Las ultramaratones son pruebas que superan la distancia del maratón tradicional (42,195 km), y entre ellas, las carreras de 24 horas se consideran de las más exigentes, tanto desde el punto de vista cardiovascular como metabólico. Estas competiciones requieren una enorme capacidad para mantener el suministro de oxígeno y nutrientes a los tejidos durante un esfuerzo prolongado, en el que el organismo experimenta una profunda reorganización del metabolismo energético. Dado que las reservas de glucógeno se agotan rápidamente, el cuerpo recurre progresivamente a la oxidación de ácidos grasos como principal fuente de energía.
Sin embargo, el esfuerzo prolongado genera también un estado de estrés oxidativo e inflamatorio debido a la aparición de microlesiones musculares y tisulares. Este proceso activa la respuesta inmunitaria con migración de leucocitos hacia las zonas dañadas y liberación de citoquinas proinflamatorias. Investigaciones previas del mismo grupo habían demostrado incrementos significativos en biomarcadores de daño muscular (creatina quinasa, mioglobina) y cardíaco (NT-proBNP, troponina I) tras una carrera de 24 horas, evidenciando el impacto del ejercicio extremo sobre diferentes órganos.
Desde un punto de vista metabólico, estos trabajos ya habían observado una reducción de triglicéridos y colesterol LDL junto con un aumento del HDL, confirmando el uso masivo de ácidos grasos como combustible. No obstante, las alteraciones metabólicas finas subyacentes a este proceso aún no estaban claramente caracterizadas. Las herramientas de metabolómica —especialmente las aproximaciones no dirigidas mediante espectrometría de masas de alta resolución— permiten estudiar miles de metabolitos simultáneamente, ofreciendo una visión integral del estado bioquímico del organismo antes y después del esfuerzo.
La literatura previa sobre metabolómica en pruebas de ultrarresistencia era escasa. Un estudio en corredores entrenados que completaron 80,5 km en cinta reveló un marcado incremento de ácidos grasos libres y acilcarnitinas, reflejo de una intensa oxidación lipídica mitocondrial. Además, se observaron aumentos en productos de oxidación del ácido linoleico, como los hidroxilinoleicos (9- y 13-HODE), reconocidos marcadores de estrés oxidativo. Estos hallazgos sugerían que los perfiles metabolómicos podrían aportar información diagnóstica y pronóstica sobre el riesgo cardiovascular y la eficiencia metabólica de los atletas.
Con base en ello, los autores plantearon que analizar el metaboloma de corredores de 24 horas podría ofrecer una visión detallada de los procesos bioquímicos implicados, identificando metabolitos asociados tanto al daño tisular como al rendimiento deportivo. El objetivo fue, por tanto, describir los cambios globales del perfil metabólico inducidos por una carrera de 24 horas y explorar la posible existencia de biomarcadores predictivos del desempeño.
El estudio incluyó a 17 hombres pertenecientes a la Asociación Italiana de Ultramaratón y Trail, con edades entre 38 y 76 años y amplia experiencia en este tipo de competiciones. Se tomaron muestras de sangre tres horas antes de la carrera (en ayunas) y al finalizarla. La carrera se realizó en Verona, Italia, sobre un circuito de 1500 metros, y los corredores podían alimentarse libremente durante la prueba.
Cambios hematológicos y bioquímicos
Como cabía esperar, los marcadores de daño muscular, hepático, cardíaco y renal aumentaron significativamente tras la competición. La creatina quinasa y la mioglobina se multiplicaron varias veces, al igual que la troponina I y el NT-proBNP, confirmando la afectación muscular y cardíaca transitoria. Paralelamente, se observó un incremento notable de leucocitos, neutrófilos, monocitos y proteína C reactiva, indicando una respuesta inflamatoria sistémica. Curiosamente, estos marcadores de inflamación y daño orgánico correlacionaron positivamente con la distancia recorrida, lo que sugiere que quienes alcanzan mayores rendimientos son también quienes soportan mayores niveles de estrés fisiológico.
El metabolismo lipídico mostró un patrón característico de oxidación acelerada: descensos significativos del colesterol total, LDL, triglicéridos y apolipoproteína B. Este perfil refleja la utilización de lípidos como sustrato energético principal. Además, los niveles de hierro disminuyeron y la ferritina aumentó, probablemente por la combinación de hemólisis y respuesta inflamatoria. Entre los electrolitos, destacó un aumento del calcio plasmático, posiblemente relacionado con la movilización ósea durante el esfuerzo prolongado.
Un hallazgo interesante fue el incremento postcarrera de la vitamina D3, que correlacionó negativamente con la proteína C reactiva e, incluso, los niveles previos de esta vitamina se asociaron positivamente con la distancia recorrida. Esto refuerza la idea de que la vitamina D puede modular la inflamación y favorecer la función muscular durante el ejercicio prolongado.
Perfil metabolómico
El análisis metabolómico, realizado mediante cromatografía de fase reversa acoplada a espectrometría de masas, reveló un claro cambio global entre las muestras pre y postcarrera. La separación en el análisis de componentes principales mostró que, tras la prueba, el perfil metabólico se modificó de manera significativa, con gran variabilidad interindividual en la respuesta fisiológica al estrés del ultramaratón.
Las principales rutas metabólicas afectadas fueron la biosíntesis de ácidos grasos, el metabolismo del ácido linoleico y linolénico, la β-oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga y el metabolismo de la vitamina B6. Predominaron los metabolitos relacionados con el metabolismo lipídico: aumentaron los ácidos grasos de cadena media y larga, las acilcarnitinas (vehículos de los ácidos grasos hacia la mitocondria) y los cuerpos cetónicos como el 3-hidroxibutirato, todos ellos indicadores del predominio de la oxidación grasa como fuente energética.
Un hallazgo central fue la acumulación de ácidos grasos oxidados, particularmente los derivados del ácido linoleico (13-HODE, 9,10- y 12,13-diHOME) y del ácido araquidónico (11-HETE, 20-HETE). Estas moléculas, denominadas oxilipinas, actúan como mediadores de procesos inflamatorios y vasculares. Su incremento confirma un aumento sustancial del estrés oxidativo y la inflamación durante la prueba. En consonancia, los niveles plasmáticos de 4-hidroxinonenal (4-HNE), producto final de la peroxidación lipídica, se elevaron significativamente y correlacionaron con leucocitos, mioglobina y con las oxilipinas mencionadas. Este vínculo entre oxidación lipídica, inflamación y daño muscular sugiere un eje fisiopatológico común en el esfuerzo extremo.
Asimismo, 13-HODE y 20-HETE mostraron correlaciones positivas con marcadores de daño cardíaco (NT-proBNP) e inflamación (hs-CRP), lo que refuerza su potencial como biomarcadores de estrés cardiovascular inducido por ejercicio prolongado. Si bien estas moléculas se asocian a procesos patológicos crónicos, su elevación transitoria durante el ejercicio refleja una respuesta adaptativa al incremento del estrés oxidativo.
El estudio también identificó compuestos con posible función beneficiosa. Entre ellos, 12,13-diHOME, una lipocina secretada por el tejido adiposo marrón tras el ejercicio o la exposición al frío, que estimula la oxidación de grasas en el músculo esquelético y mejora la eficiencia metabólica. Por otro lado, se detectó una disminución de testosterona al final de la prueba, un hallazgo común en esfuerzos prolongados que refleja fatiga y una supresión transitoria del eje endocrino.
Entre los compuestos no lipídicos, aumentaron aminoácidos como fenilalanina y triptófano (posiblemente por catabolismo proteico), productos del metabolismo de purinas (ácido úrico) y del grupo hemo (bilirrubina). El incremento de ácido úrico refleja la degradación acelerada de ATP y la hipoxia muscular relativa, mientras que la elevación de bilirrubina podría tener un papel antioxidante inducido por la activación de la hemo oxigenasa.
También se observó un aumento de derivados de vitaminas, como el folato activo (5-metiltetrahidrofolato, 5-MTHF), las formas activas de la vitamina B6 (piridoxina, piridoxal, 4-piridóxico) y el análogo antioxidante de la vitamina E (Trolox). Estos incrementos podrían deberse tanto a suplementación libre durante la carrera como a una respuesta antioxidante endógena.
Biomarcadores de rendimiento
Uno de los hallazgos más novedosos del estudio fue la asociación entre determinados metabolitos y el rendimiento, medido como distancia recorrida. Los corredores que superaron los 140 km mostraron niveles significativamente más altos de 5-MTHF antes y después de la carrera, y mayores concentraciones postcarrera de β-alanina y creatina. Estas tres moléculas se correlacionaron positivamente con el rendimiento, lo que sugiere que su suplementación podría favorecer la capacidad y eficiencia del ejercicio. El folato podría ejercer efectos antioxidantes y antiinflamatorios, mientras que β-alanina y creatina son reconocidos ergogénicos que mejoran la capacidad tampón muscular y la resíntesis de ATP.
Asimismo, los corredores de mayor distancia mostraron un aumento de glutamina (aminoácido relacionado con la recuperación y la inmunidad) y de metabolitos de cortisol, reflejando una mayor respuesta al estrés y fatiga fisiológica.
Conclusión
El ultramaratón de 24 horas constituye un modelo extremo de estrés metabólico humano. La aproximación metabolómica permitió detectar cambios profundos en el metabolismo lipídico y oxidativo, confirmando la enorme dependencia de las grasas como fuente energética y la generación de compuestos oxidativos con posibles implicaciones cardiovasculares. Al mismo tiempo, la identificación de metabolitos asociados al rendimiento —como 5-MTHF, β-alanina y creatina— abre la puerta a estrategias nutricionales específicas para optimizar la capacidad de resistencia y proteger la salud de los deportistas. En conjunto, este trabajo demuestra que la metabolómica es una herramienta valiosa tanto para el seguimiento médico-deportivo como para la investigación de biomarcadores de rendimiento en atletas de ultraresistencia.
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2025/10/Untargeted-metabolomics-profiling-of-24-h-ultramarathon-runners.pdf
Referencia completa:
Benedetti S, Biancucci F, Menotta M, Nasoni MG, Luchetti F. Untargeted metabolomics profiling of 24-h ultramarathon runners: new insights into the biochemical alterations and the identification of performance biomarkers. Life Sci. 2025 Oct 1;378:123853. doi: 10.1016/j.lfs.2025.123853.
