Isolated branched-chain amino acid intake and muscle protein synthesis in humans: a biochemical review (pdf original)
Santos CS y Nascimento FEL
Einstein (Sao Paulo). 2019 Sep 5;17(3):eRB4898. doi: 10.31744/einstein_journal/2019RB4898
(Autor del resumen: Valentín E. Fernández Elías)
Introducción
Los aminoácidos aislados de cadena ramificada (BCAA) tienen una gran popularidad como suplemento con propiedades supuestamente ergogénicas. El reclamo comercial de estos productos es que la ingesta de BCAA combinado con entrenamiento de fuerza estimula la síntesis de proteína muscular. Este reclamo comercial de larga duración (más de 35 años) está basado en investigaciones en modelos celular y animal que muestran información respecto a mejoras en la señalización intracelular anabólica como respuesta a la ingesta de BCAA. Sin embargo, la evidencia que apoya la eficacia de la ingesta de BCAA para potenciar la hipertrofia muscular en humanos es equívoca.
Esta revisión pretende analizar el efecto en la síntesis de proteínas en estado de postabsorción y posterior al ejercicio de la ingesta de BCAA desde una perspectiva bioquímica, examinando la evidencia a favor y en contra de posibles efectos anabólicos derivados de dicha ingesta.
Síntesis de proteína muscular
Los BCAA leucina, isoleucina y valina representan el 50% de los aminoácidos esenciales (aquellos que el cuerpo no es capaz de sintetizar por si mismo); y, por tanto, deben ser ingeridos de forma adecuada en la dieta. En individuos sanos, el equilibrio dinámico entre la degradación y la síntesis de proteínas orquesta el mantenimiento de la proteína muscular. En el estado de post-absorción (es decir, en ayunas), la degradación de la proteína muscular excede la síntesis, lo que lleva a la pérdida neta de proteína. En el estado postprandial, la síntesis excede la degradación, ya que la ingesta de algunos nutrientes, como proteínas y carbohidratos, estimula la síntesis de proteínas musculares y la liberación de insulina, suprimiendo la degradación. Por lo tanto, la hipertrofia muscular requiere un equilibrio neto positivo de proteínas (es decir, que la síntesis de proteínas musculares supere a la degradación).
El ejercicio físico y la disponibilidad de nutrientes son los mayores estimulantes de la síntesis de proteína muscular. Los efectos anabólicos de los nutrientes aumentan principalmente mediante la transferencia e incorporación de aminoácidos a los músculos través de la dieta, y las cantidades deben ser adecuadas para estimular la síntesis de proteína. Por lo tanto, la síntesis de proteínas musculares está limitada por la falta o baja disponibilidad de cualquiera de los aminoácidos esenciales.
En el estado postprandial, después de aproximadamente 30-45 minutos de consumo de una comida rica en proteínas (tiempo promedio requerido para la digestión, absorción y transporte de aminoácidos a la circulación), la disponibilidad de aminoácidos esenciales aumenta y las tasas de síntesis de proteínas musculares exceden las tasas de degradación, lo que induce un estado anabólico que alcanza un máximo entre 1’5 y 3 horas después de la comida.
La síntesis de proteína muscular inducida por aminoacidemia es transitoria. Es el estado de post-absorción, los niveles de aminoácidos esenciales caen si no se ha ingerido más proteína, y el mantenimiento de los niveles plasmáticos de aminoácidos esenciales recae sobre la descomposición de las proteínas en los músculos esqueléticos, el principal reservorio de proteínas del cuerpo. Esto es debido a que la degradación de las proteínas musculares siempre excede la síntesis de proteínas musculares en el estado de post-absorción debido al catabolismo de las proteínas musculares y a las condiciones catabólicas determinadas por la falta de ingesta dietética de aminoácidos esenciales. Por ello, se debe enfatizar el impacto de factores como la cantidad y calidad de proteínas, la distribución de la ingesta de proteínas durante todo el día y el ejercicio físico con relación al equilibrio entre degradación y síntesis de proteínas.
BCAA y síntesis de proteínas musculares en el estado de post-absorción
La hipótesis de que la ingesta de BCAA en el estado de post-absorción optimiza la síntesis de proteínas musculares se basa en la premisa de que la ingesta exógena disminuye un 30% la tasa de degradación al aumentar la disponibilidad de aminoácidos esenciales para la síntesis. Esta hipótesis fue testada en humanos después de una noche de ayuno. En ese estudio, se investigaron los efectos de la infusión intravenosa de BCAA durante 3 y 16 horas en la síntesis y degradación de proteínas musculares. Ambos protocolos de infusión aumentaron los niveles plasmáticos de BCAA, mientras que los niveles plasmáticos de otros aminoácidos esenciales disminuyeron. Por otro lado, la degradación y síntesis de proteínas musculares también disminuyó en el mismo grado, pero el balance de síntesis/degradación permaneció negativo. Por lo tanto, parece plausible suponer que la ingesta de BCAA por sí sola no puede crear un estado anabólico que conduzca a la síntesis de proteínas musculares en exceso de degradación, al menos en teoría.
Otra cuestión es si la activación de la vía anabólica y el aumento de la síntesis de proteínas musculares son eventos separados. En este sentido, el aumento de los niveles de insulina es un potente activador de la vía de señalización anabólica, pero no está asociado con una síntesis mejorada de proteínas musculares en ausencia de aminoácidos esenciales. Por el contrario, la ingesta de pequeñas cantidades (3g) de aminoácidos esenciales estimula la síntesis independientemente de la activación de la vía de señalización anabólica. Esto demuestra que la síntesis de proteínas musculares en humanos está limitada por la disponibilidad del rango completo de aminoácidos esenciales en lugar de la activación de la vía de señalización anabólica.
BCAA y síntesis de proteínas musculares post ejercicio
La combinación de ejercicio físico (particularmente de fuerza) con la ingesta de proteína maximiza y prolonga la síntesis de proteína durante aproximadamente 24h después del ejercicio debido al aumento de la sensibilidad del tejido muscular a las propiedades anabólicas de los aminoácidos. Sin embargo, la maximización del estímulo de síntesis de proteína muscular parece depender de la composición de proteínas ingeridas. Un estudio observó que la ingesta de proteína de whey enriquecida con leucina (3g) aumentó la síntesis de proteína durante 1-3 horas cuando la dosis de proteína de whey fue de 25g, así como un cuarto de esta dosis. No obstante, solo la dosis óptima de 25g de proteína de whey (enriquecida con 3g de leucina) fue capaz de mantener dicho aumento de la síntesis hasta 5 horas. En otro estudio se observó que la combinación de 6g de proteína de whey con 5g de leucina mantuvo este incremento en la síntesis de proteína muscular post-ejercicio durante 4’5h, y no se observó cuando la proteína de whey fue enriquecida con 3g de leucina, isoleucina y valina. Una posible explicación de porqué dosis subóptimas de proteína de whey y la combinación con isoleucina y valina no consiguen mantener elevada la síntesis de proteína es que los BCAA parecen competir por el mismo transportador en el intestino y en el músculo. Por lo tanto, la adición de los otros dos BCAA (isoleucina y valina) puede tener una síntesis de proteína muscular sostenida limitada debido a una menor absorción de leucina por parte de las células, como lo sugieren los niveles más bajos de leucina en sangre e intracelular en la primera hora después de la ingesta en los participantes que recibieron este tratamiento. La leucina parece estimular la síntesis de proteína después del ejercicio; pero, como los otros BCAA, necesita tener todo el rango de aminoácidos esenciales disponible pero en niveles que no supongan competencia por los transportadores o limiten su acción.
Respecto al consumo aislado de BCAA, la ingesta de 5’6g comparado con placebo elevó la síntesis de proteína un 22% durante 4 horas. Pero aún así, este incremento respecto placebo fue 6 veces inferior comparado con el consumo de proteína de whey con un contenido similar de BCAA y aminoácidos esenciales.
Recomendaciones de organizaciones internacionales
El Comité Olímpico Internacional no hace recomendaciones específicas respecto a la ingesta de BCAA. En contraste, la International Society of Sports Nutrition no recomienda el uso de BCAA para maximizar la síntesis de proteína muscular dada la limita evidencia científica respecto a la eficacia de los resultados.
El ejercicio de fuerza aumenta la sensibilidad del tejido muscular a los aminoácidos hasta 24 horas después del ejercicio, independientemente de si la proteína se consume antes, durante o de 1 a 3 horas después del entrenamiento. El factor principal es la ingesta uniforme de proteínas durante todo el día, de acuerdo con las recomendaciones individuales. La inducción de un estado anabólico mediante la repetición de ejercicio de fuerza y dieta es lo que aumenta la remodelación del músculo esquelético y la hipertrofia.
Por esta razón, ambas organizaciones recomiendan la combinación de ejercicio de fuerza y consumo diario de 1’6-2’2 g/kg de masa corporal de aminoácidos esenciales enriquecidos con 700 a 3.000 mg de leucina distribuidos a lo largo del día para maximizar la síntesis de proteína muscular, incluyendo una dosis tras el ejercicio y otra cercana a la hora de dormir.
Conclusión
La evidencia existente sugiere que el consumo de BCAA estimula la síntesis de proteínas musculares después del ejercicio de fuerza. Sin embargo, en ausencia de otros aminoácidos esenciales, los BCAA no pueden mantener respuestas de síntesis máximas. Por lo tanto, una creciente cantidad de literatura científica enfatiza que la suplementación con BCAA por sí sola no mejora la síntesis de proteínas musculares más que el consumo de proteínas de alta calidad que contienen la gama completa de aminoácidos esenciales.
A pesar de la extendida popularidad del consumo de BCAA para aumentar la síntesis de proteína muscular, la evidencia científica muestra que dicha suplementación no es efectiva si no se procura una ingesta adecuada del resto de proteínas y aminoácidos esenciales. De hecho, la forma óptima de aumentar al máximo el estímulo de síntesis muscular que enfatice la hipertrofia es la combinación continuada de ejercicio de fuerza y consumo de aminoácidos esenciales (1’6-2’2 g/kg de masa corporal) combinado con la ingesta de leucina (700-3.000 mg). Dicha ingesta debe ser distribuida a lo largo del día, consumiendo parte después de entrenar y antes del momento de dormir.
