Los probióticos derivan de la palabra griega “pro bios”, que significa “vitalidad”, en contraposición a “antibiótico”, que significa “antivitalidad”. Aunque la presencia de bacterias productoras de ácido en productos lácteos fermentados fue mencionada por Metchnikoff en 1907, el concepto de “probiótico” fue utilizado por primera vez por Lilly y Stillwell en 1965. Más tarde, este concepto fue definido por Fuller en 1989 como “refuerzo microbiano que aumenta la estabilidad del intestino del huésped”. Debido al rápido aumento en la investigación sobre este tema, ha surgido la necesidad de una definición común de “probiótico”. La Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) han definido los probióticos como “microorganismos vivos que proporcionan beneficios para la salud al huésped cuando se administran en cantidades adecuadas”. La cantidad suficiente a administrar debería ser superior a 106 unidades formadoras de colonias (UFC)/ml de población de microorganismos vivos para los mencionados beneficios para la salud. Además, las especies de microorganismos vivos deben ser seguras, tener una alta tolerancia a condiciones de pH bajo y ácidos biliares, promover la colonización intestinal y no ser vectores de genes de resistencia a los antibióticos.
Los posibles beneficios para la salud de los probióticos pueden diferir según las cepas de microorganismos. Los probióticos pueden producir efectos en la salud a través de la síntesis de moléculas beneficiosas como ácidos grasos de cadena corta (AGCC), bacteriocinas, vitamina K y complejo B de vitamina; secreción de estructuras de proteínas/péptidos como péptidos antimicrobianos e IgA secretora de los intestinos; reducción de toxinas patógenas; protección de la integridad de la barrera epitelial; y regulación del sistema inmunológico. La investigación sobre los efectos en la salud de los probióticos está aumentando constantemente, y se cree que los probióticos ejercen efectos en la salud principalmente mediante la modulación de la microbiota del huésped.
En los atletas, se ha demostrado que el número de microorganismos beneficiosos y la diversidad microbiana son mayores que en sus contrapartes sedentarias. Sin embargo, el ejercicio prolongado de alta intensidad está asociado con una reducción de la diversidad microbiana debido a la hipoperfusión intestinal. La suplementación con probióticos puede ser una estrategia efectiva para contrarrestar los efectos negativos del ejercicio prolongado de alta intensidad. Específicamente, los probióticos se han asociado con una reducción de los síntomas gastrointestinales y la susceptibilidad a infecciones, y pueden mejorar el rendimiento al mejorar las capacidades de producción de energía muscular, la masa muscular y la fuerza, y las capacidades aeróbicas. Sin embargo, la omisión de información sobre los microbiomas de los atletas y sus dietas al principio de los estudios existentes dificulta la interpretación de los resultados obtenidos. Además, también se ha informado que la suplementación con probióticos no tiene efecto en el rendimiento deportivo. La intensidad del ejercicio, el tipo de probiótico, la dosis utilizada y la duración del tratamiento pueden haber contribuido a los resultados heterogéneos.
Definiciones y Tipos de Probióticos
El uso de probióticos en la historia humana se remonta al año 7000 a.C. para fermentar leche y frutas con el fin de preservarlas a largo plazo. En la antigua Grecia, los alimentos fermentados se usaban en tratamientos médicos con fines antisépticos, diuréticos y sedantes. Los turcos intentaron prevenir y tratar los síntomas gastrointestinales consumiendo yogur durante el período Karakhanid. Las especies de Lactobacillus spp. fueron descubiertas por primera vez por Pasteur en 1856, después del período moderno temprano. Aunque las especies bacterianas beneficiosas fueron definidas por Metchnikoff, el concepto de probióticos fue definido por primera vez por Lilley y Stillwell en 1965 como “microbios que estimulan el crecimiento de otros microorganismos”. En 1989, Fuller definió los probióticos como “suplementos microbianos que aumentan la estabilidad del intestino del huésped”. En 2001, la OMS y la FAO actualizaron la definición de probióticos basándose en la evidencia más reciente como “microorganismos vivos que proporcionan beneficios para la salud al huésped cuando se aplican en cantidades adecuadas”.
Hasta la fecha se han definido muchas especies de microorganismos, y la gama de microorganismos que se afirma tienen propiedades probióticas está expandiéndose gradualmente debido a los métodos de cultivo mejorados y las técnicas de secuenciación. Sin embargo, según la definición de probióticos de la Asociación Científica Internacional para Probióticos y Prebióticos (ISAPP), cuando se toman por el huésped, los probióticos deben estar vivos, crear beneficios para la salud y administrarse en dosis efectivas. En un número significativo de estudios, la supervivencia y colonización de microorganismos en el tracto gastrointestinal del huésped se han considerado para determinar la eficacia de los probióticos. Sin embargo, la ISAPP afirma que los probióticos no requieren condiciones como supervivencia, colonización, propiedades antipatógenas o equilibrio de la microbiota del huésped.
Los probióticos pueden consumirse como alimentos o como suplementos dietéticos. Sin embargo, los términos alimento probiótico y alimento fermentado a menudo son confundidos por los consumidores. Los beneficios para la salud de los alimentos fermentados como pepinillos, yogur, queso y vinagre están respaldados en algunos estudios epidemiológicos. Por ejemplo, la EFSA ha validado la afirmación de salud de que el yogur puede mejorar la tolerancia a la lactosa en individuos intolerantes a la lactosa. En un estudio de cohorte, el consumo de productos de soja fermentados se relacionó con una reducción en el riesgo de enfermedad cardiovascular. A pesar de sus beneficios para la salud, no todos los alimentos fermentados cumplen con los criterios de definición de probióticos. Mientras que los tipos de microorganismos en alimentos fermentados pueden diferir según el productor o la región de producción, el tipo de microorganismos en alimentos probióticos debe estar definido. Algunos alimentos probióticos pueden ser producidos agregando probióticos al proceso de producción de alimentos fermentados. Aunque las culturas de Lactobacillus, Bifidobacterium y Saccharomyces se utilizan frecuentemente en este proceso, la investigación sobre la determinación de especies probióticas candidatas, llamadas probióticos de nueva generación, ha aumentado en los últimos años. Los probióticos de nueva generación pueden ser importantes para el desarrollo de productos bio terapéuticos vivos para fines profilácticos y terapéuticos.
Mecanismos de Acción de los Probióticos sobre el Rendimiento Deportivo
Los atletas están en riesgo de diversas enfermedades debido al entrenamiento, los viajes, el descanso insuficiente y la desnutrición. Por ejemplo, los síntomas gastrointestinales y la endotoxemia se informan con frecuencia, especialmente en atletas de larga distancia como maratones y triatlones. Aunque el ejercicio de baja y moderada intensidad reduce el estrés fisiológico y mejora la función inmunológica, el ejercicio prolongado de alta intensidad suprime la función inmunológica desde unas pocas horas hasta varios días. Esto se conoce como el “período de ventana abierta”, en el que la susceptibilidad a infecciones, como las infecciones respiratorias superiores, aumenta en los atletas. Los probióticos pueden ser efectivos en el control de infecciones.
Además, los probióticos pueden aumentar la cantidad de glucógeno en el hígado y los músculos esqueléticos, y aumentar la absorción de aminoácidos, que son importantes para la síntesis de proteínas, como los aminoácidos de cadena ramificada (BCAAs) y la glutamina. Además, la microbiota intestinal puede mejorar la fuerza y función muscular a través de la acción del eje intestinal. Por lo tanto, la eficacia de los probióticos en la mejora del rendimiento físico se ha convertido en un foco de investigación en los últimos años.
Sistema Gastrointestinal y Modulación de la Microbiota Intestinal
La modulación de la microbiota intestinal y varios metabolitos, como los ácidos grasos de cadena corta, pueden reducir la permeabilidad de la barrera epitelial intestinal y la producción de citoquinas inflamatorias. Por lo tanto, reduce las perturbaciones gastrointestinales, retrasa los síntomas de fatiga, aumenta la masa y función muscular esquelética y mejora el rendimiento deportivo. Además, los ácidos grasos de cadena corta, como el butirato, aumentan la proporción de fibras oxidativas estimulando el receptor activado por proliferadores de peroxisomas-1 (PGC-1). Este aumento puede afectar positivamente la resistencia muscular esquelética y el rendimiento del ejercicio.
Los probióticos pueden ayudar a restaurar la microbiota intestinal deteriorada y apoyar la microbiota en condiciones de estrés. La frecuencia y gravedad de los síntomas gastrointestinales se redujeron mediante la suplementación con probióticos y la modulación de la microbiota en atletas. Estos síntomas son causados, en parte, por el suministro disminuido de oxígeno y nutrientes a los enterocitos debido a la hipoperfusión intestinal, el adelgazamiento de la capa de moco, el aumento de la permeabilidad intestinal y la translocación bacteriana al torrente sanguíneo. Se observaron niveles aumentados de citoquinas inflamatorias y endotoxinas bacterianas como resultado de la permeabilidad intestinal. Los corredores con niveles altos de endotoxinas después de una carrera tienen cuatro veces más probabilidades de experimentar síntomas gastrointestinales que aquellos con niveles bajos de endotoxinas. Estos síntomas pueden reducir significativamente la capacidad atlética y el rendimiento. Por lo tanto, deben desarrollarse nuevas estrategias que se centren específicamente en reducir estos síntomas. Las estrategias dietéticas tienen el potencial de aumentar la comodidad física de los atletas y reducir el riesgo de trastornos gastrointestinales. La suplementación con probióticos, una estrategia dietética importante, puede ayudar a mejorar la barrera intestinal, prevenir la endotoxemia y aliviar la respuesta inflamatoria. Los probióticos son eficaces y seguros para prevenir y tratar trastornos gastrointestinales causados por el ejercicio intenso, mejorando así el rendimiento físico.
Modulación del Sistema Inmunológico
Además de modular la microbiota intestinal, los probióticos pueden regular la respuesta inmunitaria de la mucosa, potenciar la actividad de los macrófagos y modular la expresión de genes asociados con la actividad de los macrófagos. Además, se ha demostrado que los probióticos reducen la expresión del factor nuclear kappa β (NF-κβ) y las citoquinas proinflamatorias al interactuar con los TLR (receptores tipo Toll). Además, la suplementación con probióticos puede modular los niveles de citocinas antiinflamatorias, los niveles de inmunoglobulinas, la proliferación de células inmunitarias y la producción de citoquinas proinflamatorias por parte de los linfocitos T. Los probióticos pueden afectar al rendimiento deportivo al modular el sistema inmunológico y al mejorar los indicadores de fatiga y dolor muscular. Además, pueden contribuir indirectamente al rendimiento deportivo al prevenir los efectos inmunosupresores y las infecciones respiratorias superiores causadas por el ejercicio intenso.
En contraste con el ejercicio recreativo y moderado, el ejercicio intenso aumenta la síntesis de citoquinas proinflamatorias, como la IL-1, IL-6 y el TNF-α. Los cambios en los niveles de IgA salival después del ejercicio pueden estar asociados con un mayor riesgo de infección entre los atletas. Sin embargo, la literatura sobre la IgA salival es conflictiva. Algunos autores han afirmado que la calidad de la saliva debe evaluarse mediante la medición de la concentración total de proteínas, así como de la concentración de IgA salival. Además, después del ejercicio intenso y prolongado, se ha detectado una disminución en la frecuencia y función de las células inmunitarias adquiridas, como los linfocitos, en la sangre periférica. Esto puede causar un aumento en la susceptibilidad a las infecciones y, por lo tanto, una disminución en el rendimiento deportivo. La suplementación con probióticos puede tener un papel importante en mejorar los factores que pueden afectar adversamente al rendimiento deportivo, como la fatiga, el dolor, los cambios de humor y los trastornos de concentración después del ejercicio mediante la modulación de citocinas. También puede contribuir al rendimiento deportivo indirectamente al mejorar la función pulmonar durante y después de las infecciones respiratorias superiores o al prevenir los efectos inmunosupresores.
Disponibilidad de Nutrientes
Varios factores pueden causar trastornos gastrointestinales durante el ejercicio de resistencia aeróbica, incluyendo el estrés oxidativo esplácnico, la hipoxia, el estrés mecánico, la hipertermia inducida por el ejercicio y la malabsorción de carbohidratos. La reducción en la absorción de carbohidratos se considera un factor limitante para el rendimiento en ejercicios de resistencia aeróbica que duran más de 60 minutos. Según algunos investigadores, la capacidad de los probióticos para mantener la integridad intestinal puede afectar el rendimiento deportivo al mejorar la absorción de carbohidratos y aminoácidos durante el ejercicio prolongado. Una de las principales afirmaciones es que la suplementación con probióticos proporciona un aumento en la actividad proteolítica al optimizar la composición de la microbiota intestinal. Además, la suplementación con probióticos aumenta la absorción de aminoácidos en proteínas vegetales, que se consideran fuentes de proteínas de baja calidad, y de BCAA, que son importantes para el ciclo de proteínas. Por lo tanto, el uso de probióticos puede aumentar la biodisponibilidad de proteínas. Sin embargo, la investigación sobre el potencial de los probióticos para mejorar el metabolismo de nutrientes en relación con el ejercicio sigue siendo limitada. Otro tema de interés en la relación entre los probióticos y la absorción de nutrientes es la suplementación con hierro inorgánico. El hierro es importante para el transporte de oxígeno, la producción de energía mitocondrial y la respuesta inmune celular. El rendimiento físico y la adaptación al entrenamiento pueden verse negativamente afectados por la deficiencia de hierro. El aumento de la absorción de hierro puede ser una estrategia para mejorar el estado de hierro y evitar efectos adversos del uso de suplementos tradicionales de hierro en dosis altas. Según los hallazgos de metaanálisis, la absorción de hierro aumentó en humanos suplementados solo con L. plantarum 299v. Aunque el impacto de los probióticos aparte de L. plantarum 299v en la absorción de hierro sigue siendo poco claro, sigue siendo un tema de investigación. Además, las consecuencias de la suplementación con probióticos en marcadores bioquímicos del estado de hierro, en lugar de la absorción de hierro, también deben ser reportadas en estudios exhaustivos.
Capacidad Aeróbica
Se ha sugerido que los cambios en la flora microbiana intestinal afectan la hematopoyesis y la eritropoyesis al afectar los niveles de SCFA circulares. La hematopoyesis se suprime en condiciones que causan desequilibrio en la microbiota intestinal, como la obesidad, la desnutrición y el uso de antibióticos. Por lo tanto, la relación entre la disbiosis y los problemas hematológicos, como la anemia y la neutropenia, ha sido enfatizada en estudios recientes. Debido a las posibles mejoras en la flora microbiana y la síntesis de algunos metabolitos en el intestino, como los SCFAs, ha surgido la posibilidad de que la suplementación con probióticos pueda aumentar el rendimiento aeróbico y la resistencia al acelerar la eritropoyesis. La capacidad aeróbica se mide directamente utilizando pruebas de trabajo físico máximo o indirectamente utilizando algunas ecuaciones y se expresa como consumo máximo de oxígeno (VO2max). Aunque se ha informado que los probióticos mejoran la resistencia al aumentar el VO2max en algunos estudios, algunos investigadores no han confirmado este efecto en atletas. Además, la correlación entre el VO2max y el rendimiento deportivo es débil en atletas altamente entrenados, debido a factores compensatorios.
Evidencia Clínica sobre el Efecto de la Suplementación con Probióticos en el Rendimiento Deportivo
Se han reportado los efectos potenciales de la suplementación con probióticos en el rendimiento deportivo en varios ensayos controlados aleatorios (ECA). Se utilizaron suplementos de una o varias cepas en niveles de 108 a 1011 UFC/día en estos estudios. En estudios recientes, el rendimiento deportivo generalmente ha estado asociado con indicadores de fatiga, rendimiento físico, capacidad aeróbica, biodisponibilidad de carbohidratos y proteínas, respuestas inflamatorias, infecciones respiratorias superiores (IRS), síntomas gastrointestinales (GI) y estado psicológico. Los investigadores han intentado determinar el efecto de la suplementación con probióticos en el rendimiento deportivo, principalmente midiendo directamente el rendimiento físico o indirectamente evaluando la respuesta inflamatoria y los síntomas GI. Existe cierta evidencia que sugiere que la suplementación con probióticos modula las respuestas inflamatorias y reduce la gravedad de los síntomas GI. Sin embargo, se necesitan más estudios con grupos más grandes para aclarar si la suplementación con probióticos mejora el rendimiento físico.
El ejercicio intenso puede inducir daño GI, causando síntomas GI como dolor abdominal, diarrea y sangre en las heces. Por lo tanto, se ha informado que el daño GI inducido por el ejercicio intenso reduce la absorción de macronutrientes. La suplementación con probióticos de varias cepas ha reducido los síntomas GI en atletas intensamente entrenados, como corredores de larga distancia y ciclistas de ruta. Además, se ha demostrado que la suplementación con probióticos mejora la absorción de macronutrientes intestinales en algunos ensayos controlados aleatorios (ECA). Jäger et al. (2020) informaron que la suplementación con probióticos de varias cepas aumentó la absorción de proteínas vegetales en la dieta de hombres físicamente activos. Las proteínas vegetales contienen cantidades bajas de BCAA (aminoácidos de cadena ramificada). Entre los BCAA, especialmente la leucina, es de alta importancia para el recambio de proteínas musculares. Huang et al. (2019) informaron que la suplementación con L. plantarum PS128 mejoró la absorción de BCAA después del ejercicio intenso y, por lo tanto, mantuvo el rendimiento del ejercicio al aumentar la potencia muscular. Este hallazgo también fue respaldado por Tarik et al. utilizando Bacillus coagulans Unique IS-2.
La suplementación con probióticos puede mejorar el rendimiento físico al aumentar el recambio de proteínas musculares, la fuerza muscular y la resistencia, los indicadores de fatiga y la capacidad aeróbica. Las cepas de Lactobacillus y Bifidobacterium pueden mitigar los indicadores de fatiga inducidos por el ejercicio. Además, se ha informado que la suplementación con probióticos de varias cepas aumenta la absorción máxima de oxígeno y disminuye la frecuencia cardíaca máxima en ciclistas de ruta. Por otro lado, Axling et al. (2020) llevaron a cabo un estudio que reveló que L. plantarum 299v no tuvo impacto en la capacidad aeróbica, lo cual no fue diferente al efecto observado con la suplementación de hierro. Los resultados del estudio pueden haber diferido según los protocolos, como la dosis, la composición y el tiempo de prueba de los probióticos, los métodos de evaluación de la capacidad aeróbica y la población objetivo. Además, algunos atletas con un VO2max más bajo pueden compensar su rendimiento utilizando una proporción más alta de VO2max para obtener una captación de oxígeno similar durante una carrera.
Actualmente, la relación entre la suplementación con probióticos y el rendimiento físico en atletas ha recibido una atención creciente por parte de los investigadores. A pesar de los hallazgos prometedores, algunos investigadores han demostrado que los probióticos no afectan el rendimiento físico de los atletas. Estos estudios actuales se llevaron a cabo principalmente utilizando un suplemento probiótico de una sola cepa o suplemento de B. subtilis DE111. Además, las mediciones del rendimiento físico se han asociado con la capacidad aeróbica en algunos estudios. La capacidad aeróbica se reconoce como un componente importante del rendimiento físico, y su medición casi se ha vuelto rutinaria en las pruebas fisiológicas de atletas de élite. Sin embargo, el rendimiento físico está asociado con una combinación de varios factores, como las fibras musculares tipo I, la capacidad de almacenamiento de glucógeno, la potencia anaeróbica y la capacidad aeróbica. En consecuencia, estas diferencias en la evaluación de los resultados pueden conducir a hallazgos heterogéneos con respecto al rendimiento físico. Es importante llevar a cabo más investigaciones para comprender la relación entre los probióticos y el rendimiento físico y proporcionar inferencias más claras.
El ejercicio intenso aumenta la permeabilidad intestinal y la endotoxemia al causar trastornos GI. Esto provoca un aumento en los niveles plasmáticos de LPS en la sangre, aumentando así la secreción de citoquinas proinflamatorias, como IL1, IL6 y TNF-α, de los monocitos. La suplementación con probióticos puede aliviar la respuesta inflamatoria aumentada después del ejercicio. En un metaanálisis, se encontró que la suplementación con probióticos reduce los niveles de citoquinas proinflamatorias en atletas de élite. Además, los ejercicios intensos suprimen temporalmente la respuesta inmunitaria y, como resultado, aumentan el riesgo de infecciones como las IRS. Hay estudios actuales limitados con pocos participantes disponibles, que muestran el efecto de los probióticos sobre los síntomas de IRS en atletas. Estos estudios proporcionan hallazgos conflictivos con respecto a la incidencia y gravedad de los síntomas de IRS. En un metaanálisis, la suplementación con probióticos no tuvo efecto en el número de días de enfermedad o en el número medio o la duración de los episodios de IRS. Sin embargo, se informó que los probióticos de una sola cepa, en particular, redujeron la puntuación total de gravedad de los síntomas de IRS. En esta revisión actual, los estudios que investigaron el efecto de los probióticos sobre las IRS se llevaron a cabo utilizando suplementos de varias cepas.
Los estudios que demuestran los efectos de la suplementación con probióticos sobre el rendimiento deportivo, ya sea directa o indirectamente, presentan hallazgos conflictivos. Se cree que estas discrepancias se deben a diferentes metodologías, como el tipo de suplementación (de una o varias cepas) y el momento. Factores como la dosis de probióticos utilizada, la duración del estudio y la evaluación de los datos también probablemente afecten los resultados de los estudios. Además, en la mayoría de los estudios actuales, no se ha investigado la información sobre el microbioma y los patrones dietéticos de los atletas, lo que puede haber causado diferencias en los hallazgos.
En conclusión, en esta revisión, consideramos algunos efectos potenciales de los probióticos, como una disminución en la permeabilidad intestinal, una disminución en la inflamación, una disminución en los síntomas de infecciones del tracto respiratorio superior, un aumento en la capacidad aeróbica y la modulación de la respuesta inmune. En consecuencia, los probióticos pueden ser recomendados para personas que hacen ejercicio. Sin embargo, la exclusión de información sobre el microbioma de los atletas y sus dietas al inicio de los estudios actuales limita la evaluación de los resultados obtenidos. Además, es difícil determinar evidencia directa entre los deterioros inducidos por el ejercicio en la secreción de citocinas, la función de barrera intestinal y la respuesta inmune, y las mejoras después de la suplementación con probióticos en estos estudios. Por lo tanto, se necesitan estudios intervencionistas bien diseñados para aclarar los efectos de la suplementación con probióticos en el rendimiento deportivo. Estos estudios también deberían evaluar diferentes marcadores de la función de barrera intestinal, inflamación y capacidad aeróbica. Además, puede ser importante centrarse en cómo los probióticos solos o en combinación con prebióticos pueden afectar el rendimiento deportivo de los atletas. Se requieren más estudios para sacar conclusiones firmes, ya que la mayoría de los estudios tienen limitaciones metodológicas importantes, como el diseño del estudio, la variación en las poblaciones, los tipos de cepas utilizadas y los criterios utilizados para evaluar el rendimiento.
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Referencia completa:
Aykut MN, Erdoğan EN, Çelik MN, Gürbüz M. An Updated View of the Effect of Probiotic Supplement on Sports Performance: A Detailed Review. Curr Nutr Rep. 2024 Mar 12. doi: 10.1007/s13668-024-00527-x.
