Alimentando microbios intestinales: interacción entre la dieta, el ejercicio y la microbiota intestinal en deportistas

Hughes RL, Holscher HD. Fueling Gut Microbes: A Review of the Interaction between Diet, Exercise, and the Gut Microbiota in Athletes. Adv Nutr. 2021 Dec 1;12(6):2190-2215. doi: 10.1093/advances/nmab077.

Los recientes avances científicos sugieren que la nutrición puede influir decisivamente en el rendimiento deportivo a través del intestino y los trillones de microorganismos que habitan este ecosistema. La dieta afecta a la microbiota intestinal, y esta modula muchos de los efectos de la dieta y la salud, como el riesgo de enfermedades crónicas (obesidad, diabetes tipo 2 y enfermedades cardiovasculares). Sin embargo, los atletas están interesados no sólo en la prevención de enfermedades, sino también en la optimización de la salud y la mejora del rendimiento.

Los efectos de la dieta y el ejercicio en la microbiota intestinal

La dieta afecta la composición y las fluctuaciones de la microbiota intestinal, y el ejercicio influye también en la microbiota intestinal, dependiendo del tipo, intensidad y duración del ejercicio. En efecto, la evidencia sugiere que el ejercicio aumenta la diversidad α y los metabolitos microbianos como ácidos grasos de cadena corta (SCFA). Los efectos del ejercicio típicamente revelan aumentos en taxones comensales como Bifidobacterium, Lactobacilli, y Akkermansia. La microbiota intestinal también puede influir en el rendimiento del ejercicio mediante la producción de metabolitos tales como SCFA, que son utilizados como combustible por los colonocitos o absorbidos en la circulación sistémica (acetato, 36%; propionato, 9%; butirato 2%). En el músculo esquelético, los SCFA pueden ser oxidados, incorporados a la glucosa a través de la gluconeogénesis, o aumentar la biodisponibilidad de glucosa, glucógeno y ácidos grasos durante el ejercicio. Los SCFA también contribuyen al aumento del flujo sanguíneo, sensibilidad a la insulina, preservación de la masa muscular esquelética y un fenotipo oxidativo. Los mecanismos por los que los SCFA influyen en el rendimiento deportivo a través de la modulación de la función del músculo esquelético es un área de creciente investigación.

El ejercicio tiene diferentes modalidades y diversos grados de intensidad, que pueden tener un impacto diferente en la microbiota intestinal. Por ejemplo, el ejercicio cardiorrespiratorio inducido inmediatamente cambios en la composición de la microbiota intestinal, mientras que el ejercicio de fuerza no tuvo ningún efecto. Esto puede deberse a diferencias en las vías metabólicas involucradas y activadas por diferentes modalidades de ejercicio.

El efecto del ejercicio sobre el intestino

Además de afectar a la microbiota intestinal, el ejercicio también afecta a la fisiología gastrointestinal. Aunque el ejercicio normalmente actúa como un estrés beneficioso u “hormético”, puede ser perjudicial si el aumento de la duración y la intensidad no se complementa con una recuperación adecuada, soporte nutricional y estado antioxidante. El ejercicio activa el sistema nervioso autónomo, aumentando las concentraciones circulantes de cortisol y catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), en los tejidos periféricos y el tracto gastrointestinal. Esto resulta en una reducción del flujo sanguíneo al tubo digestivo, causando hipoxia, agotamiento de ATP y estrés oxidativo. Estos efectos dañan la barrera intestinal, aumentando la permeabilidad, con tendencia a la endotoxemia, agotamiento de nutrientes e inflamación. El tracto gastrointestinal responde a la activación del estrés mediante la liberación de neurotransmisores como γ -ácido aminobutírico (GABA), neuropéptido Y y dopamina, que se asocian con trastornos gastrointestinales. Estos efectos fisiológicos son proporcionales a la intensidad, duración y frecuencia del ejercicio.

Mientras que el ejercicio de baja a moderada intensidad promueve motilidad gastrointestinal y aumento del tiempo de tránsito, el ejercicio de alta intensidad [>60% VO2max) o la duración prolongada (≥2 h) pueden tener el efecto contrario, así como generar trastornos gastrointestinales. El ejercicio habitual promueve adaptaciones para mantener el flujo sanguíneo intestinal y reducir la inflamación, aunque la recuperación también debe ser adecuada. Los problemas gastrointestinales son comunes, particularmente entre los atletas de resistencia aeróbica, con un 30-50% de los atletas experimentando síntomas de malestar gastrointestinal. Esos síntomas pueden ser causados por factores fisiológicos, mecánicos, factores psicológicos y nutricionales, incluida la reducción del flujo sanguíneo, aumento de la permeabilidad intestinal, aumento de la producción de hormonas del estrés y citoquinas inflamatorias, y vaciado gástrico inadecuado.

El epitelio intestinal tiene una alta tasa de recambio y requiere grandes cantidades de energía y nutrientes. Los atletas que entrenan a altas intensidades durante largos períodos sin la adecuada provisión de energía están en riesgo de alteraciones en la integridad y función intestinal, y la aparición de síntomas gastrointestinales. En particular, la ingesta habitual inadecuada de hidratos de carbono aumenta la respuesta proinflamatoria de estrés al ejercicio extenuante prolongado y continuo. Sin embargo, la investigación se ha centrado principalmente en los efectos de la ingesta aguda (antes y durante) sobre los síntomas gastrointestinales durante el ejercicio, en lugar de la dieta habitual. Por otra parte, un número creciente de atletas e investigadores se centran en las estrategias de evitación de alimentos, como las dietas sin oligo-, di-, monosacáridos y polioles (FODMAP) o dieta sin gluten, como se analizará a continuación.

El aumento del estrés oxidativo y las alteraciones de la función de la barrera intestinal que causa síntomas gastrointestinales también influyen en la microbiota intestinal. La translocación de LPS, componentes de bacterias gramnegativas resultantes de aumento de la permeabilidad intestinal, causa endotoxemia y desencadena secreción de citocinas proinflamatorias en el tubo digestivo, tracto que puede influir en la microbiota intestinal. Por el contrario, los metabolitos microbianos, butirato y propionato sirven como fuentes de energía para colonocitos, y reducen la degradación de las mucosas, el aumento de permeabilidad gastrointestinal y la producción de citocinas inflamatorias. Como las alteraciones en la composición y diversidad microbiana se han asociado con la prevalencia de molestias gastrointestinales en deportistas, la composición de la microbiota intestinal se puede utilizar como biomarcador de estrés metabólico y sistémico después del ejercicio. Los cambios agudos en los perfiles microbianos y de metabolitos pueden proporcionar información sobre los efectos del ejercicio en el tracto gastrointestinal. Además, las evaluaciones de los síntomas gastrointestinales podría complementar la información sobre la composición de la microbiota intestinal al considerar el impacto del ejercicio en la microbiota intestinal y la necesidad de una dieta centrada en el intestino.

Estrategias dietéticas para el deporte y el intestino

La dieta es una herramienta que los atletas usan para optimizar su condición física, rendimiento y recuperación. Las estrategias dietéticas para el deporte buscan optimizar el entrenamiento, el rendimiento y la recuperación a través de suplementación de nutrientes específicos (por ejemplo, proteínas, carbohidratos, hierro, etc.), restricción de energía o ciertas categorías de alimentos (por ejemplo, dieta baja en FODMAP, sin gluten), e hidratación adecuada; sin embargo, los efectos de estas dietas sobre la microbiota intestinal no se conocen bien. Alternativamente, el aumento de la investigación indica que estrategias dietéticas para mejorar la salud gastrointestinal (por ejemplo, probióticos, prebióticos y simbióticos) representan prometedoras oportunidades para optimizar la interacción entre el intestino y el deporte, con el potencial de mejorar la salud de los atletas y el rendimiento. Las siguientes secciones discuten los efectos de estrategias dietéticas sobre la microbiota intestinal y el rendimiento.

Proteínas

La proteína es el principal componente del músculo esquelético. Sin embargo, los aminoácidos específicos difieren en su absorción y catabolismo por el hígado y el músculo esquelético y su capacidad para regular la respuesta sintética de la proteína muscular. Los aminoácidos esenciales, particularmente los aminoácidos de cadena ramificada (BCAA), son cruciales para la síntesis de proteínas musculares y dar como resultado una mayor respuesta de síntesis de proteína muscular, frente al aminoácido no esencial. Por lo tanto, la proteína dietética influye en la utilización de la proteína y la respuesta anabólica del músculo esquelético al ejercicio.

Aunque las recomendaciones varían, los atletas pueden necesitar más del doble de proteínas que la población general (1.2–1.7 vs. 0.8 g/kg/día) para mantener la síntesis de proteínas, la producción de energía, la función inmune y la integridad del intestino, como resultado del estrés inducido por el ejercicio. Esto es cierto para los atletas entrenados en resistencia aeróbica y fuerza. En efecto, los atletas de resistencia aeróbica pueden necesitar ingerir una cantidad mayor de proteína en el período de recuperación posterior al ejercicio (∼0.5 vs. ~0.3 g/kg dentro de las 3–5 h posteriores al ejercicio), particularmente si el ejercicio de resistencia aeróbica se realiza en ayunas, ya que esto puede aumentar la proteólisis de los miofilamentos. A pesar de variables asociadas a factores dietéticos y fisiológicos tales como digestibilidad, cantidad y composición de aminoácidos, la matriz alimentaria, y presencia de otros nutrientes, ~10% de la proteína no se digiere y puede someterse a procesos proteolíticos de fermentación por proteasas bacterianas en el colon.

En cuanto al metabolismo de la microbiota intestinal, los aminoácidos se pueden clasificar por sus metabolitos de fermentación: aminoácidos que contienen azufre, aminoácidos aromáticos y triptófano. Estos metabolitos incluyen ácidos grasos de cadena ramificada y SCFAs, amoníaco, sulfuros, y compuestos indólicos y fenólicos. Si bien algunos de estos metabolitos (p.ej., SCFA e indol) pueden tener efectos beneficiosos como mejorar integridad intestinal, otros metabolitos (p. ej., amoníaco y p-cresol) pueden disminuir la integridad del epitelio intestinal. El exceso de ingesta de proteínas puede conducir a altos niveles de producción de metabolitos proteolíticos que saturan la capacidad del huésped para asimilar, transformar o detoxificar metabolitos dañinos, contribuyendo a efectos adversos sobre la función de la barrera intestinal, la inflamación y salud del colon.

Suplementos de proteínas, incluidos los BCAA y la taurina añadida a las bebidas energéticas, son comúnmente utilizados por los atletas para mejorar los efectos anabólicos y adaptativos del ejercicio sobre el músculo esquelético y mejorar la recuperación. El exceso de taurina conlleva una elevación de ácido taurocólico (TCA), ácido desoxicólico (DCA), y sulfuro de hidrógeno (H2S), que se han asociado con un mayor riesgo de cáncer colorrectal; sin embargo, los efectos de estos suplementos en la microbiota del intestino no están claras. Hasta donde sabemos, hay sólo un estudio de intervención que ha investigado los efectos de los suplementos proteicos sobre la microbiota intestinal en deportistas. En este estudio, los corredores masculinos de cross-country consumieron un suplemento proteico (10 g de aislado de suero de leche y 10 g de carne de res hidrosilado) o un placebo (maltodextrina) durante 10 semanas. El consumo de proteína se asoció con una disminución de Lachnospiraceae, Roseburia, Blautia, Synergistales, Coprococcus, Lactobacillales, Bacilli y Bifidobacterium longum, así como mayor abundancia de Bacteroidetes y menor abundancia de Firmicutes en relación con el placebo. No hubo diferencias entre grupos al inicio o después de la intervención en α-diversidad (Chao1, equidad, árbol filogenético, número de especies observadas, índice de Shannon, índice de Simpson), β-diversidad (UniFrac no ponderado), o metabolitos microbianos (es decir, SCFA, amoníaco). Por lo tanto, la suplementación con proteínas influyó en la abundancia de taxones específicos con efectos limitados sobre la diversidad y función de la comunidad (es decir, metabolitos).

Los resultados de suplementación con proteínas indican que, mientras que los suplementos proteicos pueden afectar a la composición de la microbiota intestinal, tienen un mayor impacto en los metabolitos microbianos. La disminución de butirato, un SCFA clave, y el aumento de los metabolitos proteolíticos podría ser perjudicial para la salud gastrointestinal. Por lo tanto, la suplementación con proteínas en atletas debe evaluarse más a fondo para determinar si esta población experimenta los mismos efectos metabólicos y si estos cambios están asociados con un aumento de malestar gastrointestinal o inflamación. Estudios transversales que han examinado la relación entre la ingesta dietética y la microbiota en los atletas han informado de resultados inconsistentes.

Solo un estudio ha investigado los efectos de diferentes tipos de proteínas en la microbiota intestinal en humanos; sin embargo, este estudio también agregó un alto o bajo componente de grasa saturada al diseño del estudio y reportó que el consumo de grasas saturadas enmascaró los efectos de los tipos de proteínas. Esto demuestra una vez más la necesidad de tener en cuenta la ingesta de otros componentes de la dieta (por ejemplo, grasas) además de la proteína.

La evidencia sugiere que la microbiota intestinal contribuye a la absorción y utilización de proteínas, así como al anabolismo muscular y funcionalidad (eje intestino-músculo) a través de la disponibilidad y almacenamiento de combustible y modulación de la inflamación. Por ejemplo, la suplementación con probióticos (Lactobacillus paracasei) mejoró la biodisponibilidad de proteínas vegetales, elevando las concentraciones séricas de aminoácidos esenciales y BCAA, a concentraciones comparables de proteínas animales. Además, cuando se administra junto con proteínas, el probiótico Bacillus coagulans (GBI-30,6086) disminuyó la inflamación de las células epiteliales, mejoró la absorción de nutrientes, y produjo proteasas que aumentan la absorción de aminoácidos en humanos. Estos efectos pueden reducir el daño muscular y potenciar la recuperación muscular, mejorando así la adaptación al ejercicio y el rendimiento. Aumentar la biodisponibilidad y la absorción de proteína dietética, incrementando la síntesis de proteína muscular, es un mecanismo por el cual la microbiota intestinal puede influir en la masa y la función muscular. Estos efectos pueden ser parcialmente regulados por la producción de SCFA, que afecta a la sensibilidad de la insulina, inflamación y liberación de factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-I) que modulan el equilibrio entre los procesos anabólicos y catabólicos. Por lo tanto, el eje intestino-músculo puede mediar los efectos positivos del ejercicio y la dieta en el anabolismo muscular y juegan un papel en el declive de la masa muscular relacionado con la edad (es decir, sarcopenia) y función muscular relacionada con la enfermedad. Alteraciones en la microbiota intestinal se han asociado con fenómenos que incluyen “resistencia anabólica” que contribuyen al desarrollo de sarcopenia. Por lo tanto, la investigación existente sugiere que la microbiota intestinal juega un papel en función muscular y el  anabolismo a través de la modulación del metabolismo de las proteínas.

Un área adicional de interés son los efectos de los alimentos que contienen proteínas versus suplementos de proteína, habiendo demostrado que los primeros muestran efectos ergogénicos iguales o superiores. Por ejemplo, la ingestión de huevos enteros versus claras de huevo, y la leche entera frente a la leche descremada dan como resultado una mayor cantidad de absorción de aminoácidos y síntesis de proteínas miofibrilares después del ejercicio, lo que sugiere que los componentes no proteicos (por ejemplo, lípidos, carbohidratos, micronutrientes y otros compuestos bioactivos) contribuyen a la síntesis de proteínas post-ejercicio.

En resumen, las dietas hiperproteicas y los suplementos proteicos parecen tener efectos limitados en la composición de la microbiota intestinal, pero si cambiar el perfil de metabolitos hacia una mayor producción de metabolitos proteolíticos. Esto puede conducir a efectos perjudiciales en la salud gastrointestinal y exacerbar el estrés del ejercicio, induciendo síntomas de malestar gastrointestinal en atletas, que pueden perjudicar el entrenamiento y el rendimiento. Sin embargo, estos efectos pueden ser específicos del tipo de suplemento proteico y dependen del consumo concomitante de carbohidratos o fibra. Además, la microbiota intestinal también puede contribuir al anabolismo proteico muscular y a la función muscular a través de la modulación de la absorción y utilización de proteínas.

Grasas

La grasa de la dieta modula la composición de la microbiota intestinal y posteriormente afecta la salud metabólica. En cuanto a la microbiota intestinal, la investigación sobre la ingesta de grasas se ha centrado principalmente en los efectos de un alto contenido de grasa, particularmente dieta alta en grasas saturadas. Estos estudios revelan que el patrón dietético de estilo occidental se asocia con una mayor proporción de Firmicutes a Bacteroidetes y una mayor abundancia de Proteobacteria, Mollicutes, y Bilophila wadsworthia, así como una disminución en Akkermansia muciniphila, Bifidobacterium spp., y taxones productoras de butirato.

Además, una dieta rica en grasas con restricción concomitante de carbohidratos, como en una dieta cetogénica, puede tener diferentes efectos sobre la microbiota intestinal y la inflamación en comparación con una dieta alta en grasas sin restricción de carbohidratos debido a la producción de cuerpos cetónicos. Existen resultados conflictivos sobre los efectos de la dieta cetogénica en la composición de la microbiota intestinal.

En hombres con sobrepeso y obesidad, el consumo de una dieta cetogénica se asoció con disminución de Bifidobacterium y Lactobacilli, y aumento de Fusobacteria y Escherichia. Sólo 1 estudio ha investigado los efectos de una dieta cetogénica, en comparación con una dieta alta en carbohidratos o dieta carbohidratada periodizada sobre la microbiota intestinal de atletas. Los autores reportaron un aumento en Bacteroides y Dorea y una reducción en Faecalibacterium, un conocido productor de butirato. Adicionalmente, la abundancia de Bacteroides y Dorea tras la intervención se asoció negativamente con la oxidación de grasas y la economía de ejercicio respectivamente, sugiriendo una correlación negativa de estos taxones con el rendimiento. Además, revisiones recientes indican que la suplementación con cetonas no beneficia el rendimiento, la cognición o la recuperación muscular en atletas y puede inducir síntomas gastrointestinales.

Además de la cantidad, el tipo de grasa modula la microbiota intestinal y la señalización inflamatoria, lo que puede tener implicaciones para el rendimiento atlético. Los diferentes tipos de grasa están asociados con diferentes efectos sobre la microbiota intestinal y efectos consecuentes sobre la inflamación. El consumo de grasas saturadas se asocia con disminución de la diversidad y riqueza de la microbiota en humanos, así como mayor disponibilidad y transporte de LPS, lo que lleva a la activación proinflamatoria del receptor tipo Toll (TLR) en modelos preclínicos. La ingesta de grasas monoinsaturadas también se asocia con una disminución del número total de bacterias en humanos y aumento de LPS en modelos preclínicos, pero conduce a una menor inflamación que la grasa saturada. Sin embargo, la grasa poliinsaturada no tiene efecto sobre la diversidad en humanos y aumenta la abundancia de Bifidobacterium, Lactobacilli y Akkermansia muciniphila, que también aumentan con el ejercicio. Los ac grados omega-3 PUFA aumentan los SCFA, mejoran la integridad gastrointestinal y la inflamación, y potencialmente afectar la comunicación a lo largo del eje intestino-cerebro. Por lo tanto, los efectos beneficiosos de los ácidos grasos ɷ-3 en la microbiota intestinal pueden imitar los efectos del ejercicio y contribuyen a la salud y el rendimiento al promover un perfil bacteriano antiinflamatorio y la producción de SCFA. Por el contrario, el efecto proinflamatorio de la ingesta elevada de grasas saturadas en la microbiota intestinal pueden perjudicar los beneficios de rendimiento inducidos por el ejercicio en el anabolismo muscular.

En resumen, la ingesta con alto contenido de grasas, particularmente el alto contenido de grasas saturadas, está relacionada con una composición de microbiota proinflamatoria y con una capacidad reducida para producir SCFA, y puede inducir la permeabilidad gastrointestinal, los que puede afectar negativamente al rendimiento. Por el contrario, los ácidos grasos omega-3 pueden promover un perfil de microbiota beneficioso, aumento de AGCC y permeabilidad gastrointestinal reducida. Sin embargo, la investigación actual sobre los efectos ergogénicos de los ácidos grasos ɷ-3 no es concluyente.

Carbohidratos y fibra

Los carbohidratos altamente digeribles y de fácil absorción son de gran interés para el deporte. Sin embargo, los carbohidratos no digeribles (es decir, fibras y almidones resistentes) son de mayor interés al considerar la microbiota intestinal.

La carga de glucosa y fructosa y la relación fructosa-glucosa afectan la fermentación microbiana intestinal y el estrés gastrointestinal. Ingerir fructosa y glucosa en cantidades iguales optimiza la absorción de fructosa y reduce la fermentación microbiana, reduciendo potencialmente los síntomas de malestar gastrointestinal. La lactosa también puede servir como una buena fuente de combustible antes, durante y después del ejercicio para mejorar el rendimiento y la recuperación al mismo tiempo que promueve potencialmente efectos beneficiosos sobre la microbiota intestinal, como aumentos en bifidobacterias y lactobacilos.

La evidencia sugiere que un alto contenido de carbohidratos, y un patrón dietético bajo en fibra tiene efectos perjudiciales sobre la salud intestinal y los microbios, incluida la perdida de diversidad bacteriana y producción reducida de SCFA. Existe una asociación positiva entre el consumo total de fibra dietética por kilocaloría de energía consumida y la abundancia de Bifidobacterium. Además, la ingesta adecuada de carbohidratos no digeribles también puede frenar los efectos adversos de los microbios proteolíticos y sus metabolitos, ya que los carbohidratos no digeribles son metabolizados preferentemente por la microbiota gastrointestinal. De hecho, los culturistas con dietas de alto contenido proteico e ingesta restringida de fibra dietética tienen perfil de microbiota similar con los controles sedentarios (es decir, diversidad α reducida), en comparación con los culturistas con una ingesta adecuada de fibra. Estas características de la microbiota pueden afectar negativamente a la salud a largo plazo e inducir malestar gastrointestinal a corto plazo en deportistas. Esto hace que sea aún más importante para los atletas que consumen dietas ricas en proteínas garantizar una ingesta adecuada de carbohidratos no digeribles para prevenir malestar e inflamación. En definitiva, las atletas deben esforzarse por una ingesta adecuada de fibra (14 g/1000 kcal) para promover la salud gastrointestinal y el rendimiento deportivo, aunque la evitación directamente antes o después del ejercicio puede ser justificada debido al potencial de malestar gastrointestinal.

Prebióticos

Un prebiótico es “un sustrato que es utilizado selectivamente por microorganismos huéspedes que confieren un beneficio para la salud”. Si bien muchas fibras tienen efectos prebióticos y se consideran prebióticos candidatos (p. ej., almidón resistente, polidextrosa; β-glucanos; pectina; soja, xilo, arabinoxilo y maltooligosacáridos), solo los fructooligosacáridos (presente en alcachofas, espárragos, plátanos, raíz de achicoria, ajo, cebollas, puerros, trigo) y los galacto-oligosacáridos (derivados de lactosa) son aceptados como prebióticos. Los beneficios para la salud de los prebióticos incluyen problemas gastrointestinales (p. ej., inhibición de patógenos), salud mental (p. ej., energía y cognición) y salud ósea (p. ej., absorción de minerales), todos los cuales juegan un papel importante en la salud y rendimiento de los atletas.

Si bien el aumento de la ingesta de prebióticos puede disminuir la eficacia de la ingesta de carbohidratos y el almacenamiento de glucógeno, se ha postulado que la producción microbiana de SCFA a partir de la fermentación de prebióticos puede mejorar el almacenamiento de glucógeno y su metabolismo. Hasta donde sabemos, no se han realizado estudios que hayan investigado los efectos de la suplementación prebiótica sola sobre el rendimiento del ejercicio en atletas.

Probióticos

Los probióticos son “microorganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped”. Los probióticos convencionales incluyen Bifidobacterium spp. y Lactobacilli, aunque otras bacterias investigadas en los atletas incluyen Bacillus spp., Enterococcus spp., Streptococcus spp., Veillonella, o la levadura Saccharomyces boulardii.

Los probióticos reducen la infección, la inflamación, el dolor muscular y la permeabilidad o malestar gastrointestinal. De este modo, hasta ahora, la evidencia más sustancial de los beneficios de los probióticos es la mejora en la incidencia, duración y gravedad de infecciones del tracto respiratorio superior, que pueden mejorar indirectamente el rendimiento deportivo.

Los beneficios de los probióticos a menudo dependen de la cepa y dosis del probiótico. La mayoría de estudios que informan efectos positivos sobre la barrera gastrointestinal con el uso de formulaciones multicepa.

Los probióticos también pueden mejorar la absorción y utilización de nutrientes, almacenamiento de glucógeno, composición corporal, la producción de hormonas y la cognición y el estado de ánimo a través de mecanismos como la producción de metabolitos bioactivos (p. ej., SCFA,neurotransmisores), modulación del pH intestinal y alteraciones en la actividad de la microbiota intestinal. Por ejemplo, L. plantarum aumentó el rendimiento de resistencia en triatletas concurrente con un aumento en SCFA fecales.

Existe un interés creciente en el efecto de los cultivos vivos en alimentos fermentados, y sus efectos o asociación con la microbiota intestinal. Sin embargo, pocos estudios han investigado los efectos de los alimentos fermentados, incluido el yogur, kéfir, chucrut, sobre el rendimiento. Tres estudios utilizando kéfir o leche fermentada informaron una disminución de la PCR inducida por el ejercicio o creatina fosfoquinasa y dolor muscular, lo que indica un efecto positivo de estos alimentos fermentados en la reducción de la inflamación.

Por lo tanto, los alimentos fermentados que contienen microorganismos vivos puede conferir efectos beneficiosos sobre la inflamación y el rendimiento físico.

Simbióticos

Un simbiótico es “una mezcla que comprende microorganismos vivos y sustrato(s) utilizados selectivamente por los microorganismos hospedantes que confiere un beneficio a la salud del huésped”. Un simbiótico puede ser una combinación de un probiótico y un prebiótico, aunque los componentes individuales no necesariamente tienen que cumplir con los criterios para pro y prebióticos, siempre que actúen sinérgicamente cuando se coadministren (simbiótico sinérgico). Así, el componente prebiótico puede mejorar la funcionalidad del probiótico (sinérgico simbiótico), o los 2 componentes pueden proporcionar funciones beneficiosas al introducirse en el intestino y sus microbios residentes (simbiótico complementario). Esta combinación de microorganismos y sustratos utilizados selectivamente pueden tener efectos diferentes que cualquier suplemento de prebióticos o probióticos solos. Sin embargo, hasta donde sabemos, sólo un estudio ha investigado los efectos sinérgicos e independientes de estos componentes en humanos físicamente activos. West et al. Observaron que la suplementación con simbióticos (Lactobacillus paracasei 431, Bifidobacterium animalis subespecie lactis BB-12, L. acidophilus LA-5, L. rhamnosus LGG, raftilina, raftilosa, lactoferrina, inmunoglobulinas, goma de acacia) se asoció con un menor aumento en las concentraciones séricas de IL-16 en comparación con suplementos de prebióticos (goma de acacia) solos, pero ninguno de los suplementos simbióticos ni la goma arábiga por sí sola influyeron en las concentraciones de SCFA, inmunidad o permeabilidad gastrointestinal. Por lo tanto, los simbióticos pueden tener efectos diferentes o adicionales sobre la salud y el rendimiento de los atletas que los prebióticos o suplementos de probióticos solos.

Micronutrientes

Los micronutrientes contribuyen a la función inmunitaria, la inflamación, el metabolismo energético y la salud ósea, impactando en el rendimiento físico. Ingestas adecuadas de hierro, zinc y las vitaminas A, E, C, B-6 y B-12 son esenciales para una función inmunológica adecuada, que puede verse comprometida bajo condiciones de entrenamiento intenso y competición en atletas. Además, las necesidades dietéticas de algunos micronutrientes pueden aumentar en los atletas debido a las pérdidas en el sudor y la orina, y aumento del estrés oxidativo. Además, las mujeres atletas tienen un mayor riesgo de deficiencia de hierro, lo que compromete su salud y rendimiento.

Las deficiencias de micronutrientes también pueden afectar a la microbiota intestinal. La falta de micronutrientes antioxidantes (por ejemplo, vitaminas C y E y selenio) disminuyen la abundancia de bacterias intestinales comensales mientras promueve un aumento en Escherichia coli . En animales sometidos a estrés, una mezcla antioxidante de vitamina C, vitamina E, polifenoles, ácido lipoico y antioxidantes microbianos restauró el estado redox intestinal, y se correlacionó con un aumento de Bifidobacterium y Lactobacilli y descenso de E. coli. Sin embargo, la ingesta excesiva de algunos micronutrientes también puede aumentar la susceptibilidad a la infección. Por ejemplo, la suplementación excesiva de hierro en bebés aumenta los microbios patógenos, incluyendo E. coli, y contribuye a la inflamación intestinal. Así, la suplementación con micronutrientes en condiciones de mayor estrés o en deficiencia de micronutrientes puede tener beneficios para la microbiota, y mejorar la inmunidad y la inflamación.

La ingesta de vitamina D también afecta a la microbiota intestinal, aunque la variabilidad en los resultados impide determinar el efecto de la suplementación en taxones específicos.

Restricción de alimentos

Los problemas gastrointestinales son comunes entre los atletas. Para aliviar los síntomas, los atletas pueden evitar o restringir ciertos alimentos que desencadenan los síntomas. Los atletas también pueden adoptar estrategias para aumentar el vaciado gástrico y mejorar la absorción de agua y nutrientes, incluida la evitación de alimentos ricos en FODMAP y alimentos que contienen gluten.

Los FODMAP son carbohidratos de cadena corta no digeribles que aumentan la carga osmótica en el tracto gastrointestinal. Los microbios intestinales pueden fermentar estos componentes de los alimentos para formar gas, lo que resulta en hinchazón y malestar gastrointestinal en ciertos individuos. Un reciente estudio que investigó la ingesta de FODMAP en atletas de resistencia aeróbica informaron de una alta ingesta, tanto habitualmente como en el ejercicio, lo que contribuye a los síntomas gastrointestinales. Los resultados preliminares indican que una dieta baja en FODMAP alivia los síntomas gastrointestinales en atletas. Sin embargo, los FODMAP también actúan como combustible para la microbiota intestinal, y su restricción puede afectar a la composición y función de la comunidad.

Se ha postulado que es la reducción de alimentos FODMAP en la dieta sin gluten lo que pueden mejorar los síntomas gastrointestinales en lugar del gluten en sí. Hasta donde sabemos, sólo 1 estudio ha investigado los efectos de una dieta sin gluten en atletas de resistencia aeróbica no celiacos, y no informaron ningún efecto de la dieta sin gluten sobre el rendimiento, los síntomas gastrointestinales, bienestar, lesión intestinal, o marcadores inflamatorios en relación con una dieta con gluten. Sin embargo, este fue un pequeño estudio (n = 13) con una duración corta (7 d) y no evaluó efectos sobre la microbiota intestinal, limitando su capacidad para extraer conclusiones sobre los efectos para la población general de atletas o evaluar los posibles efectos a largo plazo sobre la salud o la microbiota intestinal.

Hidratación

El estado de hidratación es crucial para la salud y el rendimiento del atleta, y se apoya en el transporte de agua y electrolitos a través de la barrera gastrointestinal. Hay información limitada sobre los efectos del estado de hidratación en la microbiota intestinal. La deshidratación puede provocar estreñimiento, y este está asociado con la disminución de Bacteroides, Roseburia y Coprococcus y una mayor abundancia de genes implicados en producción de gas. Además, la deshidratación también aumenta los síntomas de malestar gastrointestinal, lo que sugiere que la reposición insuficiente de líquidos afecta la función intestinal y puede repercutir en la microbiota intestinal.

Los carbohidratos, electrolitos y bebidas energéticas son comúnmente utilizados por los atletas de resistencia aeróbica, pero, hasta donde sabemos, ningún estudio ha investigado los efectos de los carbohidratos o bebidas deportivas concentradas en la microbiota intestinal. Sin embargo, la edulcorantes contenidos en estas bebidas pueden tener efectos proinflamatorios. Tanto la sucralosa como los emulsionantes como la carragenina desencadenan reacciones proinflamatorias incluida la regulación positiva de TNF-α así como como aumento de la permeabilidad gastrointestinal en humanos y modelos animales.En última instancia, los efectos de los edulcorantes no calóricos en la microbiota intestinal de deportistas permanece sin aclarar.

Suplementos deportivos

Mientras que cierto grado de estrés oxidativo inducido por el ejercicio es necesario para la adaptación muscular, el exceso de ROS puede comprometer la salud, la inmunidad y la recuperación. Los polifenoles son compuestos derivados de plantas que son comúnmente utilizados por sus propiedades antioxidantes para mitigar el estrés oxidativo excesivo en atletas. Sin embargo, la biodisponibilidad, absorción y efectos de los polifenoles a menudo dependen de su conversión por la microbiota intestinal en metabolitos bioactivos más biodisponibles. Además, los polifenoles ejercen efectos similares a los prebióticos en la composición de la microbiota intestinal al aumentar la abundancia de bacterias comensales, incluyendo Bifidobacterium, Lactobacilli, Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii y Roseburia spp. Por lo tanto, además de los efectos directos al reducir el exceso de ROS, los polifenoles pueden mejorar la recuperación  y el rendimiento a través de sus efectos sobre la microbiota intestinal y la producción de metabolitos microbianos.

Los nitratos, principalmente en forma de jugo de remolacha, mejoran el rendimiento atlético a través de una mayor eficiencia de consumo de oxígeno por el músculo esquelético. La conversión de nitrato dietético a nitrito también puede influir en la composición de la microbiota intestinal a través de las propiedades antimicrobianas y la modulación de la permeabilidad del intestino. Sin embargo, es difícil aislar el papel de los nitratos de otros compuestos, como los polifenoles, proporcionada por la ingesta de vegetales. Ciertas bacterias también pueden utilizar nitrato como nutriente, lo que puede aumentar la biodisponibilidad en el músculo esquelético y contribuir a su efecto ergogénico.

El bicarbonato de sodio se utiliza para mejorar la capacidad de amortiguación, mitigando así el aumento de la acidosis intracelular durante el ejercicio intenso. El agua mineral rica en bicarbonato aumenta el consumo de Christenellaceae, Bacteroidaceae, y Erysipelotrichaceae y disminuye Bifidobacteriaceae. Si bien la mayor abundancia de Christenellaceae. No está claro si los cambios en la microbiota intestinal resultante de la suplementación con bicarbonato de sodio puede contribuir a sus efectos ergogénicos durante ejercicio.

La creatina aumenta el reservorio de fosfocreatina muscular, mejorando la regeneración rápida de ATP durante el ejercicio de alta intensidad. Hasta donde sabemos, no existen estudios sobre los efectos de la suplementación con creatina en la microbiota intestinal.

La B-alanina es el precursor limitante de la síntesis de la carnosina, y la suplementación se utiliza para elevar la concentración muscular de carnosina, proporcionando un beneficio para el ejercicio de alta intensidad. No hay estudios sobre los efectos de la suplementación con B-alanina sobre la microbiota intestinal o los efectos de la microbiota intestinal sobre la eficacia de la suplementación con B-alanina.

La cafeína es ampliamente utilizada para reducir el esfuerzo percibido, la fatiga, o dolor durante el ejercicio. Si bien algunas investigaciones ha demostrado efectos modestos del café en la microbiota intestinal, como aumentos en Bifidobacterium y Bacteroides, el café y el té contienen mezclas complejas de otros compuestos, como los polifenoles y el ácido clorogénico, que también puede afectar la microbiota intestinal. Un estudio en ratones investigó los efectos del café o los componentes del café (es decir, cafeína o ácido clorogénico) sobre la microbiota intestinal y demostró que la cafeína aumenta los niveles de butirato y propionato. Es difícil determinar los posibles efectos de la cafeína sobre la microbiota intestinal.

En general, hay evidencia que sugiere que los suplementos comúnmente utilizados por los atletas también puede afectar la microbiota intestinal y la producción de metabolitos como los SCFA. Las implicaciones de estos cambios en la microbiota intestinal sobre los  efectos ergogénicos de estos suplementos no están claros, pero podrían implican la mediación de los efectos a través del eje intestino-músculo.

CONCLUSIONES

Existe un creciente cuerpo de investigación sobre el papel de la microbiota intestinal en el rendimiento. La evidencia actual sugiere que la microbiota intestinal puede contribuir a los efectos de la ingesta dietética en el rendimiento deportivo a través de la producción de metabolitos (por ejemplo, SCFA), influencia en la fisiología gastrointestinal (por ejemplo, absorción de nutrientes, integridad de la barrera, motilidad, producción de gas), y modulación inmunitaria (p. ej., inhibición de patógenos, GALT). Las estrategias dietéticas comunes en los atletas, como el alto valor proteico y la ingesta de carbohidratos simples, baja ingesta de carbohidratos no digeribles y la evitación de alimentos pueden tener un impacto adverso sobre la microbiota intestinal y predisponen a los atletas a problemas gastrointestinales, y, por lo tanto, puede afectar el rendimiento. Por el contrario, la ingesta de fibra dietética adecuada, una variedad de fuentes de proteínas y énfasis en las grasas insaturadas, especialmente los ácidos grasos ɷ-3, así como la suplementación con pre, pro y simbióticos, han mostrado resultados prometedores en la optimización de la salud del atleta y su microbiota intestinal con potencial beneficioso efectos sobre el rendimiento.

EN RESUMEN:

  • La dieta y el ejercicio afectan a la composición y función del microbioma intestinal a través de la disponibilidad de sustrato y cambios fisiológicos en el entorno gastrointestinal.
  • Las estrategias dietéticas centradas en el deporte, como el alto contenido de proteínas, la carga de carbohidratos o la restricción de FODMAP, así como estrategias dietéticas centradas en el intestino como pro, pre, y los simbióticos representan oportunidades para impactar tanto sobre la microbiota intestinal, como sobre el rendimiento deportivo.
  • Las dietas hiperproteicas y el uso de suplementos proteicos, muestran un mayor efecto sobre los metabolitos microbianos que sobre la composición de la microbiota intestinal. La microbiota intestinal puede contribuir al anabolismo y la función de las proteínas musculares modulando la absorción y utilización de proteínas.
  • El consumo alto de grasas y grasas saturadas está asociado con una composición de microbiota intestinal proinflamatoria, aunque los ácidos grasos OMEGA-3 promueven la producción de SCFA. Los efectos de estos cambios en el rendimiento atlético son poco concluyentes.
  • La ingesta de hidratos de carbono de alta digestibilidad tiene efectos perjudiciales sobre la microbiota intestinal, mientras que los SCFA producidos por la microbiota intestinal de la fibra dietética se asocian positivamente con la función muscular.
  • Los pro, pre y simbióticos pueden alterar la microbiota intestinal y afectar positivamente el rendimiento deportivo y la recuperación. La variabilidad en cepas, dosis y otros factores individuales hace que sea difícil identificar los efectos ergogénicos de estas estrategias dietéticas centradas en el intestino.
  • La microbiota intestinal influye en la absorción de ciertos micronutrientes, incluido el calcio, que son importantes para aspectos de la salud y el rendimiento del atleta, como la salud de los huesos.
  • La evitación a corto plazo o antes del ejercicio de ciertos alimentos o grupos de alimentos, como FODMAP o gluten, pueden estar justificados para algunas personas, pero a largo plazo los efectos de estas estrategias en la microbiota intestinal atlética y el rendimiento no están claros.

Los efectos de los suplementos deportivos que utilizan por su efecto ergogénico, sobre la microbiota intestinal no están claros y necesitan más investigación

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