El ejercicio no habitual, de alta intensidad o larga duración puede inducir daño muscular, conocido como daño muscular inducido por el ejercicio (EIMD). El EIMD se caracteriza por una respuesta primaria como resultado del estrés mecánico que ocurre durante el ejercicio y una respuesta inflamatoria secundaria. La fuerza mecánica, especialmente la inducida por la contracción excéntrica, conduce a la respuesta primaria. Más específicamente, el sobreestiramiento y la interrupción de los sarcómeros, seguidos de un aumento del ingreso de Ca2+ en las células musculares, resultan en tensión pasiva muscular y ruptura de miofibrillas. Estas respuestas posteriormente desencadenan respuestas inflamatorias secundarias, incluida la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y citoquinas, promoviendo la activación de factores de transcripción como el factor nuclear kappa B (NF-κB), la quinasa activada por mitógenos (MAPK) y el factor 2 relacionado con el factor nuclear eritroide 2 (Nrf2). Además, las ROS y las citoquinas pueden ser liberadas por neutrófilos y macrófagos fagocíticos. Las ROS y las respuestas inflamatorias inducidas por el ejercicio son esenciales para la reparación muscular, la regeneración y la adaptación de las vías de señalización redox; sin embargo, si no se controlan, pueden resultar en la infiltración celular en los tejidos dañados, acelerando el daño muscular secundario. En consecuencia, el EIMD parece causar varios síntomas, como pérdida de la función muscular (por ejemplo, pérdida de fuerza y reducción del rango de movimiento), dolor muscular de aparición tardía (DOMS) y aumento de la fuga de proteínas musculares, como creatina quinasa (CK), mioglobina (Mb) y aspartato transaminasa (AST), en la circulación. Estos síntomas pueden atenuar el rendimiento del ejercicio. Por lo tanto, es importante minimizar estos síntomas para optimizar el rendimiento atlético y la condición física.
Se han propuesto varias estrategias nutricionales para restaurar la función muscular, aliviar el DOMS y reducir la inflamación después del ejercicio. Basándose en la declaración de consenso del Comité Olímpico Internacional (IOC) sobre suplementos dietéticos y atletas de alto rendimiento, varios suplementos dietéticos, incluido el monohidrato de creatina, el beta-hidroxi-beta-metilbutirato (HMB), los ácidos grasos omega-3, la vitamina D, la gelatina, la vitamina C/colágeno y suplementos antiinflamatorios, como la cúrcuma y el jugo de cereza ácida, pueden ser efectivos para mejorar la capacidad de entrenamiento, la recuperación, el dolor muscular y el manejo de lesiones. Entre estos suplementos, los suplementos antiinflamatorios pueden atenuar el DOMS. La reducción del DOMS puede ser importante en actividades deportivas, donde el dolor puede afectar el rendimiento en un siguiente ejercicio. Además, se ha sugerido que tanto las respuestas inflamatorias como las ROS (especies reactivas de oxígeno) y los radicales libres producidos durante y después del ejercicio pueden estar involucrados en el DOMS. Por lo tanto, las intervenciones nutricionales dirigidas a la inflamación posterior al ejercicio y/o las respuestas al estrés oxidativo han recibido mucha atención. Sin embargo, pocos suplementos se consideran efectivos. Al interpretar los resultados de la investigación, el diseño del estudio debe ser considerado cuidadosamente. La declaración de consenso del IOC mencionada anteriormente señala que:
“El estándar de oro para investigar los efectos de los suplementos sobre el rendimiento deportivo es el ensayo científico prospectivo, aleatorizado y controlado, en el cual los sujetos son asignados aleatoriamente para recibir ya sea un tratamiento experimental o un placebo (idealmente de manera doble ciega), o cruzados para recibir ambos tratamientos en orden contrabalanceado, bajo condiciones estandarizadas“.
Esta revisión resume las estrategias de suplementación utilizadas para prevenir y atenuar el EIMD y el DOMS en humanos, con un enfoque en los suplementos dietéticos que se presentan en la declaración de consenso del IOC y que tienen efectos antiinflamatorios y/o antioxidantes: (1) curcumina; (2) jugo de cereza ácida; (3) jugo de remolacha, y (4) quercetina. Además, como un nuevo suplemento emergente, se discute también (5) el isotiocianato. Se discuten los posibles efectos del diseño del estudio, el modelo de ejercicio y el nivel de condición física. Además, se abordan las perspectivas futuras y consideraciones para el uso de suplementos dietéticos para aliviar el EIMD y el DOMS.
Curcumina
La curcumina (Curcuma longa L.) es una sustancia polifenólica natural extraída de la cúrcuma. La curcumina tiene varios efectos fisiológicos, y sus mecanismos subyacentes han sido evaluados durante mucho tiempo en el campo de la medicina clínica. Los principales efectos fisiológicos de la curcumina son los efectos antiinflamatorios y antioxidantes, y las respuestas ocurren a través de una disminución en la expresión de genes proinflamatorios. Por lo tanto, se han demostrado efectos de la curcumina en diversas enfermedades, incluido el cáncer, la insuficiencia cardíaca y la demencia de Alzheimer. Además, la curcumina ejerce efectos analgésicos sobre el dolor agudo y crónico al desensibilizar el receptor potencial transitorio vaniloide 1, un canal iónico responsable de la sensación de dolor, reduciendo así la sensibilidad al dolor. La curcumina también regula cascadas inflamatorias, como las vías de NF-κB y Nrf2, y por lo tanto posiblemente limita la inflamación post-ejercicio, lo que posteriormente reduce la sensibilidad al dolor y el DOMS. Como la curcumina puede actuar como un fuerte eliminador de radicales libres, puede reducir el daño muscular secundario. Por lo tanto, en la declaración de consenso del IOC, la curcumina se clasifica como un suplemento nutricional que puede mejorar la capacidad de entrenamiento, la recuperación, el dolor muscular y el manejo de lesiones. Respecto al efecto antioxidante de la curcumina después del ejercicio, Takahashi et al. (2014) informaron que la ingestión de curcumina reduce los derivados de los metabolitos reactivos del oxígeno (d-ROMs), la tioredoxina-1 (TRX-1) y el glutatión (GSH), mientras aumenta el potencial antioxidante biológico (BAP) después de caminar o correr en cinta a 65% VO2max. Chilelli et al. (2016) informaron que se observó una reducción de los productos finales de glicación avanzada endógenos (AGEs) y del malondialdehído (MDA) con la ingestión de curcumina en ciclistas entrenados. Es importante destacar que la biodisponibilidad de la curcumina es muy baja. La piperina, el componente activo de la pimienta negra, puede aumentar la biodisponibilidad de la curcumina cuando la piperina y la curcumina se ingieren juntas. Las técnicas de microparticulación y tratamiento superficial también han demostrado aumentar la biodisponibilidad de la curcumina.
Independientemente del diseño paralelo [33–35] o de crossover [30,31,36,37], estudios anteriores han demostrado que la ingestión de curcumina atenúa algunas respuestas inflamatorias, según evaluado por IL-6, IL-8, TNF-α y/o IL-10, independientemente de las modalidades de ejercicio (por ejemplo, ejercicio aeróbico o de fuerza). Basándose en estudios anteriores, comenzar la ingesta de curcumina al menos 2 días antes del ejercicio parece ser necesario para reducir las respuestas inflamatorias, independientemente del tipo de ejercicio. Respecto al efecto antioxidante en las respuestas asociadas con el ejercicio que daña el músculo, solo hay dos estudios disponibles (uno para el diseño de estudio paralelo [33] y el otro para el diseño de crossover [37]), sugiriendo que no se detecta ningún efecto antioxidante mensurable de la curcumina después de correr cuesta abajo [33] y ejercicio excéntrico de brazo [37]. Respecto al DOMS, debido a los efectos analgésicos de la curcumina, se observaron efectos positivos en el diseño paralelo [33,34], mientras que los resultados fueron equívocos para el diseño de crossover, de manera que dos estudios reportaron efectos positivos [36,37], mientras que los otros dos no reportaron efectos [30,31]. Dado que un estudio anterior no reportó efectos en jugadores de rugby de élite [30], el efecto de la curcumina en atenuar el DOMS podría verse disminuido en atletas de élite o altamente entrenados. Además, el DOMS se alivió solo cuando se administró curcumina de manera consecutiva después del ejercicio [34,37]. Por lo tanto, la ingesta continua de curcumina durante el período posterior al ejercicio podría ser necesaria para atenuar el DOMS. Respecto a los marcadores de rendimiento, se observaron efectos positivos en el diseño paralelo [34] y en todos los estudios de diseño de crossover [30,31,36,37], incluyendo MVC [31,37], altura del salto [36] y sprint [30]. Sin embargo, el efecto de la curcumina sobre el ROM es ambiguo [31,34,37], y no se ha reportado ningún efecto sobre la hinchazón [31,36,37].
Cereza ácida o jugo de cereza ácida
El jugo de cereza ácida, hecho de cerezas ácidas Montmorency, contiene numerosos fitoquímicos, incluyendo antocianinas y flavonoides [39]. Se cree que las antocianinas con alto contenido antioxidante eliminan los ROS y limitan la producción de ROS [40]. Se ha demostrado que el jugo de cereza ácida reduce el riesgo de diabetes y enfermedades cardiovasculares [41]. Las antocianinas y flavonoides en el jugo de cereza ácida pueden inhibir actividades enzimáticas, como la ciclooxigenasa-2 (COX-2) y la fosfolipasa A2, y pueden exhibir efectos antiinflamatorios [42,43]. Por lo tanto, el jugo de cereza ácida puede ayudar a mantener mejor la respuesta inflamatoria y el equilibrio redox, mejorando así la recuperación después de un ejercicio extenuante [44]. La declaración de consenso del COI menciona que los efectos antiinflamatorios del jugo de cereza ácida pueden ser beneficiosos para promover la recuperación, aunque los beneficios pueden ser específicos del deporte o del entrenamiento. La dosis de jugo de cereza ácida necesaria para promover la recuperación parece ser de 250-350 mL (30 mL si está concentrado) dos veces al día durante 4-5 días antes de un evento atlético o durante 2-3 días después. Además, la cantidad de consumo de jugo de cereza ácida, especialmente el contenido total de fenoles, es un factor clave que determina sus efectos. Un artículo de revisión reciente concluyó que mejorar la recuperación después del daño muscular a través de mecanismos antioxidantes y antiinflamatorios puede requerir >1000 mg de polifenoles por día durante 3 días o más antes y después del ejercicio [45]. Los artículos de revisión concluyeron que el jugo de cereza ácida puede atenuar las respuestas inflamatorias y oxidativas al EIMD, acelerando en última instancia una recuperación más rápida después de episodios de ejercicio que dañan los músculos [46,47].
Independientemente del diseño del estudio, se han reportado resultados mixtos con respecto a los efectos sobre el rendimiento en el ejercicio. Entre estos, se informaron efectos positivos para los tipos de marcadores evaluados en la CMIV [39,48,49,51,52], CMJ [48,49] y sprint [49]. En cuanto al DOMS, la mayoría de los estudios no informaron efectos en estudios paralelos [39,49,50] y cruzados [52–54]; sin embargo, algunos estudios también informaron efectos positivos [48,51], independientemente del diseño del estudio. Los efectos de la cereza ácida en los marcadores inflamatorios (IL-6, IL-8, IL-10 y CRP) y el estrés oxidativo (TAS, TBARS, LOOH, nitrotirosina y carbonilos de proteínas) no son universales en estudios paralelos [39,48,49]. Sin embargo, en estudios cruzados, no se detectó efecto sobre los marcadores inflamatorios [52,53], pero los carbonilos de proteínas, un marcador de estrés oxidativo, se redujeron [52]. No se observó consistentemente efecto del jugo de cereza ácida sobre los marcadores de daño muscular en sangre (CK y LDH), independientemente de un diseño de estudio paralelo [39,48–50] o cruzado [52]. Es importante destacar que dos estudios cruzados informaron que no hubo efecto en jugadores profesionales de fútbol [54] o rugby [53]. Por lo tanto, el efecto de la cereza ácida sobre los índices asociados con EIMD y DOMS puede ser disminuido en individuos de élite o altamente entrenados. Además, los estudios cruzados mencionados evaluaron las respuestas antes y después del juego, lo que mediaría en menos daño muscular en comparación con cargas de ejercicio en laboratorio, como el ejercicio excéntrico. Por lo tanto, el efecto del jugo de cereza ácida podría ser difícil de detectar en condiciones donde se emplean ejercicios específicos del deporte, como partidos de fútbol y rugby. En el futuro, se necesitarán estudios para delinear la cantidad y duración óptimas de consumo de jugo de cereza ácida en términos del efecto sobre el DOMS en atletas.
Jugo de Remolacha
La remolacha roja (Beta vulgaris rubra) es un alimento funcional que contiene altos niveles de nitrato y otros fitoquímicos, incluyendo compuestos bioactivos como betalaínas, ácido ascórbico, carotenoides, ácidos fenólicos y flavonoides. Se ha demostrado que la suplementación crónica y aguda con jugo de remolacha mejora el control de la presión arterial, la función vascular y la salud renal [55]. El nitrato en el jugo de remolacha aumenta la biodisponibilidad de óxido nítrico (NO), lo que mejora posteriormente la función vascular, la eficiencia mitocondrial, la homeostasis de la glucosa y la contractilidad muscular de las fibras tipo II, mejorando así el rendimiento en el ejercicio [56], especialmente el rendimiento en ejercicios de resistencia (en el rango de 5 a 30 minutos) [57]. Por lo tanto, el nitrato se clasifica como un suplemento nutricional que mejora directamente el rendimiento deportivo en la declaración de consenso del COI [6]. Además, el jugo de remolacha puede mejorar el rendimiento en sprints y cognitivo [58]. En cuanto al momento de la ingesta, el jugo de remolacha debe ser ingerido al menos 90 minutos antes del evento [59]. Por otro lado, se cree que la betalaína, la molécula antioxidante más potente encontrada en la remolacha, atenúa la eliminación de ROS y regula al alza las enzimas antioxidantes endógenas. También se ha demostrado que los nitritos inhiben la formación de radicales y la producción de ROS. Además, la betalaína es responsable de sus efectos analgésicos a través de un mecanismo relacionado con la antiinflamación [60]. Por lo tanto, se espera que el jugo de remolacha acelere la recuperación del daño muscular al reducir directa o indirectamente la producción de ROS inducida por el ejercicio y el DOMS.
En conjunto, los estudios con diseño cruzado sugieren que el jugo de remolacha puede reducir el daño muscular causado por el ejercicio de resistencia. Mientras tanto, la mayoría de los estudios cruzados han encontrado que la suplementación con jugo de remolacha promueve una recuperación más rápida en el sprint [67], CMJ [67], CMIV [67], duración de la prueba de tiempo [65,66] y VO2max [68] después del ejercicio de daño muscular. Además, aproximadamente la mitad de los estudios previos que emplearon diseños paralelos detectaron efectos positivos en los índices de rendimiento mencionados anteriormente [62,63]. Una posible razón para este mejor rendimiento puede estar relacionada con el aumento de la amplitud de electromiografía durante las contracciones voluntarias isométricas máximas, la mejora de la eficiencia neuromuscular y el rendimiento cardiorrespiratorio mejorado, como se sugirió en un estudio anterior [69,70], independientemente de las condiciones de daño muscular. Por lo tanto, el consumo de jugo de remolacha puede ser efectivo para mejorar el rendimiento incluso bajo condiciones de daño muscular inducido por el ejercicio.
Quercetina
La quercetina es un flavonoide vegetal que se encuentra en el té verde, cebollas rojas y blancas, manzanas, pimientos, arándanos y verduras de hoja verde oscuro. La quercetina tiene propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, así como efectos cardioprotectores, anticancerígenos y hepatoprotectores [71]. Además, la quercetina tiene actividades antipatógenas [72] que pueden influir en el sistema inmunológico y la resistencia a los patógenos. Por lo tanto, la quercetina se clasifica como un suplemento nutricional para la salud inmunológica en atletas en la declaración de consenso del COI [6]. Por otro lado, la quercetina puede poseer una actividad antioxidante potente, como se ha demostrado en estudios con animales [73]. Además, estudios utilizando modelos in vitro demostraron que la quercetina atenuaba la expresión de las citocinas inflamatorias TNF-alfa, IFN-gamma, IL-6 e IL-1beta en macrófagos humanos cultivados [74]. Estudios en humanos utilizando un modelo de ejercicio de resistencia prolongada (es decir, correr en una cinta o andar en bicicleta) informaron que la suplementación crónica (3 semanas) con quercetina pura no protegió contra el estrés oxidativo e inflamación inducidos por el ejercicio [75]. Sin embargo, cuando la quercetina se consumió durante 2 semanas junto con la co-ingestión de otros componentes (por ejemplo, epigalocatequina 3-galato), se descubrió que la suplementación contrarrestaba la inflamación [76]. En contraste, incluso si la quercetina se combinaba con otros componentes, la suplementación aguda (15 minutos antes del ejercicio) no atenuaba la inflamación post-ejercicio [77]. Por lo tanto, el efecto de la quercetina parece variar dependiendo de la duración de la ingesta y/o si se ingiere junto con otro suplemento nutricional. Más recientemente, un estudio que probó triatletas demostró que un suplemento de quercetina diseñado especialmente para aumentar la biodisponibilidad de la quercetina puede reducir el estrés oxidativo (es decir, d-ROMs) y el dolor muscular inmediatamente después del entrenamiento, con una mejora en el tiempo total en los tres eventos individuales (natación, bicicleta y carrera) simulando una carrera de triatlón [78]. Por lo tanto, cualquier enfoque que aumente la biodisponibilidad de la quercetina es importante para aumentar su efectividad.
Varios estudios en los que no se evaluó el daño muscular informaron que la suplementación con quercetina mejora el rendimiento en ejercicio de resistencia o la capacidad anaeróbica como resultado de la mejora de la biogénesis mitocondrial y la antagonización de los receptores de adenosina [84,85]. Además, la quercetina puede atenuar la pérdida de fuerza muscular después del ejercicio excéntrico o correr [80,82,83] independientemente del diseño de investigación. Este efecto ergogénico de la quercetina puede reflejar una mejora en la alteración de la propagación del potencial de acción debido al hecho de que el Ca2+ liberado del retículo sarcoplásmico o un efecto de bloqueo sobre los receptores de adenosina, lo que puede influir en la capacidad de reclutamiento de unidades motoras. La mayoría de los estudios previos informaron que la quercetina atenúa el daño muscular según lo evaluado por marcadores sanguíneos (CK, LDH y Mb), independientemente del diseño del estudio y de la actividad física [79,80,82,83]. El efecto de la quercetina sobre el DOMS se ha mostrado efectivo solo en un estudio paralelo [80]; por lo tanto, se justifican futuros estudios cruzados. Es posible que se deba considerar el momento de la ingesta de quercetina debido a la corta vida media de la quercetina (3,5 h) [86]. Además, se ha informado un claro efecto antiinflamatorio en estudios en los que la quercetina se ingirió junto con isoquercetina, ácidos grasos poliinsaturados n-3 (ácido eicosapentaenoico y ácido docosahexaenoico) y epigalocatequina 3-galato [76]. Como se describe en los estudios mencionados anteriormente, se observó un efecto decreciente de la quercetina sobre los marcadores sanguíneos de daño muscular (CK y Mb) cuando se ingirió junto con vitamina C [79] o extracto de hoja de mango [80]. Por lo tanto, para maximizar el efecto de la quercetina, la ingesta de suplementos nutricionales adicionales o el momento de la ingesta de quercetina pueden ser importantes.
Isotiocianato
Todos los suplementos revisados aquí, a saber, curcumina, jugo de cereza ácida, jugo de remolacha y quercetina, se clasificaron como compuestos fenólicos. Por otro lado, el isotiocianato, clasificado como un compuesto de organosulfuro, es un fitoquímico emergente [87]. El isotiocianato se encuentra en vegetales, incluidos los del género Brassica (Crucíferas). Por ejemplo, el isotiocianato de bencilo y el isotiocianato de fenetilo se encuentran en el repollo y el berro, mientras que el sulforafano se encuentra en el brócoli. El isotiocianato de alilo y el isotiocianato de 6-metilsulfinilhexilo (6-MSITC) están presentes en el wasabi (Wasabia japonica), que es una especia picante típica japonesa. Estos compuestos tienen efectos cardioprotectores y anticancerígenos [88]. Las acciones comunes del isotiocianato en los compuestos de organosulfuro tienen efectos antiinflamatorios y antioxidantes [87,89,90]. Por lo tanto, se espera que la suplementación con isotiocianato acelere la recuperación del EIMD y DOMS. Sin embargo, hay una investigación muy limitada sobre la efectividad del isotiocianato para mejorar el EIMD en estudios con animales. El 6-MSITC, un tipo de isotiocianato, se sabe que es un activador potente de Nrf2 y suprime las tres vías de MAPK, mostrando propiedades antiinflamatorias y antioxidantes [91,92]. Además de estas características, un trabajo previo informó que el 6-MSITC podría suprimir la activación de calpaína-1, que es una proteasa dependiente de Ca2+ [93], en el tejido muscular. Además, el mismo estudio demostró que la administración de 6-MSITC atenúa la actividad de CK después de la natación forzada en ratones [94]. La inhibición de la actividad de la calpaína acelera el proceso de restauración de la producción de fuerza después de contracciones excéntricas en ratas [95]. Basándose en estos resultados obtenidos en estudios con animales, se espera que la ingesta de 6-MSITC acelere el proceso de recuperación de la contracción muscular máxima reducida después del ejercicio excéntrico en humanos. Un estudio piloto que utilizó un diseño cruzado, aleatorio y doble ciego examinó el efecto de la suplementación con 6-MSITC durante 5 días (9 mg/día) en el EIMD y el DOMS después del ejercicio excéntrico de los flexores del codo en hombres jóvenes activos. Contrariamente a la hipótesis, la calpaína-1, el daño muscular (torque de CMIV, ROM, DOMS, CK e hinchazón) y los marcadores inflamatorios (IL-8 y TNF-alfa) no se vieron afectados por el 6-MSITC en comparación con los tratados con placebo [96]. Dado que este es el único estudio humano que evalúa el efecto del 6-MSITC, se necesitan más estudios en humanos para delinear la efectividad del isotiocianato en humanos en el futuro.
Conclusiones
En la presente revisión, se discuten los suplementos dietéticos con efectos antiinflamatorios y antioxidantes. Se han reportado algunos efectos positivos mediados por la curcumina, el jugo de cereza ácida, el jugo de remolacha y la quercetina en el EIMD y el DOMS, aunque algunos de estos resultados no son consistentes entre estudios previos. Estos suplementos no solo pueden atenuar la exacerbación del daño muscular secundario, sino también mejorar el rendimiento al modular posiblemente la eficiencia cardiorrespiratoria y neuromuscular de manera interactiva. Se debe destacar que la modalidad de ejercicio, el nivel de condición física y el diseño del estudio deben considerarse al interpretar los resultados de los efectos de la suplementación. Además, la dosis y la duración de la suplementación son factores importantes para maximizar el efecto de la suplementación en el EIMD y el DOMS.
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2024/04/Dietary-Supplementation-for-Attenuating-Exercise-Induced.pdf
Referencia completa:
Tanabe Y, Fujii N, Suzuki K. Dietary Supplementation for Attenuating Exercise-Induced Muscle Damage and Delayed-Onset Muscle Soreness in Humans. Nutrients. 2021 Dec 24;14(1):70. doi: 10.3390/nu14010070.
