Combustibles metabólicos y actividad física

UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE FARMACIA COMBUSTIBLES METABÓLICOS Y ACTIVIDAD FÍSICA Juan Luis Tejero Corrales UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE FARMACIA GRADO EN FARMACIA TRABAJO FIN DE GRADO Revisión bibliográfica COMBUSTIBLES METABÓLICOS Y ACTIVIDAD FÍSICA Trabajo realizado por: Juan Luis Tejero Corrales Tutor: Diego Ruano Caballero Departamento de Bioquímica y Biología Molecular Sevilla, Diciembre de 2020 RESUMEN El músculo esquelético emplea diversos combustibles para lograr su contracción. El uso de uno u otro depende de la intensidad del ejercicio, variando desde el empleo de ácidos grasos y glucosa procedentes de la sangre para actividades de baja intensidad hasta el uso de glucosa procedente del glucógeno muscular, o de fosfocreatina para las intensidades más elevadas. Dos factores permiten al músculo esquelético adaptar su metabolismo. El primero consiste en la práctica de ejercicios, que se clasifican en aeróbicos y anaeróbicos según los combustibles que emplee el músculo en sus contracciones, y que posibilitan una mejora de la resistencia al cansancio y de la capacidad explosiva, respectivamente. El segundo factor lo constituye la dieta, incluyendo la ingesta de suplementos, la cual puede regular los combustibles de los que dispone el músculo para realizar distintas actividades físicas, y así incentivar su adaptación a un tipo de metabolismo sobre otro. Entre la población general deportista podemos encontrar ciertas prácticas dietéticas, cuya eficacia en la mejora de la capacidad muscular ante el ejercicio no está demostrada, o bien se llevan a cabo de forma no adecuada. En relación con esto, desde el punto de vista científico, la dieta cetogénica solo resulta beneficiosa para ciertas prácticas deportivas, el beneficio por uso de antioxidantes es motivo de discusión y la suplementación proteica a fin de desarrollar la hipertrofia muscular posee una efectividad limitada. En los atletas de élite, las dietas resultan esenciales para conseguir un alto rendimiento y lograr el éxito. Así, las dietas varían según las distintas prácticas deportivas y el momento de la temporada. En este trabajo nos centramos en las que siguen velocistas, saltadores, lanzadores, decatletas y corredores de ultramaratón. PALABRAS CLAVE Combustibles metabólicos, metabolismo, dietas, atletas de élite. ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1 II. OBJETIVOS ................................................................................................................ 2 III. METODOLOGÍA ....................................................................................................... 2 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................ 3 1. MÚSCULO ESQUELÉTICO ............................................................................... 3 2. COMBUSTIBLES METABÓLICOS ................................................................... 6 2.1. Glúcidos, hidratos de carbono, o carbohidratos ............................................. 6 2.2. Lípidos, o grasas ............................................................................................. 7 2.3. Cuerpos cetónicos .......................................................................................... 8 2.4. Proteínas ......................................................................................................... 9 2.5. Fosfocreatina .................................................................................................. 9 2.6. ATP .............................................................................................................. 10 3. METABOLISMO DURANTE EL EJERCICIO ................................................. 11 3.1. Combustibles, intensidad y duración del ejercicio ....................................... 11 3.2. Ejercicios aeróbicos y anaeróbicos .............................................................. 14 3.3. HIIT y ultra-resistencia ................................................................................ 15 4. DIETAS Y SUPLEMENTOS EN EL METABOLISMO DEL EJERCICIO ..... 17 4.1. Dieta cetogénica ........................................................................................... 18 4.2. Suplementos dietéticos ................................................................................. 19 4.2.1. Antioxidantes ........................................................................................ 19 4.2.2. Suplementación proteica ....................................................................... 20 4.2.3. Creatina ................................................................................................. 21 4.3. Dietas en atletas de élite ............................................................................... 21 4.3.1. Velocistas .............................................................................................. 21 4.3.2. Atletas explosivos ................................................................................. 22 4.3.2.1. Saltadores .......................................................................................... 22 4.3.2.2. Lanzadores ........................................................................................ 22 4.3.2.3. Decatletas .......................................................................................... 23 4.3.3. Ultramaratón ......................................................................................... 23 V. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 27 VI. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 29 1 I. INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha observado un incremento en la práctica de actividad física y ejercicio entre la población (García-Ferrando and Llopis-Goig, 2010; Ministerio de Educación Cultura y Deporte, 2015). Un auge al que ha contribuido, entre otros, el aumento de la recomendación de la práctica de ejercicio por parte de médicos, y el creciente número de recursos, desde tutoriales hasta aplicaciones, de acceso telemático, con el objetivo de animar a realizar diversas actividades físicas. Mientras que la actividad física hace referencia a cualquier movimiento que involucre a los músculos esqueléticos y exija un gasto energético, el ejercicio físico comprende aquellas actividades físicas que están planificadas y se practican de forma repetida, y el deporte lleva estas actividades o ejercicios a un nivel competitivo. Sin embargo, entre la población general, estos términos se emplean como sinónimos. Desde el punto de vista de la actividad física, cualquier actividad realizada, desde dar un paseo hasta correr una ultramaratón, conlleva un gasto energético, procedente de los distintos combustibles de los que dispone el organismo. Sin embargo, los estudios entre la población general relacionados con el ejercicio se centran más en la prevención y/o mejora de patologías que en el empleo de combustibles; algo que se ha relegado más al campo del deporte. Sin duda, para los deportistas, especialmente de élite, conocer los combustibles que más emplea su cuerpo para una práctica deportiva concreta puede ser especialmente útil. Existe tal número de deportes y con tales diferencias entre sí que los músculos se desarrollan de forma distinta, y por tanto no sería de extrañar que los combustibles empleados por el músculo variasen notablemente entre deportistas de distintas especialidades. Además, resulta llamativa la variedad de respuestas entre individuos que practican una misma actividad. Así, entre deportistas que siguen un mismo entrenamiento, encontramos desde quienes no responden al mismo y no presentan cambios en su desarrollo muscular, hasta aquellos que consiguen una respuesta elevada y adquieren en poco tiempo una importante ganancia de masa muscular, e incluso algunos para los que ese mismo entrenamiento se traduce en consecuencias negativas (Egan and Zierath, 2013). Esta variedad de respuestas responde a diversos factores, como la genética de cada persona, el tipo de vida que lleven, u otros, como puede ser la dieta (Egan and Zierath, 2013). 8 sintetizados a partir de tres ácidos grasos y un glicerol. Aunque los triglicéridos abundan especialmente en el tejido adiposo, también se localizan formando gotas en el interior del músculo esquelético (Nelson, 2013). Ante una necesidad energética, los triglicéridos del tejido adiposo se degradan liberando los ácidos grasos que son transportados en la albúmina de la sangre hasta los músculos; y una vez en el músculo, los ácidos grasos se degradan por β-oxidación obteniendo varias unidades de acetil-coenzima A que pasa a las mitocondrias y se metaboliza por el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, obteniéndose así ATP (Nelson, 2013). Por otro lado, los triglicéridos existentes en el músculo esquelético presentan este metabolismo en reposo, siendo el principal aporte energético en tal situación (Nelson, 2013). Se debe señalar que el metabolismo de los lípidos es el que más ATP produce (Nelson, 2013), así como que requiere de oxígeno y mitocondrias, siendo un metabolismo aeróbico. Cuando existe un exceso de ácidos grasos o triglicéridos, estos se transportan al hígado para ser metabolizados, bien con el objetivo de obtener ATP para este órgano o bien para sintetizar lipoproteínas o cuerpos cetónicos (Nelson, 2013). 2.3.Cuerpos cetónicos Cuando los ácidos grasos llegan al hígado, bien se oxidan hasta formar acetilcoenzima A que entra en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, o bien se emplean en la síntesis de cuerpos cetónicos, a saber, acetona, acetoacetato y β-hidroxibutirato, que pasan a la sangre; y solo los dos últimos son usados como combustibles en los tejidos extrahepáticos, incluyendo el músculo esquelético, donde son transformados de nuevo en acetil-coenzima A, que se oxidaría en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos para producir ATP (Nelson, 2013). Debido a esta ruta metabólica, los cuerpos cetónicos tan solo presentan un metabolismo aeróbico. Sin embargo, hay que tener precaución con estos metabolitos, dado que si aumenta excesivamente su concentración en sangre puede producirse cetoacidosis en los individuos, una situación que puede poner en riesgo la vida (Cantrell and Mohiuddin, 2020; Nelson, 2013). Se debe señalar, además, que la producción de los cuerpos cetónicos solo tiene lugar en el hígado, y una vez que se hayan agotado las reservas de glucógeno (Evans et al., 2019). 9 2.4.Proteínas A diferencia de otros combustibles, las proteínas no se almacenan, sino que constituyen diversos tejidos, incluyendo los que conforman el músculo, y también enzimas, hormonas y neurotransmisores (Bytomski, 2018). El punto clave del metabolismo en este caso son los aminoácidos, ya que tanto las proteínas procedentes de la dieta como las proteínas intracelulares, estas últimas sólo cuando es necesario, se degradan hasta aminoácidos, los cuales son metabolizados en el hígado, separando su estructura en, por un lado, el esqueleto carbonado, y por otro, el grupo amino (Nelson, 2013). El esqueleto carbonado se transforma hasta α-cetoácidos que bien pueden ser oxidados en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos para obtener ATP o bien se emplean para sintetizar glucosa; mientras que el grupo α-amino se transforma en ion amonio, el cual es empleado en la biosíntesis de nuevos aminoácidos y nucleótidos o es excretado mediante el ciclo de la urea (Nelson, 2013). Si bien la mayoría de los aminoácidos se metabolizan en el hígado, se observa que los aminoácidos de cadena ramificada juegan un papel importante en el metabolismo muscular (Stokes et al., 2018). Estos aminoácidos (leucina, isoleucina y valina) pueden ser oxidados en los tejidos extrahepáticos, incluyendo el músculo esquelético, para obtener α-cetoácidos; y con ellos, principalmente, obtener ATP (Nelson, 2013). Aunque el aporte de ATP por esta vía es pequeño, puede incrementarse su contribución ante la escasez de otros combustibles, principalmente ante una baja disponibilidad de carbohidratos (Hargreaves and Spriet, 2020). 2.5.Fosfocreatina Este combustible solo se observa en los músculos y permite la generación de ATP en los ejercicios de elevada intensidad (Guimarães-Ferreira, 2014). Consiste en una creatina, sintetizada a partir de los aminoácidos glicina, arginina y metionina, a la cual se une un grupo fosfato procedente del ATP generado en las mitocondrias (Guimarães- Ferreira, 2014; Nelson, 2013). Ante un elevado gasto de ATP, la fosfocreatina presente en el citosol permite una regeneración rápida de ATP, al romperse su enlace fosfato y unirse ese grupo al ADP resultante de la degradación del ATP, y recuperándose la creatina (Guimarães-Ferreira, 2014). Por su parte, esta creatina se emplea en la regeneración de fosfocreatina ante una producción continuada de ATP procedente de un metabolismo aeróbico (Hargreaves and Spriet, 2020). En consecuencia, la fosfocreatina como 10 combustible presenta un metabolismo anaeróbico, pero para su síntesis precisa de un metabolismo aeróbico en las mitocondrias. 2.6.ATP El punto común de todos los combustibles anteriores, bien por metabolismo aeróbico o anaeróbico, es la producción de ATP, que constituye la moneda de cambio para los procesos energéticos en el organismo, y es por tanto responsable, además de otros procesos, de la contracción del músculo esquelético. Y aunque se observa la presencia de ATP almacenado en los músculos, su cantidad es tan pequeña que requiere de los otros combustibles para mantener la capacidad de contracción (Hargreaves and Spriet, 2020). Figura 3. Esquema-resumen de la distribución de reservas y combustibles metabólicos. Términos en azul: combustibles metabólicos; términos en rojo: principales reservas energéticas. Esquema de elaboración propia, realizado mediante Microsoft PowerPoint, con imágenes en color procedentes de Creative Commons e imágenes en blanco y negro de creación propia. 11 Figura 4. Esquema-resumen del metabolismo de los combustibles en el músculo esquelético. Términos en azul: combustibles metabólicos; términos en rojo: metabolitos esenciales del metabolismo; CAT: ciclo de los ácidos tricarboxílicos. La línea intermitente representa la separación entre el metabolismo aeróbico en mitocondrias y el anaeróbico en el citosol. Esquema de elaboración propia, realizado mediante Microsoft PowerPoint con imágenes en color procedentes de Creative Commons. 3. METABOLISMO DURANTE EL EJERCICIO La variedad de combustibles que puede usar el músculo, como hemos visto anteriormente, es considerable; sin embargo, no siempre emplea todas las rutas, sino que adecua el uso de combustibles a las distintas situaciones. 3.1.Combustibles, intensidad y duración del ejercicio Dos factores importantes que regulan si el músculo emplea un combustible u otro son la intensidad y la duración del ejercicio, existiendo una relación antagónica entre ellas, tal que, a mayor intensidad, menos tiempo puede mantenerse la realización de un ejercicio, y viceversa. Para medir la intensidad, podemos encontrar dos métodos. Uno consiste en medir la intensidad según la proporción del consumo de oxígeno respecto al valor máximo, expresado como %VO2máx, tal que conforme más se acerca al 100%, mayor es la intensidad (Egan and Zierath, 2013; Hawley and Leckey, 2015). El otro método de medida tiene mayor relación con los tipos de combustibles empleados que con la intensidad del ejercicio: la tasa de intercambio respiratorio (RER; siglas en inglés), que 12 consiste en la relación entre el volumen de dióxido de carbono (CO2) producido y el volumen de oxígeno (O2) consumido (Egan and Zierath, 2013; Hawley and Leckey, 2015). Así, durante ejercicios de intensidad baja-intermedia, los músculos esqueléticos emplean principalmente lípidos, en forma de ácidos grasos libres, procedentes del tejido adiposo vía lipolisis, y también glucosa, procedente tanto de la glucogenólisis hepática como de la ingerida por vía oral (Egan and Zierath, 2013). A medida que la intensidad de la actividad física aumenta, se reduce el metabolismo de lípidos y se incrementa el de glúcidos, concretamente glucosa, disponible en sangre (Egan and Zierath, 2013). En intensidades más elevadas, cercanas a la máxima, se incrementa aún más el empleo de glúcidos como fuente energética a la vez que se reduce de forma significativa el metabolismo de lípidos; pero en este caso, la glucosa procede de las reservas de glucógeno del músculo (Egan and Zierath, 2013). Figura 5. Uso de combustibles según la intensidad del ejercicio. CHO: glúcidos; RER: tasa de intercambio respiratorio. (Egan and Zierath, 2013) En ejercicios de intensidad intermedia, pero con una duración que supera la hora, se observa un incremento en el uso de lípidos como fuente energética, junto a una reducción en las reservas de glucógeno muscular (Egan and Zierath, 2013). Para intensidades moderadas que llegan a superar los 90 minutos, juegan un papel importante 13 las reservas de lípidos del músculo esquelético, observándose un incremento en el consumo de los triglicéridos intramusculares (Egan and Zierath, 2013). Figura 6. Uso de combustibles según la duración del ejercicio. CHO: glúcidos; RER: tasa de intercambio respiratorio. (Egan and Zierath, 2013) Respecto a ejercicios intensos de corta duración, inicialmente se observa el consumo de combustibles por metabolismo tanto aeróbico como anaeróbico para obtener el ATP necesario, con una gran producción de ATP a partir de fosfocreatina en el primer minuto, seguido por un predominio del glucógeno muscular como combustible, y posteriormente se llega a emplear la glucosa que llega al músculo esquelético procedente del hígado (Hargreaves and Spriet, 2020). También se usarían los ácidos grasos procedentes de triglicéridos intramusculares y posteriormente aquellos procedentes del tejido adiposo, pero a unas intensidades menores de ejercicio (Hargreaves and Spriet, 2020). En cualquier caso, es necesario señalar que se observa una dependencia en aquellos combustibles metabolizados por vía anaeróbica en los primeros momentos de cualquier tipo de ejercicio, correspondientes al paso de un estado de reposo a la realización de un esfuerzo, y que se pueden relacionar con la mayor velocidad de producción de ATP del metabolismo anaeróbico frente al aeróbico; pero tras los primeros 14 minutos, se observa la predominancia de un metabolismo sobre el otro según la intensidad y duración del ejercicio (Hargreaves and Spriet, 2020). 3.2.Ejercicios aeróbicos y anaeróbicos Los ejercicios que puede practicar la población son muy diversos, algunos con características semejantes y otros más dispares. Para facilitar el estudio de las consecuencias de distintos ejercicios, se pueden diferenciar estos en dos grandes tipos: de resistencia aeróbica o aeróbicos, y de resistencia anaeróbica o anaeróbicos. Los de resistencia aeróbica (en inglés, “endurance”), corresponden más bien al término español “resistencia”. Estos ejercicios se desarrollan durante periodos largos pero con una actividad de baja intensidad y con una baja carga mecánica, llegando al 65-75% de VO2máx (Consitt et al., 2019; Egan and Zierath, 2013). La práctica de tales ejercicios contribuye a la adaptación muscular por incremento de las fibras de tipo I y IIa, por lo que el músculo se adapta a un metabolismo aeróbico, presentando un incremento en la capacidad oxidativa y un mejor rendimiento al emplear la fosforilación oxidativa (producción de ATP mediante consumo de oxígeno) a fin de obtener energía para la contracción, así como un aumento de sustancias antioxidantes (Consitt et al., 2019; Egan and Zierath, 2013; Hargreaves and Spriet, 2020). Por ello, los músculos emplean como combustibles primeramente la glucosa y los ácidos grasos libres que les llegan de la circulación sanguínea para aquellas intensidades más bajas; y, posteriormente, los procedentes de sus propias reservas, conforme la intensidad se va incrementando (Consitt et al., 2019; Egan and Zierath, 2013; Hargreaves and Spriet, 2020). En general, la adaptación a los ejercicios de resistencia aeróbica permite un aumento de la resistencia frente al cansancio muscular (Consitt et al., 2019; Egan and Zierath, 2013). Los ejercicios de resistencia anaeróbica (en inglés, “resistance”), corresponden más a los términos españoles “fuerza” o “potencia”. Estos se desarrollan durante periodos cortos de actividad de alta intensidad y con unas elevadas cargas mecánicas, superando el 65-75% de VO2máx (Consitt et al., 2019; Egan and Zierath, 2013). Los ejercicios anaeróbicos destacan por provocar la hipertrofia muscular y, en consecuencia, el incremento de la fuerza que pueden producir los músculos, debido al incremento de las fibras musculares de tipo IIa y IIx (Consitt et al., 2019; Evans et al., 2017; Hargreaves and Spriet, 2020). Esta hipertrofia debería observarse especialmente en 15 las fibras tipo IIx, las cuales, como vimos antes, presentan un metabolismo glucolítico anaeróbico, sin necesidad de oxígeno para obtener energía, siendo explosiva y potente para cortos periodos de tiempo. En este caso, los músculos usan como combustible inicial el glucógeno muscular, predominando su metabolismo anaeróbico, con el consecuente incremento de los niveles de lactato y el cansancio; y conforme la intensidad es mayor, pueden llegar a emplear fosfocreatina, especialmente si es una intensidad elevada durante un periodo corto (Consitt et al., 2019; Theofilidis et al., 2018). Según la modalidad de resistencia del ejercicio practicada a lo largo del tiempo, así se adaptan los músculos a dicha actividad (Hawley et al., 2018). Es decir, la práctica continuada de ejercicios de resistencia aeróbica incrementa la capacidad y resistencia ante una actividad física, mientras que la práctica continuada de ejercicios de resistencia anaeróbica incrementa la hipertrofia y la capacidad de producir fuerza explosiva. Como ejemplo extremo derivado de esto, nos encontramos con que atletas de élite con un entrenamiento aeróbico pueden presentar unos valores del 80-90% de VO2máx sin manifestar cansancio (Hawley et al., 2018), lo cual sería indicativo de que es capaz de emplear combustibles metabolizados por vía aeróbica a tal intensidad, o bien metabolizan rápidamente los subproductos de un metabolismo anaeróbico; mientras que personas sin entrenamiento previo se cansan cuando alcanzan valores del 60-65% de VO2máx (Hawley et al., 2018), por lo que emplearían vías anaeróbicas a intensidades incluso relativamente bajas para un metabolismo anaeróbico, o bien tienen dificultad para un correcto metabolismo aeróbico. También debemos de señalar que los valores en % de VO2máx, al observar distintos artículos, son distintos, aunque cercanos, para catalogar la intensidades en bajas, intermedias o elevadas (Consitt et al., 2019; Egan and Zierath, 2013; Hargreaves and Spriet, 2020; Hawley et al., 2018). 3.3.HIIT y ultra-resistencia Además de esta gran división, actualmente se está incrementando la práctica de otros tipos de ejercicios que se salen un poco de estos dos cánones. En esta ocasión, nos centraremos por un lado en los ejercicios tipo HIIT, y por otro en los ejercicios de ultraresistencia. Los ejercicios tipo HIIT (entrenamientos con intervalos de alta intensidad, expresado por sus siglas en inglés), consisten en actividades de corta duración, pero de 16 elevada intensidad, llegando a alcanzar el 70-90% de VO2máx, seguidas de periodos intermedios de descanso breve (Ito, 2019). Además, existe una variante dentro de HIIT, que se conoce como SIT (entrenamientos con intervalos de sprint, por sus siglas en inglés), donde se practican ejercicios muy intensos, que llegan a alcanzar una intensidad que supera la señalada para HIIT, de corta duración y con periodos largos de descanso completo (Ito, 2019). Debido a la intensidad, teóricamente, en los ejercicios tipo HIIT se podrían emplear algunas de las reservas energéticas por metabolismo aeróbico en los primeros momentos, pero predominarían aquellas que permitan un metabolismo anaeróbico; mientras que en SIT se emplean solo las reservas energéticas que no precisen de oxígeno para metabolizarse. Este tipo de ejercicios ha ganado popularidad en los últimos años, ya que se adaptan a la falta de tiempo, tan generalizada en la sociedad actual, para realizar ejercicio. También contribuye a su popularidad la existencia de estudios que señalan beneficios para la salud, aunque existe cierta discrepancia respecto a los cambios metabólicos que provocan en el músculo, dado que pese a ser ejercicios que precisan un metabolismo anaeróbico, algunos estudios señalan que proporcionan mejoras, además de las propias de resistencia anaeróbica, en la capacidad de resistencia aeróbica (Ito, 2019). Ha de tenerse en cuenta que la variante SIT, debido a su elevada intensidad, provoca cambios agudos en la dinámica sanguínea, por lo que no debe practicarse en personas mayores o con patologías previas (Ito, 2019). 17 Tipos de ejercicios Población objetivo Edad <40 40-60 >60 HIIT aeróbico (4 x 4 min) Atléticos Deporte por ocio Sedentarios Enfermedad cardíaca estable SIT clásico Atléticos Deporte por ocio Sedentarios Enfermedad cardíaca estable SIT con esfuerzo reducido Atléticos Deporte por ocio Sedentarios Enfermedad cardíaca estable Tabla 2. Representación de la adaptabilidad de los ejercicios HIIT y SIT a distintos grupos de población. : puede realizar el ejercicio; : requiere adaptación para realizarlo; : no debe practicarlo. Adaptado de (Ito, 2019) En el otro extremo, tenemos los ejercicios de ultra-resistencia, que consisten en la práctica de una actividad continua durante más de 4-6 horas, y, por tanto, con una intensidad leve-moderada (Patton, 2019). Por ello, acorde a la relación entre intensidad y combustibles empleados, vista previamente, el músculo usaría principalmente ácidos grasos libres y glucosa. En estos ejercicios, la provisión de nutrientes resulta muy importante, por lo que la dieta desempeña un papel crucial en el rendimiento (Patton, 2019), como se verá más adelante. Por tanto, debemos señalar que los cambios en el metabolismo y la musculatura varían no solo en función de la práctica de un ejercicio concreto, sino también en función de los distintos tipos de población, especialmente al comparar entre principiantes y atletas de élite. Además, se añadirían otros factores que alteran dichos cambios en el metabolismo, como la edad y patologías previas. 4. DIETAS Y SUPLEMENTOS EN EL METABOLISMO DEL EJERCICIO Además de las modificaciones del metabolismo vistas previamente que derivan de los distintos tipos de ejercicio, el papel de la presencia de distintos nutrientes también 24 El concepto de ultramaratón involucra diversidad de carreras, tanto en relación a la distancia, siempre superiores a las de una maratón (42,2 km), como al tiempo de carrera, superando por lo general las seis horas (Knechtle and Nikolaidis, 2018). Pero en todas destaca la capacidad de los corredores respecto a la resistencia aeróbica y la dificultad de cumplir con las necesidades energéticas para llevarlas a cabo (Knechtle and Nikolaidis, 2018; Tiller et al., 2019). En una ultramaratón, dado el objetivo de larga distancia o amplio tiempo de carrera, predomina un metabolismo aeróbico, con intensidades de ejercicio bajas. Derivado de esto, este tipo de corredores presentan una alta dependencia de glucógeno y grasas, siendo el principal punto de desarrollo de sus dietas; pero también resulta importante el papel de las proteínas, especialmente ante la carencia energética que se observa en estos eventos (Tiller et al., 2019). Respecto a las dietas que siguen los corredores de ultramaratón en sus períodos de entrenamiento previos a la carrera, podemos encontrar una gran diversidad (Nikolaidis et al., 2018; Tiller et al., 2019). En su mayoría, consisten en una reducción en la ingesta de carbohidratos durante los entrenamientos, con el objetivo de que el organismo adapte su metabolismo a un consumo relativamente bajo de carbohidratos, en comparación a otros macronutrientes, para así poder mantener el ritmo durante un mayor tiempo de carrera (Nikolaidis et al., 2018; Tiller et al., 2019). Sin embargo, se observa que la práctica crónica de entrenamientos en condiciones en las que escasea el glucógeno conlleva una reducción del rendimiento; algo también observable al practicar entrenamientos de elevada intensidad, o en días contiguos sin suficiente tiempo de descanso (Nikolaidis et al., 2018; Tiller et al., 2019). También se observa un incremento en la ingesta de grasas durante el entrenamiento, con el objetivo de estimular al organismo para aumentar la oxidación de grasas frente al glucógeno, y así ayudar a incrementar el rendimiento al retrasar el vaciado de reservas de glucógeno en el momento de carrera (Knechtle and Nikolaidis, 2018). Aquí es donde juega un papel importante la dieta cetogénica, en la que predomina la ingesta calórica de grasas a costa de una reducción considerable en la ingesta de carbohidratos; esto resultaría en un incremento del metabolismo de las grasas, y una adaptación en el uso eficiente de los cuerpos cetónicos (Tiller et al., 2019). Sin embargo, esta adaptación es lenta, en el orden de semanas e incluso meses, y aunque se ha observado en estudios, con corredores en cinta durante 3 horas, una mayor oxidación de grasas en atletas 25 acostumbrados a dicha dieta frente a los que tienen una dieta más rica en carbohidratos, no se puede concluir que aporten un beneficio en el rendimiento (Tiller et al., 2019). Además, con esta dieta pueden desarrollarse efectos adversos, como la aparición de cansancio o poca capacidad de concentración (Tiller et al., 2019), y también el desarrollo de cetoacidosis observable a partir de la tercera semana por acumulación de cuerpos cetónicos (Hargreaves and Spriet, 2020). Sin embargo, dadas las diferencias posibles entre los estudios realizados en unas condiciones más controladas, y la variedad de condiciones reales que suponen las distintas ultramaratones, se necesitaría más investigación a fin de confirmar la utilidad, o la ineficacia, de aplicar dietas cetogénicas en corredores de ultramaratón para mejorar su rendimiento. En cuanto a las proteínas en las dietas de entrenamiento, se aplica lo observado en apartados anteriores, siendo aceptable consumir >1,6 g/kg al día si existe una demanda elevada de entrenamiento, y solo superando ligeramente los 2,4 g/kg al día si el atleta lo necesitara. Pero en los estudios realizados, se observa que superando los 2,1 g/kg al día de proteínas, más que emplearse para una síntesis proteica que recupere el músculo de posibles daños en el entrenamiento, se destinan al consumo energético (Tiller et al., 2019). En carrera, el objetivo de los corredores de finalizarla se traduce en minimizar el déficit energético, y por esto los corredores que presentan una mayor ingesta calórica, procedente de todos los macronutrientes, y reposición de líquidos durante la competición cuentan con más probabilidades de finalizarla con éxito (Tiller et al., 2019). Respecto a los carbohidratos, se observa que conforme va aumentando la distancia recorrida, se reduce su consumo a costa de aumentar el de grasas como fuente energética (Knechtle and Nikolaidis, 2018). Más concretamente, en una ultramaratón se observa una reducción en el uso de carbohidratos durante las primeras ocho horas, junto a un aumento del consumo de grasas y una reducción del ritmo de carrera (Tiller et al., 2019). Pero pasadas esas horas, el consumo de carbohidratos permanece estable (Tiller et al., 2019). En cualquier caso, el consumo de carbohidratos durante una ultramaratón es relativamente elevado respecto a otras carreras (Tiller et al., 2019). Debido a este elevado consumo los corredores, además de las ingestas en carrera, suelen tomar una comida rica en carbohidratos y fácil de digerir el mismo día de la competición, aunque suficientemente alejadas de la misma, para asegurar que dichos carbohidratos se almacenen en hígado para su posterior uso y no se metabolicen en el músculo (Tiller et al., 2019). 26 Respecto a las grasas, además de lo mencionado en el párrafo anterior, un incremento de su ingesta durante la carrera ayuda a reducir el consumo del glucógeno muscular y evita una bajada del rendimiento e incluso el desarrollo de hipoglucemia, situación que impediría completar la prueba (Tiller et al., 2019). Además, el uso de comidas ricas en grasas durante una ultramaratón se traduce en comidas que pesan menos y aportan más energía, lo cual presenta beneficios claros para estos atletas, ya que les permite correr con menor aumento de peso frente a comidas ricas en carbohidratos (Tiller et al., 2019). La ingesta proteica durante la carrera no suele ser un factor en el que se fijen especialmente los corredores de ultramaratón, por el poco papel energético que juegan frente a grasas y carbohidratos (Tiller et al., 2019). Sin embargo, parece que un incremento en la ingesta proteica permite reducir el daño muscular, tan acusado en una ultramaratón, e incluso aportar beneficios en el metabolismo energético (Tiller et al., 2019). De hecho, se contempla el uso de suplementos de aminoácidos de cadena ramificada para aquellos corredores que lo requieran (Tiller et al., 2019). Se considera que estos aminoácidos, además de servir como una fuente energética, pueden reducir la sensación de cansancio y de esfuerzo cuando se toman en suficiente medida, lo cual ayudaría a los corredores en el mantenimiento de un buen rendimiento durante mayor tiempo; sin embargo, respecto a este último aspecto se requerirían más estudios para comprobar que realmente mejoran el rendimiento en corredores de ultramaratón (Tiller et al., 2019). En cuanto a otros aspectos de la dieta en ultramaratón, debemos señalar que no se observan beneficios en el rendimiento con la ingesta de antioxidantes ni durante los entrenamientos ni durante la carrera (Nikolaidis et al., 2018; Tiller et al., 2019). También debemos mencionar que no es raro encontrar corredores que no toman todos los nutrientes necesarios debido a que desarrollan malestar intestinal tras comer durante la carrera, ante lo cual se debería practicar también la ingesta de nutrientes durante carrera en los entrenamientos (Tiller et al., 2019). Y por último, debemos señalar que los entrenamientos previos para la ultramaratón resultan más beneficiosos que confiar solo en la suplementación de nutrientes durante la carrera (Knechtle and Nikolaidis, 2018). Por tanto, es muy importante en los atletas de ultramaratón la cuestión de su dieta, con el objetivo de presentar un correcto metabolismo energético durante todo el tiempo que dure el recorrido de este tipo de carreras. Sin embargo, no se debe dejar de lado el 27 entrenamiento físico, siendo lo ideal combinar ambos para que el cuerpo esté más acostumbrado a la situación con que se encuentra en estos eventos, y por tanto estar más capacitado para completar la carrera, reduciendo en todo lo posible las consecuencias negativas que puedan derivar de tal proeza. Eventos deportivos Glúcidos Lípidos Proteínas Velocistas Principal Necesario Importante Saltadores Importante Necesario Principal Lanzadores Necesario Necesario Principal Decatletas Principal Necesario Importante Ultramaratón Importante Principal Importante Tabla 3. Resumen de la importancia de glúcidos, lípidos y proteínas según los eventos deportivos. Principal: clave para un buen rendimiento; importante: adquiere importancia en ciertas situaciones ayudando a lograr un buen rendimiento; necesario: su presencia evita una disminución del rendimiento, aunque no predomina especialmente en la dieta. Tabla de creación propia a partir del texto elaborado. V. CONCLUSIONES El músculo esquelético, responsable de toda actividad física, cuenta con diversidad de combustibles metabólicos, algunos totalmente dependientes de oxígeno, como son las grasas, los cuerpos cetónicos y los aminoácidos de cadena ramificada; otros independientes del oxígeno, como la fosfocreatina; y otros que pueden oscilar en su dependencia de oxígeno, como la glucosa. Estos distintos combustibles los emplea el músculo según la intensidad y el tiempo de desarrollo de los diferentes ejercicios. Existen dos factores clave para lograr una adaptación del músculo esquelético a las distintas actividades físicas: por un lado, el entrenamiento o la propia práctica del ejercicio, y por otro, la dieta que, al proporcionar y restringir una serie de nutrientes, obliga al músculo a adaptarse a usar aquellos combustibles de los que dispone. Dado que la realización de un ejercicio concreto lleva al músculo a la adaptación al mismo, se puede asumir que todos los ejercicios que por sus características se consideran de resistencia aeróbica (usan combustibles que consumen oxígeno), contribuyen a mejorar la resistencia al cansancio; y los considerados de resistencia anaeróbica (usan combustibles que no precisan de oxígeno), permiten una mejora en la capacidad de generar fuerza explosiva. 28 No todos los métodos que puede emplear la población general que practica un deporte, con el objetivo de mejorar su rendimiento o incrementar su masa muscular, están corroborados por la ciencia. En este contexto, la dieta cetogénica presenta beneficios teóricos solo para los ultra atletas, dado que estimula el metabolismo de aquellos combustibles disponibles a baja intensidad, a costa de reducir la capacidad metabólica de los músculos respecto a intensidades más elevadas de ejercicio. Por su parte, el uso de suplementos antioxidantes tan solo podría presentar beneficios si se trata de los precursores de los antioxidantes y se administran en momentos alejados del propio ejercicio, y aun así sigue siendo un tema de discusión. También podemos encontrar el incremento de la ingesta proteica con el objetivo de desarrollar la hipertrofia muscular, algo aceptado en consenso hasta una ingesta de 1,6 g/kg al día entre atletas, pero en discusión respecto a las consecuencias de ingestas superiores, así como respecto a la dosificación. También debemos mencionar la suplementación de creatina, un precursor de uno de los combustibles, que ofrece beneficios en la práctica de ejercicios de resistencia anaeróbica. En atletas de élite, el papel de la dieta es tan crucial que adaptan la ingesta de nutrientes conforme a su entrenamiento, siempre con el objetivo de lograr el éxito competitivo. Además, dada la diversidad de competiciones, cada entrenamiento y cada dieta resultan distintos según el evento deportivo, e incluso según cada atleta. Aunque la dieta, y, en consecuencia, la presencia de distintos combustibles metabólicos, puede regular la capacidad del organismo ante una actividad física, el método más idóneo para la mejora del metabolismo y la capacidad de nuestros músculos esqueléticos ante un esfuerzo se basa en la combinación de dieta y ejercicio adecuados a los distintos deportes que queramos desarrollar. Por último, debemos señalar la necesidad de más estudios, y más cercanos a las condiciones reales, especialmente en el campo de la competición, para valorar la incidencia de todas las técnicas dietéticas en el desarrollo de las actividades físicas. Así como realizar estos estudios también a la población general, con el objetivo de comprobar si los beneficios observados en los atletas son extrapolables al resto de la población. 29 VI. BIBLIOGRAFÍA Baldelli S, Ciccarone F, Limongi D, Checconi P, Palamara AT, Ciriolo MR. Glutathione and nitric oxide: Key team players in use and disuse of skeletal muscle. Nutrients 2019;11:1–18. https://doi.org/10.3390/nu11102318. Bytomski JR. Fueling for Performance. Sports Health 2018;10:47–53. https://doi.org/10.1177/1941738117743913. Cantrell CB, Mohiuddin SS. Biochemistry, Ketone Metabolism. StatPearls Publishing; 2020. Consitt LA, Dudley C, Saxena G. Impact of endurance and resistance training on skeletal muscle glucose metabolism in older adults. Nutrients 2019;11:1–17. https://doi.org/10.3390/nu11112636. Egan B, Zierath JR. Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell Metab 2013;17:162–84. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2012.12.012. Evans M, Cogan KE, Egan B. Metabolism of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation. J Physiol 2017;595:2857–71. https://doi.org/10.1113/JP273185. Evans PL, McMillin SL, Weyrauch LA, Witczak CA. Regulation of skeletal muscle glucose transport and glucose metabolism by exercise training. Nutrients 2019;11:1–24. https://doi.org/10.3390/nu11102432. García-Ferrando M, Llopis-Goig R. Encuesta sobre los hábitos deportivos en España 2010 - Ideal democrático y bienestar personal. 2010. Gomes MJ, Martinez PF, Pagan LU, Damatto RL, Cezar MDM, Lima ARR, et al. Skeletal muscle aging: Influence of oxidative stress and physical exercise. Oncotarget 2017;8:20428–40. https://doi.org/10.18632/oncotarget.14670. Guimarães-Ferreira L. Role of the phosphocreatine system on energetic homeostasis in skeletal and cardiac muscles. Einstein (Sao Paulo) 2014;12:126–31. https://doi.org/10.1590/S1679-45082014RB2741. Guyton AC. Tratado de fisiologa médica . 11a ed. Madrid [Etc: Elsevier; 2010. Hargreaves M, Spriet LL. Skeletal muscle energy metabolism during exercise. Nat Metab 30 2020;2:817–28. https://doi.org/10.1038/s42255-020-0251-4. Hawley JA, Leckey JJ. Carbohydrate Dependence During Prolonged, Intense Endurance Exercise. Sport Med 2015;45:5–12. https://doi.org/10.1007/s40279-015-0400-1. Hawley JA, Lundby C, Cotter JD, Burke LM. Maximizing Cellular Adaptation to Endurance Exercise in Skeletal Muscle. Cell Metab 2018;27:962–76. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.04.014. Heydemann A. Skeletal muscle metabolism in duchenne and becker muscular dystrophy— implications for therapies. Nutrients 2018;10:1–25. https://doi.org/10.3390/nu10060796. Ito S. High-intensity interval training for health benefits and care of cardiac diseases - The key to an efficient exercise protocol. World J Cardiol 2019;11:171–88. https://doi.org/10.4330/wjc.v11.i7.171. Knechtle B, Nikolaidis PT. Physiology and pathophysiology in ultra-marathon running. Front Physiol 2018;9. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00634. Kuo IY, Ehrlich BE. Signaling in muscle contraction. Cold Spring Harb Perspect Biol 2015;7:1–15. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a006023. McGlory C, Devries MC, Phillips SM. Skeletal muscle and resistance exercise training; The role of protein synthesis in recovery and remodeling. J Appl Physiol 2017;122:541–8. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00613.2016. Ministerio de Educación Cultura y Deporte. Encuesta de Hábitos Deportivos en España 2015. Boletín Of Del Estado 2015:25. Nelson DL. Lehninger : principles of biochemistry . 6th ed. New York: W. H. Freeman and Co; 2013. Nikolaidis PT, Veniamakis E, Rosemann T, Knechtle B. Nutrition in ultra-endurance: State of the art. Nutrients 2018;10. https://doi.org/10.3390/nu10121995. Patton K. Fueling and recovery. Sports Med Arthrosc 2019;27:22–4. https://doi.org/10.1097/JSA.0000000000000213. Qaisar R, Bhaskaran S, Van Remmen H. Muscle fiber type diversification during exercise and regeneration. Free Radic Biol Med 2016;98:56–67. 31 https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.03.025. Slater GJ, Sygo J, Jorgensen M. Sprinting. . . Dietary approaches to optimize training adaptation and performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2019;29:85–94. https://doi.org/10.1123/ijsnem.2018-0273. Stokes T, Hector AJ, Morton RW, McGlory C, Phillips SM. Recent perspectives regarding the role of dietary protein for the promotion of muscle hypertrophy with resistance exercise training. Nutrients 2018;10. https://doi.org/10.3390/nu10020180. Sygo J, Killer SC, Glass AK, Stellingwerff T. Fueling for the field: Nutrition for jumps, throws, and combined events. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2019;29:95–105. https://doi.org/10.1123/ijsnem.2018-0272. Theofilidis G, Bogdanis G, Koutedakis Y, Karatzaferi C. Monitoring Exercise-Induced Muscle Fatigue and Adaptations: Making Sense of Popular or Emerging Indices and Biomarkers. Sports 2018;6:153. https://doi.org/10.3390/sports6040153. Tiller NB, Roberts JD, Beasley L, Chapman S, Pinto JM, Smith L, et al. Nutritional considerations for single-stage ultra-marathon training and racing. J Int Soc Sports Nutr 2019;16:1–23.