Actualizaciones en Fisiología del Ejercicio

Maximizing post-exercise anabolism: the case for relative protein intakes (pdf original)
Moore DR
Front Nutr. 2019 Sep 10;6:147. doi: 10.3389/fnut.2019.00147
(Autor del resumen: Jorge Jiménez Morcillo)

Introducción
El tejido magro de nuestro organismo, incluido el músculo esquelético, sufre una remodelación constante a través de continuos procesos de síntesis (anabolismo) y de catabolismo proteico simultáneamente. Esta relación es la que determina si el “net protein” o el balance neto de proteína es negativo o positivo, provocando a su vez la pérdida o ganancia, en este caso, de masa muscular; el entrenamiento de fuerza tiene la capacidad de aumentar el “turnover proteico” (balance neto de proteína positivo) hasta las 48 horas. El otro factor que parece ser de vital importancia para generar un entorno anabólico y generar así crecimiento muscular es el uso exógeno de proteína.

Después de una sesión de entrenamiento de fuerza ocurre un catabolismo proteico que puede ser prevenido con la ingesta de aminoácidos exógenos, favoreciendo de esta forma un balance neto positivo de proteínas, o lo que es lo mismo una optimización en la síntesis proteica relacionada con la remodelación de tejido y la hipertrofia muscular, refiriéndonos eso sí siempre a adultos sanos. Este aumento de la síntesis proteica post-ejercicio puede verse incrementada también con la ingesta de proteínas de origen lácteo (queso, leche normal o de soja)

Regulación de la síntesis proteica muscular después del ejercicio usando aminoácidos procedentes de la dieta
Desde las primeras observaciones que corroboraron que el turnover proteico relacionado con el balance neto de proteína aumentaba en respuesta al entrenamiento de la fuerza y la ingesta exógena de aminoácidos, un gran número de estudios han investigado el rol de los factores nutricionales que contribuyen a la óptima capacitación del anabolismo post-entrenamiento. A raíz de estas líneas de investigación se ha establecido que el factor crítico para asegurar el anabolismo post-ejercicio es la suficiente ingesta de aminoácidos esenciales, teniendo que estar presentes en el plan nutricional de cada individuo, siempre haciendo referencia a sujetos sanos. El ratio de ingesta de proteína establecido como óptimo oscila entre los 15 gramos y los 40 gramos, mostrando efectos similares en esa mejora anabólica post-entrenamiento.

Ingesta absoluta de proteínas para maximizar la síntesis proteica muscular post-ejercicio
Se ha observado que incluso pequeñas dosis de ingesta de proteína (de 5 a 10 gramos) fueron suficientes para mejorar la síntesis proteica post-ejercicio; esta mejora fue incremental llegando hasta los 40 gramos, donde se estableció el límite donde no se observaron beneficios adheridos a una dosis superior. Se determinó que el estado nutricional previo (por ejemplo, habiendo ingerido una comida alta en proteínas previa al entrenamiento y a la ingesta post-ejercicio) tuvo un efecto importante en el aumento de la síntesis proteica post-ejercicio. Una forma de medir el balance neto de proteína es la oxidación de leucina, la cual se verá reducida si se aporta un suministro óptimo de aminoácidos como la valina y la isovalina. Si aumentara la oxidación de leucina habrá un aumento simultáneo en la producción de urea Por ello es importante establecer una ingesta absoluta de proteína fija, con el fin de evitar problemas de salud y asegurar una correcta remodelación tisular del músculo esquelético teniendo como target adultos jóvenes.

Ingesta relativa de proteínas para maximizar la síntesis miofibrilar post-ejercicio
Algunos estudios previos han demostrado que una ingesta absoluta de 20 gramos de proteína fue suficiente para maximizar la síntesis proteica miofibrilar y la reducción de leucina en niveles absolutos. Sin embargo, en estos estudios esta cantidad es ampliamente discutida debido al escaso tamaño de la muestra, por lo que se ha establecido que el ratio óptimo va de 20 a 40 gramos de ingesta relativa, en términos relativos. Para calcular la ingesta de proteína en términos relativos, sencillamente se debe de dividir tu peso corporal entre la ingesta absoluta de proteína.

El incremento en la síntesis proteica miofibrilar post-ejercicio en adultos jóvenes acompañada de una ingesta proteica mostró una respuesta linear bifásica consistente. Esta respuesta linear bifásica mostró un límite en los 0,31 kg de proteína por peso corporal. Para comprender este suceso, debemos de tener en cuenta que toda ingesta relativa de proteínas que supere los 0,31gr/kg de peso corporal dejará de mostrar un incremento en la síntesis proteica y pasara a tener una trayectoria lineal. Podemos establecer que, para maximizar una respuesta anabólica óptima nuestra ingesta tanto a nivel absoluto o relativo debe de oscilar los 40 gramos.

¿Podría el género afectar a la ingesta relativa de proteína?
Lo primero que debemos de tener en cuenta que es el género femenino tiene una menor representación en la literatura científica que el género masculino, por lo que para generar evidencia científica en este ámbito se deben de realizar más estudios. La principal explicación dada en el artículo es el fuerte impacto que tiene el ciclo menstrual femenino en la cinética del metabolismo proteico, lo que hace muy complejo desarrollar metodologías de estudio adecuadas. Sin embargo, si se ha podido comprobar que síntesis proteica post-ejercicio en entrenamiento de fuerza en mujeres no se ve afectada por el ciclo menstrual; además, se ha establecido que esta respuesta guarda muchas similitudes con el género masculino, siempre claro sin intervenciones nutricionales. SI hablamos de remodelación tisular a nivel de músculo esquelético nos encontraríamos en la misma situación. Otro dato de interés es que la influencia que tiene la proteína de whey de mejorar el ratio de síntesis proteica miofibrilar post-ejercicio en periodos de restricción calórica es esencialmente idéntica entre hombre mujeres en porcentajes de masa grasa considerados dentro de la normalidad.

Co-ingesta de carbohidratos
La ingesta de carbohidratos durante las fases de recuperación después de una sesión de entrenamiento de fuerza es importante para la resíntesis de glucógeno pudiendo contribuir de esta forma a alcanzar el tan necesario balance energético positivo, sirviendo este como base de sustentación par el crecimiento muscular. Se ha demostrado en primera instancia que la ingesta combinada de carbohidratos y aminoácidos cristalinos mejoran el balance neto de proteína en contraposición a una ingesta aislada de aminoácidos o de proteína. Esto es debido a la inhibición del catabolismo proteico en presencia de insulina, lo que a su vez conlleva un incremento de la síntesis proteica muscular. Hablaríamos de una ingesta absoluta de 30 gramos de carbohidratos. Lo mismo que ocurre con la proteína, podemos establecer el límite en 270 gramos de carbohidratos, cantidad a partir de la cual ya no se producen mejoras adicionales.

¿Podría la cantidad de masa muscular activa durante el entrenamiento afectar a los requisitos en la ingesta de proteína?
La cantidad de tejido magro que tenemos y el que se involucra en el entrenamiento de fuerza si es un factor que puede interferir en las necesidades de ingesta proteica para poder optimizar la síntesis miofibrilar proteica durante la fase de recuperación. Por otro lado, y a colación de lo que hemos comentado en relación a la cantidad de masa muscular involucrada en el ejercicio, sí tiene influencia sobre la habilidad de la proteína ingerida en la dieta a la hora de estimular la remodelación muscular post-ejercicio; por lo que, probablemente, una cantidad mayor de ingesta proteica en proporción a la cantidad de masa muscular activa en el entrenamiento de fuerza podría producir una mejor síntesis proteica miofibrilar.

La observación de que la estimulación de la síntesis proteica muscular no tiene una aparente relación con la cantidad de proteína ingerida por unidad de masa muscular actica no  es sorprendente si tenemos en cuenta que el entrenamiento de fuerza es inherentemente anabólico y se ha demostrado que tiene un impacto positivo sobre sobre el reciclaje de aminoácidos intracelulares. Este hecho mejora la reutilización de aminoácidos intracelulares, que, junto con el aporte de aminoácidos exógenos sustentan y mantienen un balance neto de proteína positivo, además de facilitar la síntesis proteica. Podemos concluir que, definitivamente la cantidad de masa muscular activa involucrada en el ejercicio si tiene relación con las necesidades de ingesta proteica post-ejercicio en la fase de recuperación.

Maximizando en anabolismo en términos absolutos…
Durante el periodo de recuperación post-ejercicio la síntesis proteica y por ende la remodelación tisular del músculo-esquelético se va maximizada con la ingesta relativa de 0,31 gramos de proteína por kilogramo de peso corporal inhibiendo, además, el catabolismo proteico si esta ingesta de proteína se acompaña de una toma de 30 gramos de carbohidratos y la secreción de insulina. Hay que tener en cuenta que, esta maximización de síntesis proteica tiene un techo y a partir de cierto punto, esta síntesis miofibrilar se mantiene estable. A estos aspectos, sería interesante reseñar que la absorción de la proteína ingerida post-ejercicio con el objetivo de potenciar la recuperación, es metabolizada con una mayor consistencia por el cuerpo entero que por el músculo de forma aislada.

Advertencias importantes sobre los requisitos agudos en la ingesta relativa de proteínas
Hasta ahora, hemos hablado sobre la ingesta de proteína en niveles absolutos y relativos en unas condiciones que se consideran ideales y en sujetos sanos y jóvenes, A continuación, vamos a señalar algunos aspectos a tener en cuenta en el asesoramiento sobre la ingesta de proteínas con el fin de aumentar la recuperación y la síntesis de proteína post-ejercicio:

• Modalidad de ejercicio: La ingesta de proteína y su importancia en la recuperación post-ejercicio no es solo aplicable en las modalidades de entrenamiento de la fuerza, también lo son en entrenamiento estable de resistencia, en modalidades de sprint interválico (alta intensidad) y entrenamiento concurrente. Aunque el estímulo específico provocado por el entrenamiento de fuerza es completamente diferente al del entrenamiento de resistencia, parece que el segundo también provoca una oxidación de los aminoácidos disponibles. Prueba de ello es que en un estudio donde se comparaba los efectos de la ingesta de proteína de whey en la síntesis de proteína post-ejercicio en un grupo control y en otro que realizó un programa de entrenamiento concurrente (este segundo grupo ingirió los 20 gramos de proteína), se observó que la síntesis de proteína fue un 16% superior en el segundo grupo en comparación con el grupo control. En entrenamiento de resistencia, además de mejorar la oxidación de aminoácidos, también se han observado aumentos en el rendimiento deportivo y en el funcionamiento del sistema inmunológico, aunque son necesarios más estudios para generar evidencia al respecto.
• Edad: Los efectos de prevención en el catabolismo proteico son latentes tanto en sujetos de edad avanzada como en personas jóvenes, pero la edad biológica del músculo puede afectar a los efectos en la síntesis proteica post-ejercicio.
• Tipo de proteína: La proteína compuesta por una mayor cantidad de BCAAs o aminoácidos ramificados son las más efectivas, por contrapartida, las proteínas con bajas cantidades de los mismos, muestran efectos sub óptimos en la recuperación muscular que deben de ser compensados con un aumento en la ingesta de proteína en la dieta.
• Forma en la que ingerimos la comida: La ingesta de proteína en forma de comida sólida provoca una digestión más lenta de la misma provocando una respuesta más discreta en la síntesis proteica, algo que no ocurre con la ingesta de proteína en forma de brebaje. Además, al ingerir comida, la aminoacidemia sanguínea es mayor en el estado postpandrial.
• Frecuencia de la ingesta de proteína: Es reconocido en la literatura científica que los atletas de fuerza necesitan una mayor ingesta proteica en la dieta (a nivel absoluto un mínimo de 0,8 y en tomas relativas dirigidas a la estimulación de la síntesis proteica un máximo de 0,31 g/kg peso corporal). Es importante conocer que una dieta alta en proteínas mejora la extracción del grupo NH3 (nitrógeno), presente en la composición molecular de la proteína, lo que facilita su deposición en tejidos periféricos. De esta forma, la microbiota actúa como sistema búfer en la liberación de los aminoácidos a tejidos periféricos, incluyendo el músculo esquelético.
• Balance energético negativo: Lo primero que debemos de tener en cuenta es que la síntesis proteica es un proceso metabólico que demanda energía y que supone un estrés a nuestro metabolismo produciendo una ruptura de la homeostasis, teniendo en cuenta esto, la literatura científica nos dice que en periodos cortos en el que un sujeto esté expuesto a una dieta con un balance energético negativo a priori no afecta a la síntesis proteica miofibrilar post-ejercicio, sin embargo, si esta situación se prolonga más tiempo (de 2 a 10 días) la situación puede invertirse, rediciendo la capacidad de nuestro organismo para optimizar una correcta remodelación tisular.
• Obesidad: Se ha observado que un elevado índice de masa grasa puede ser un factor que reduzca la capacidad de sintetizar proteica en población obesa. Otro factor a tener en cuenta es el de la “resistencia anabólica”, acontecimiento fisiológico que dificulta la creación de un entorno metabólico óptimo, presente sobre todo en sujetos obesos sedentarios, quienes no superan los 7400 pasos diarios. En el artículo se concluye que los sujetos con obesidad requieren una mayor ingesta relativa de proteína que su contrapartida sana.

Lo más importante de este artículo es que desmitifica el uso de la suplementación deportiva con proteínas, explicando entre otras cosas, la no necesidad de superar los 0,31 gramos por kilo de peso corporal en una ingesta relativa y clarifica los efectos nocivos que puede tener sobre la salud si se supera este umbral, provocando una excesiva oxidación de leucina y un simultáneo e indeseado aumento en la producción de urea. Asentamos, aún más si cabe, la necesidad del uso de este suplemento deportivo y su efecto potenciador que tiene en la síntesis proteica post-ejercicio, sobre todo en entrenamiento de fuerza, no siendo excluyente otras modalidades de ejercicio como entrenamiento de alta intensidad, entrenamiento estable de resistencia o entrenamiento concurrente, unido además a su co-ingesta con carbohidratos, estimulando la secreción de insulina y facilitando esa generación del entorno anabólico deseado. En definitiva, queda claro, que el uso de proteína como suplemento deportivo (rica en BCAAs) es necesaria para optimizar la recuperación en los entrenamientos en sujetos sanos y activos.

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.