valores más altos y homogéneos, fue el de nadadores, compuesto por 5 sujetos, de edades comprendidas entre los 18 y 23 años. Estos valores alcanzaron los 29,3 ± 0,4 µmoles/g/min, y los valores de SDH fueron 7,6 ± 0,5 µmol/g/min.

Estos resultados, se compararon con los datos obtenidos por Eriksson et al31, ya analizados, en 5 niños con edades entre los 10,9 y 11,5 años, sin determinar el índice de maduración sexual. Según los autores, durante las 6 semanas que dura el experimento, solo mostraron un incremento significativo en el VO2max (p<0,01), sin cambios en los

parámetros antropométricos. Los valores que dieron los autores, fueron las medias obtenidas de las enzimas PFK y SDH, antes, a las 2 semanas y a las 6 semanas del entrenamiento. Estos valores alcanzaron (expresados en micromol/g/min):

- PFK: 8,42 ± 1,46 y SDH: 5,43 ± 0,41 (antes del entrenamiento).

- PFK: 12,46 ± 1,09 y SDH: 5,84 ± 0,57 (a las 2 semanas de entrenamiento). - PFK: 15,41 ± 1,62 y SDH: 7,01 ± 0,42 (a las 6 semanas de entrenamiento). Pero, dado el pequeño tamaño de la muestra, deberíamos fijarnos en el rango de valores (expresados en micromol/g/min):

- PFK: 6,05 - 19,76 y SDH: 3,85 – 6,27 (antes del entrenamiento).

- PFK: 9,68 - 14,72 y SDH: 4,52 – 7,40 (a las 2 semanas de entrenamiento). - PFK: 10,21 - 18,78 y SDH: 6,16 – 8,06 (a las 6 semanas de entrenamiento).

Las diferencias son mayores al comparar los sujetos sedentarios de ambos grupos, pero estas diferencias se hacen menores, al comparar a los sujetos entrenados, teniendo en cuenta que se comparaban por un lado, grupos de 12 sujetos adultos, con un grupo de 5 niños, cuya maduración sexual desconocemos. Por otro lado, hubiese sido más correcto comparar niños con el mismo estado de entrenamiento que los adultos. Ya que estos niños solo habían entrenado 6 semanas, 20 minutos de media, tres veces a la semana. Y este estado de forma, es difícil compararlo con los distintos grupos de sujetos adultos entrenados en las distintas modalidades deportivas.

Ante estos datos, nos parece muy arriesgado que se obtengan conclusiones generales en las que se admita una menor capacidad glucolítica en niños causada por una actividad menor de la enzima PFK, atendiendo únicamente a estos valores dados de la enzima PFK en la musculatura esquelética. Hay autores, que desde los años 70, se han hecho este mismo planteamiento. Haralambie70, en 1982, en su trabajo “Enzyme

activities in skeletal muscle of 13-15 years old adolescents” criticó que los datos

existentes hasta la época, sobre el metabolismo energético muscular en niños y adolescentes, estaban basados en determinaciones cuyos procedimientos no eran muy adecuados y además, las muestras utilizadas eran muy pequeñas. Según él, este hecho ya lo había observado el propio Eriksson19, al exponer que sus resultados “debían ser interpretados con precaución, y no se podían sacar conclusiones generales”.

Haralambie70, hizo una observación muy interesante sobre las posibles causas del aumento de la producción máxima de lactato durante el ejercicio en niños, después de un periodo de entrenamiento. Se había demostrado que el entrenamiento provocaba un incremento en la masa muscular, una mayor actividad de la enzima PFK en la musculatura esquelética y una mayor concentración de glucógeno en el tejido muscular. Por tanto, era difícil predecir cuál de estos cambios, ejercía una influencia decisiva en la producción de lactato durante un esfuerzo físico máximo.

Estos resultados, junto a la escasa información existente acerca de otras enzimas del metabolismo energético, como las oxidativas, llevaron a Haralambie a realizar su estudio70. En él, se realizaron biopsias del vasto lateral del cuadriceps, a 14 jóvenes adolescentes (7 de sexo femenino) en fase puberal, entre los 13 y 15 años y 14 adultos (7 de sexo femenino) entre 22 y 42 años. Se determinó la actividad de distintas enzimas glucolíticas (CK, hexosa fosfato isomerasa (PHI), PFK, aldolasa, triosa fosfato deshidrogenasa, 3-fosfogliceratokinasa, PK, enolasa, LDH y hidroxibutirato deshidrogenasa), oxidativas [lipoamido deshidrogenasa (LADH), CS), NADP-isocitrato deshidrogenasa (ICDH), fumarasa, MDH y NADH-deshidrogenasa] y enzimas del metabolismo de los ácidos grasos y aminoácidos.

Las enzimas glucolíticas mostraron valores similares en adultos y adolescentes, siendo algunas de estas, ligeramente superiores, en los adolescentes. A excepción de la enzima enolasa, no se encontraron diferencias significativas en la actividad enzimática muscular entre sexos. Parece ser que el sexo femenino mostró menores actividades de la enzima enolasa que los varones adolescentes y adultos. Sin embargo, al comparar los grupos de edad, por sexos de forma separada, no se observaron diferencias.

De las enzimas oxidativas, a excepción de la CS, todas mostraron mayores actividades en el grupo de adolescentes que en los adultos, LADH (= 0,05), ICDH (<0,001), fumarasa (<0,05), MDH (<0,05) y NADH-deshidrogenasa (<0,05) sin existir diferencias entre sexos.

No se encontraron diferencias en la actividad enzimática del metabolismo de los ácidos grasos, ni entre sexos, ni grupos de edad. Sin embargo, las actividades enzimáticas del metabolismo de los aminoácidos, tendieron a ser mayores en el grupo de adolescentes, siendo la actividad de la enzima aspartato aminotransferasa mayor significativamente.

La determinación de la enzima PFK se realizó en 8 adolescentes y 8 adultos (4 sujetos de sexo masculino en cada grupo) y los procedimientos usados necesitaron para el cálculo de la actividad enzimática, un coeficiente de absorción molar de 12,29 l/mol/cm a 334 nm. Los resultados enzimáticos fueron expresados en micromol/g/min a

37 ºC. Los valores obtenidos para esta enzima en adolescentes y adultos fueron de 38,6 ± 4,4 y 45,5 ± 10,9 µmol/g/min, respectivamente (sin diferencias significativas).

Estos resultados, muestran una actividad enzimática de la PFK mayor que la descrita por Eriksson et al31, sin embargo, los autores lo achacan a la diferencia de edad entre la muestra poblacional que Eriksson et al31 utilizaron en su trabajo (niños prepuberales de 11 a 13 años), y en este trabajo los niños estaban todos en fase puberal, con edades comprendidas entre los 13 y 15 años. Aunque, hay que volver a señalar, que en el trabajo de Eriksson et al31_{, no se midió la maduración sexual de los 5 niños.}

Para Haralambie70, existe una gran semejanza entre los valores superiores de la enzima SDH en niños entre 11 y 15,5 años, comparados con adultos, descritos por Eriksson et al.19,31, y los resultados de su estudio, en el que a excepción de la enzima CS, las del ciclo del ácido tricarboxílico “mostraron perceptiblemente actividades mayores y se pudo constatar que la oxidación de los residuos acetiles ocurrían probablemente a una tasa superior en adolescentes que en adultos”.

Estas afirmaciones, sin embargo, chocan con la realidad, en la que los valores, mostrados por Eriksson31, de la enzima SDH en niños entre 11 y 15,5 años, oscilaron entre los 5,4 ± 0,4 y 7,0 ± 0,4 µmol/g/min (en niños de 11,2 y 11,3 años, sedentarios y después de entrenar 6 semanas en un cicloergómetro) y 5,8 ± 0,5 en niños de 15,5 años. Y en adultos, estos valores alcanzaron los 4,3 ± 0,6 (en adultos sedentarios) y 6,0 ± 0,3 hasta los 11,0 ± 1,0 µmol/g/min (en adultos entrenados en distintas modalidades deportivas y ciclistas, respectivamente).

Por los datos de este estudio70, se observa que los adolescentes (13-15 años) tienen una capacidad glucolítica mayor a lo que se creía generalmente, además sus músculos son capaces de oxidar piruvato a una tasa superior comparados con los adultos. Los autores manejan la idea que otras vías metabólicas están más activas en los adolescentes que en los adultos.

La conclusión del autor70, fue: “las actividades enzimáticas glucolíticas en el músculo vasto lateral del cuadriceps, en adolescentes de 13 a 15 años de ambos sexos, no difieren significativamente de los encontrados en adultos. Por otro lado, muchas enzimas envueltas en la oxidación del piruvato, muestran actividades significativamente superiores en los adolescentes. Esto permite hipotetizar que durante un estado de hiperfuncionalidad muscular, la tasa de piruvato a lactato/oxidación del piruvato es menor que en adultos. Este es presumiblemente uno de los factores que explicaría, por un lado, los menores niveles absolutos de lactato sanguíneo y muscular, en adolescentes comparados con los adultos a varias cargas de trabajo, y por otro lado, el rápido comienzo de producción de energía oxidativa al comienzo del ejercicio, como propusieron Macek et al14”.

Unos años más tarde, Berg et al69, estudiaron la actividad enzimática muscular (CK, PHI, aldolasa, PK, LDH, CS y fumarasa) en una muestra de 33 sujetos sanos activos, divididos en tres grupos con edades medias de 6,4 (8 sujetos, de los cuales 4 eran varones); 13,5 (12 sujetos, de los cuales 5 eran varones) y 17,1 (13 sujetos, con 5 varones) años. Las muestras se obtuvieron del vasto lateral del cuadriceps, con la finalidad de investigar las variaciones que sufrían con la edad. Los resultados mostraron incrementos significativos en la actividad de las enzimas aldolasa (p < 0,05) y PK (p < 0,01) y un descenso significativo en la actividad de la fumarasa (p < 0,01) con la edad. Para los autores, aunque se halla documentado bien la importancia de la evolución puberal en la capacidad glucolítica, la muestra prepuberal investigada en este trabajo, no muestra la esperada “actividad enzimática glucolítica menor”. En contra de los datos de Eriksson et al31, pero de acuerdo con Haralambie70,88, la mayor actividad en la síntesis de ATP y actividad enzimática glucolítica, en particular, para la actividad de la enzima LDH, se encontró en la edad de 12 a 14 años. En las edades de 4 a 8 años, se incrementó la actividad enzimática del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, y Haralambie70,88 las encontró en niñas de 11 a 14 años comparados con adultos de ambos sexos.

Los autores señalan, que no solo la edad biológica, sino que también la actividad diaria habitual, pueden influenciar directamente la tasa enzimática muscular. Además penen de manifiesto su acuerdo con Haralambie70, en que parece necesario tener en

cuenta otros factores metabólicos aparte de la actividad muscular glucolítica cuando se interpretan los resultados obtenidos tras un esfuerzo en la población infantil.

Los valores enzimáticos encontrados en los distintos estudios se pueden ver en la tabla 1, que resume todos los datos, que hemos encontrado, aportados por los distintos trabajos que han medido la actividad enzimática tanto en la población infantil y adolescente, como aquellos que los han comparado con la población adulta.