The effects of environmental hypoxia on substrate utilisation during exercise: a meta-analysis (pdf original)
Griffiths A, Shannon OM, Matu J y col
J Int Soc Sports Nutr. 2019 Feb 27;16(1):10
(Autor del resumen: Eduardo Salazar Martínez)
Introducción
Se conoce que la exposición a la hipoxia causa un detrimento curvilíneo en el rendimiento conforme aumenta la severidad de la misma. Sin embargo, los cambios en la utilización de sustratos asociados a la reducción en el rendimiento actualmente no están claros. Un mayor entendimiento de estos cambios en la utilización de sustratos durante la hipoxia es vital para el diseño de intervenciones dietéticas para mantener y/o aumentar el rendimiento en estas condiciones.
La exposición a un ambiente hipóxico podría alterar el uso de los diferentes sustratos energéticos a través de mecanismos multifactoriales. El aumento en el uso de hidratos de carbono está mediado por el sistema nervioso simpático, gracias a la secreción de epinefrina y norepinefrina, estimulando la glucogenólisis y la gluconeogénesis. Alternativamente, la evidencia sugiere que aumentos en el factor de transcripción HIF-1 alfa podría ser el responsable de aumentos en la utilización de ácidos grasos observados en hipoxia, gracias a la activación del receptor PPAR alfa. En ratas, PPAR alfa desactiva la enzima piruvato deshidrogenasa, inhibiendo la conversión de piruvato a Acetil-coA y por tanto favoreciendo un mayor flujo hacia la oxidación de ácidos grasos.
Varios factores han sido propuestos como responsables de la interacción entre la hipoxia y la utilización de sustratos. Entre ellos se incluyen: el tipo de ambiente hipóxico (normobárico o hipobárico), la duración y severidad de la hipoxia, el estado nutricional de los participantes y el sexo. Por ejemplo, con relación al tipo de hipoxia la hipobárica genera una respuesta fisiológica más severa. Podría ser posible que estas diferencias fisiológicas indujeran una mayor oxidación de hidratos de carbono para conseguir una mayor cantidad de ATP por unidad de oxigeno consumida en comparación con la oxidación de ácidos grasos.
Para obtener un mayor entendimiento sobre los resultados contrapuestos en la literatura científica, se llevo a cabo una revisión sistemática y meta-análisis. El objetivo del estudio fue identificar las características que llevaron a encontrar esta heterogeneidad entre estudios.
Material y métodos
La búsqueda sistemática en la literatura y el meta-análisis fue llevado a cabo en concordancia con la guía PRISMA. Los estudios incluidos debían cumplir con los siguientes criterios: participantes entre 18 y 65 años, no estar en estado de gestación, no fumadores, sin historial diabético y sin enfermedad gastrointestinal, inflamatoria, metabólica, cardiovascular, neurológica o psicológica. Todos los estudios debían medir el RER y/o la oxidación de hidratos de carbono o ácidos grasos. Estas medidas debían cuantificarse durante el ejercicio a diferentes intensidades en hipoxia y normoxia. La exposición a la altura debía de ser superior a 1500m en condiciones reales o simuladas. Los sujetos no podían haber estado expuestos a alturas superiores a 1500m en los 3 meses previos. El ejercicio debía superar los 5 min de duración a distintas intensidades.
Discusión
No se encontraron cambios importantes en la contribución de hidratos de carbono o grasas como fuente energética durante el ejercicio a diferentes intensidades relativas en hipoxia en comparación con normoxia. Estos resultados son interesantes, ya que en contra de lo que ocurre a intensidades absolutas, a intensidades relativas los efectos de la hipoxia quedan aislados. Además, se encontró una gran heterogeneidad entre estudios, la que podría explicarse debido a la diferencia entre las características experimentales de los estudios incluidos en el meta-análisis.
Como se esperaba, la contribución absoluta de los hidratos de carbono en hipoxia fue menor debido al menor trabajo absoluto desarrollado en hipoxia y en consecuencia la menor demanda energética. Sin embargo, no se encontraron cambios significativos en la contribución absoluta de las grasas en hipoxia, probablemente debido a los cambios limitados en la contribución de este sustrato a intensidades moderadas (40-55% VO2max). Esta revisión encontró cambios en el RER a diferentes intensidades relativas en hipoxia cuando los sujetos se ejercitaban con los depósitos llenos “fed state”. Alternativamente, una reducción en el RER es inducida cuando los sujetos se encuentran con los depósitos vacíos “fasted state”. Aumentos en la cantidad de hidratos de carbono disponibles podría facilitar un cambio hacia la oxidación de este sustrato en hipoxia. La oxidación de este sustrato podría argumentarse por el efecto sinérgico de llenado y la hipoxia en la actividad del sistema nervioso simpático. Interesantemente, recientes estudios sugieren que un aumento en la concentración de insulina circulante tras una comida podría aumentar la cantidad de hidratos de carbono oxidados, incluso antes de que los hidratos de carbono consumidos hayan sido transportados en el músculo. Por el contrario, un estado de “ayunas” podría facilitar una reducción en el RER gracias a la activación de PPAR-alfa debido a la hipoxia y al vaciado de los depósitos. La interacción de ambos factores podría interrumpir la glucólisis aumentando el flujo de ácidos grasos. Un aumento en el RER a altas intensidades relativas se observó en hipoxia. Este efecto podría estar mediado por una mayor hipoxia muscular provocada por la altitud y la alta intensidad. Los mecanismos asociados con estos cambios están probablemente explicados por la propia respuesta fisiológica al ejercicio de alta intensidad en normoxia. En este sentido, el ejercicio a alta intensidad induce una reducción en el flujo desde el tejido adiposo a la sangre, lo que genera una reducción de ácidos grasos disponibles en el músculo.
Conclusión
Este meta-análisis descartó la hipótesis de que la hipoxia podría inducir cambios en la contribución de hidratos de carbono o grasas a la provisión de energía en comparación con la normoxia. Estos resultados reflejan la heterogeneidad en la literatura actual. Una mayor contribución hacia los hidratos de carbono podría inducirse comiendo antes del ejercicio o ejercitándose a mayores intensidades. Una gran cantidad de heterogeneidad no pudo explicarse con los moderadores usados en este meta-análisis, destacando la necesidad de una mayor evidencia en esta temática.
Conocer la contribución de los diferentes sustratos energéticos a distintas intensidades ha sido uno de los retos de la fisiología del ejercicio a lo largo de su historia. Este hecho nos ha permitido diseñar programas de entrenamiento enfocados a mejorar la eficacia y eficiencia de cada vía metabólica, así como ha desarrollar estrategias nutricionales más favorecedoras para el rendimiento. Actualmente el uso de la hipoxia como estímulo de entrenamiento es cada vez más común entre los atletas. Gracias a este estudio podemos saber que el estado nutricional previo y la intensidad a la que desarrollemos la actividad en condiciones de hipoxia puede alterar la contribución de los diferentes sustratos a la obtención de energía. Este hecho debería de tenerse en cuenta en el diseño de entrenamientos en condiciones de hipoxia y de estrategias nutricionales.
