El tejido muscular esquelético tiene una enorme capacidad de adaptarse estructuralmente a los cambios en los músculos en uso o desuso. Esto nos permite adaptarnos a entrenamientos con ejercicio prolongado, incrementándose así la capacidad de rendimiento. Esta plasticidad del músculo esquelético se vuelve más evidente cuando comparamos las diferencias obvias en la adaptación estructural al entrenamiento de ejercicio de fuerza prolongado contra ejercicio de resistencia, cada uno resultando en un fenotipo o biotipo distinto. Simplemente compare el físico de un fisicoculturista profesional con el de un triatleta. Esta plasticidad muscular se facilita por el hecho de que el tejido muscular esquelético cambia a una tasa de 1-2% por día, con tasas de síntesis de proteína muscular entre 0.04% y 0.14% por hora a través del día.
La síntesis de proteína muscular está regulada por dos estímulos anabólicos principales, el consumo de alimento y la actividad física. El consumo de alimento, o más bien el consumo de proteína, eleva directamente las tasas de síntesis de proteína muscular. Los aminoácidos derivados de la proteína de la dieta, actúan como señalizadores clave activando las vías anabólicas del tejido muscular esquelético y suministrando los ladrillos necesarios para la síntesis de proteína muscular. El consumo de una cantidad de proteína parecido al de una comida (15-20 g) eleva las tasas de síntesis de proteína muscular durante las 2-5 h siguientes al consumo de una comida (Moore et al., 2009b). El otro principal estímulo anabólico es la actividad física. La actividad física (o el ejercicio) estimula directamente la síntesis de proteína en el músculo esquelético, un efecto que se ha demostrado que persiste por hasta 24 h después de que terminó el ejercicio (Burd et al., 2011). Por supuesto, los diferentes tipos de ejercicio estimularán la síntesis de diferentes grupos de proteínas. Mientras que el ejercicio de fuerza estimula considerablemente la síntesis de proteínas musculares contráctiles (miofibrilares), el ejercicio de resistencia tendrá mayor impacto en estimular la síntesis de proteínas mitocondriales (Moore et al., 2009b), permitiendo así una adaptación muscular específica al ejercicio. Los atletas, entrenadores y científicos están conscientes del impacto del ejercicio y la nutrición en la facilitación de la respuesta adaptativa al ejercicio. En consecuencia, se está haciendo mucho trabajo para definir las estrategias dietéticas que faciliten la respuesta adaptativa al ejercicio prolongado y optimizar la eficiencia del entrenamiento. Este artículo discutirá los beneficios potenciales del consumo de proteína durante el ejercicio como una forma de respaldar la respuesta adaptativa al ejercicio.
Ejercicio y consumo de alimento
Una sola sesión de ejercicio incrementa la síntesis de proteína muscular esquelética y, en menor medida, las tasas de degradación de proteína muscular, mejorando así el balance de proteína muscular (Phillips et al., 1997). Sin embargo, el balance neto de proteína muscular permanecerá negativo hasta que se consuma alimento. En otras palabras, la nutrición es necesaria para permitir un adecuado reacondicionamiento muscular y es un prerrequisito para que ocurra la hipertrofia muscular. Por lo tanto, no es sorprendente que exista una fuerte sinergia entre el ejercicio y la nutrición. Cuando se consume la proteína después de una sola sesión de ejercicio, las tasas de síntesis de proteína muscular se incrementan a un nivel mucho mayor y durante un tiempo más prolongado cuando se compara con la respuesta normal después de comer (Moore et al., 2009b). Más aún, trabajo reciente de nuestro laboratorio muestra que cuando se realiza ejercicio previo al consumo de proteína, más de la proteína ingerida se utiliza para sintetizar nuevas proteínas musculares (Pennings et al., 2010). De por sí, el destino metabólico de la proteína consumida depende en mayor medida del nivel de actividad física que se realiza antes del consumo de alimento. Las propiedades estimulantes del ejercicio sobre la respuesta de síntesis de proteína después de comer son perdurables y permanecen por un tiempo prolongado, tanto como 24 h después de realizar una sesión de ejercicio (Burd et al., 2011). Esto último se alinea a trabajos previos que muestran que la suplementación con proteína representa una estrategia dietética efectiva para aumentar la respuesta adaptativa del músculo esquelético a entrenamientos con ejercicio de fuerza más prolongados, que dan como resultado mayores ganancias de masa muscular esquelética y de fuerza (Hartman et al., 2007).
Un meta-análisis reciente realizado en nuestro laboratorio, confirmó los beneficios de la suplementación con proteína y también mostró que hay una gran variabilidad en el impacto de la modulación nutricional sobre la repuesta adaptativa del músculo esquelético en entrenamientos con ejercicio de fuerza prolongado (Cermak et al., 2012). Obviamente todavía existen por delante retos considerables para esclarecer cómo los regímenes dietéticos pueden mejorar el reacondicionamiento de la proteína muscular post-ejercicio. Muchos grupos de investigación están actualmente estudiando los diferentes factores individuales que pueden aumentar la respuesta de la síntesis de proteína muscular post-ejercicio de forma aguda. Diversos estudios han evaluado previamente el impacto de la cantidad (Moore et al., 2009a) y el tipo (Tang et al., 2009; Tipton et al., 2004; Wilkinson et al., 2007) de proteína de la dieta, consumida después de una sesión de ejercicio sobre la subsecuente síntesis de proteína muscular post-ejercicio. Otros han evaluado el impacto de la co-ingesta de aminoácidos libres (Koopman et al., 2008), y otros macronutrientes (Glynn et al., 2011; Koopman et al., 2007), y/o componentes nutricionales específicos (Smith et al., 2011) que pueden mejorar aún más la síntesis de proteína muscular post-ejercicio. Está más allá del alcance de este escrito la discusión de todos los factores dietéticos que pueden aumentar la síntesis de proteína muscular post-ejercicio. Por lo tanto, nos enfocaremos en un sólo parámetro que probablemente es clave en impulsar la respuesta de síntesis de proteína muscular al ejercicio: el momento de suministro de proteína.
Momento de consumo de proteína
Además de la cantidad y tipo de proteína consumida durante la recuperación post-ejercicio, se ha identificado al momento del consumo de proteína como otro factor clave en la modulación del anabolismo de proteína muscular post-ejercicio. Levehagen y colaboradores (2001) fueron de los primeros en reportar un balance neto de proteínas mayor después de consumir un suplemento que contenía proteína inmediatamente después del ejercicio, al comparar con el suministro del mismo suplemento a las 3 horas de recuperación post-ejercicio. Como consecuencia, ahora se recomienda generalmente consumir 20 g de proteína de alta calidad inmediatamente después de terminar el ejercicio, como forma de optimizar el reacondicionamiento post-ejercicio (Moore et al., 2009a). Sin embargo, un trabajo reciente sugiere que la proteína puede consumirse antes de y/o durante el ejercicio, para estimular aún más el aumento de proteína muscular post-ejercicio (Beelen et al., 2008a, 2011b; Koopman et al., 2004; Tipton et al., 2001). Tipton y colaboradores (2001) reportaron que consumir una mezcla de 6 g de aminoácidos esenciales y 35 g de sacarosa antes del ejercicio fue incluso más efectivo en la estimulación de la síntesis de proteína muscular que consumir la misma mezcla inmediatamente después del ejercicio. Los autores hicieron la hipótesis de que esto podía atribuirse a la combinación del aumento de los niveles de aminoácidos al momento en que el flujo sanguíneo se incrementa durante el ejercicio, ofreciendo así una mayor estimulación para la síntesis de proteína muscular al incrementar la liberación de aminoácidos al músculo. Sin embargo, en un estudio posterior el mismo grupo de investigación falló en confirmar estos hallazgos, cuando examinaron el impacto de 20 g de proteína de suero de leche consumida antes, en lugar de 1 hora después del ejercicio de fuerza, sobre el balance de proteína muscular medido durante un periodo de recuperación de 4–5 h (Tipton et al., 2007). Parece ser que el largo periodo de recuperación en el segundo estudio, al menos compensó parcialmente algunos beneficios tempranos del suministro de proteína antes del ejercicio, lo que permite que las tasas de síntesis de proteína muscular post-ejercicio se eleven más rápidamente debido a la mayor disponibilidad de aminoácidos en el músculo. Esta sugerencia va de acuerdo con observaciones recientes de que el ejercicio intenso induce daño intestinal debido a la reducción del flujo sanguíneo al intestino, afectando de este modo la digestión de la proteína de la dieta y la cinética de absorción durante el inicio de la recuperación post-ejercicio (van Wijck et al., 2011). Entonces, el consumo de proteína de la dieta antes y/o durante el ejercicio puede proveer una estrategia de alimentación más efectiva para mejorar la disponibilidad de aminoácidos durante el inicio de la recuperación post-ejercicio.
En una serie de estudios también evaluamos el impacto del suministro de proteína antes y durante el ejercicio sobre las tasas de síntesis de proteína muscular, medidas durante condiciones de ejercicio (Beelen et al., 2008a, 2011b; Koopman et al., 2004). En el primer estudio, atletas recreativos tomaron bebidas que contenían carbohidratos (0.15 g/kg masa corporal/h) con o sin proteína adicional (0.15 g/kg masa corporal/h) antes y durante 2 horas de ejercicio de fuerza. Utilizando la metodología contemporánea de isótopos estables, se demostró que el consumo de proteína antes y durante el ejercicio de fuerza incrementa sustancialmente las tasas de síntesis de proteína muscular durante el ejercicio (Beelen et al, 2008a). La capacidad de aumentar las tasas de síntesis de proteína muscular durante el ejercicio se extiende al marco de tiempo durante el cual pueda facilitarse la respuesta adaptativa del músculo esquelético.
Se ha sugerido que el impacto observado de la co-ingesta de proteína (con carbohidratos) en las tasas de síntesis de proteína muscular mixta durante el ejercicio está solamente restringido al ejercicio de fuerza intermitente (Beelen et al., 2008a; Fujita et al., 2009). Es atractivo asumir que el aumento de las proteínas musculares ocurre durante los cortos episodios de descanso entre las series de ejercicio. Por consiguiente, se ha debatido si la administración de proteína de la dieta antes de y/o durante el ejercicio, también puede estimular las tasas de síntesis de proteína muscular durante actividades con ejercicio de resistencia continuo. En estudios previos se ha demostrado claramente que la co-ingesta de proteína durante el ejercicio de resistencia prolongado, mejora el balance de proteína corporal total (Koopman et al., 2004). Además, mientras que este balance permaneció negativo cuando sólo se consumieron carbohidratos, se demostró que el consumo conjunto con proteína mejora el balance de proteína corporal total, al incrementar la síntesis de proteína así como al disminuir el catabolismo proteico, dando como resultado un balance de proteína positivo durante 5 horas de ejercicio de resistencia prolongado. Como las mediciones a un nivel corporal total no reflejan necesariamente al tejido muscular esquelético, se realizó un estudio de seguimiento para evaluar las tasas de síntesis de proteína muscular durante ejercicio de resistencia mientras consumían carbohidratos o carbohidratos más proteína. De manera interesante, este estudio mostró que las tasas de síntesis de proteína muscular fueron mayores durante el ejercicio, cuando se compararon con las tasas de síntesis de proteína en el ayuno pre-ejercicio. (Beelen et al., 2011b). Sin embargo, no se observaron diferencias significativas en las tasas de síntesis de proteína muscular entre la prueba de carbohidratos y carbohidratos más proteína a pesar de las grandes diferencias en el balance de proteína corporal total. Se garantizan futuros estudios para evaluar las tasas de síntesis de proteína muscular durante ejercicio más prolongado, ya que en pruebas de ejercicio más prolongado (>3–5 h) se permitirá que sean más aparentes las diferencias en las tasas de síntesis de proteína fraccional. Evidentemente, se necesita más trabajo para abordar la relevancia del potencial para estimular la síntesis de proteína muscular durante actividades con ejercicio de fuerza y resistencia, prolongando así el marco de tiempo para incrementar las tasas de síntesis de proteína muscular.
Ventana de oportunidad
Entonces, ¿cuál es el momento preferido para la suplementación con proteína cuando se trata de optimizar la respuesta adaptativa a sesiones sucesivas de ejercicio? Aunque parece una pregunta simple, la respuesta es complicada. El ejercicio estimula las tasas de síntesis de proteína muscular por varias horas después de una sola sesión de ejercicio. El consumo de proteína aumenta más la respuesta de síntesis de proteína muscular después del ejercicio. De por sí, no es sorprendente que la suplementación de proteína durante entrenamiento prolongado con ejercicio de fuerza generalmente lleve a mayores ganancias en la masa de músculo esquelético y/o en la fuerza. Generalmente se recomienda proporcionar 20–25 g de proteína de alta calidad inmediatamente después de una sesión de ejercicio para llevar al máximo la respuesta de síntesis de proteína muscular durante la recuperación aguda (Beelen et al., 2011a). No obstante, como se discutió previamente, la ventana de oportunidad que permite que las tasas de síntesis de proteína muscular sean elevadas no está limitada a las pocas horas de recuperación aguda post-ejercicio. La síntesis de proteína muscular ya está estimulada durante el ejercicio cuando la proteína se da antes y/o durante el ejercicio. Así que podría ser muy sensato, especialmente en el caso de sesiones de ejercicio de resistencia más prolongadas (>3 h), consumir algo de proteína antes y durante el ejercicio. Esto último puede prevenir el catabolismo excesivo de proteína muscular y elevar la síntesis de proteína muscular a lo largo de la sesión de ejercicio. Esta estrategia dietética puede facilitar el reacondicionamiento muscular y mejorar la eficiencia del entrenamiento, especialmente para aquellos que pasan muchas horas en entrenamiento.
Sin embargo, esto todavía proporciona una idea simplista del papel de la nutrición y el entrenamiento con ejercicio en el reacondicionamiento del músculo esquelético. La respuesta adaptativa del músculo esquelético al ejercicio no está limitada a una sesión de ejercicio por sí misma y a las horas subsecuentes de recuperación aguda post-ejercicio. Se ha reportado que las tasas basales de síntesis de proteína muscular y la respuesta de la síntesis de proteína muscular al consumir alimentos están aumentadas hasta por 24 h después de sesiones de ejercicio de fuerza (Burd et al., 2011). Estos hallazgos implican que la ventana de oportunidad para modular la respuesta adaptativa del músculo esquelético al ejercicio es más larga y que también depende del entrenamiento en general y del nivel de entrenamiento (Wilkinson et al., 2008).
Es probable que la ventana de oportunidad también se extienda a la recuperación nocturna durante el sueño, pero por obvios problemas metodológicos, casi nunca se ha estudiado. Recientemente, evaluamos el impacto de realizar ejercicio en la tarde sobre la síntesis de proteína muscular durante la recuperación en la noche posterior (Beelen et al., 2008b). Aunque se observó un incremento en la tasa de síntesis de proteína muscular durante las primeras horas de recuperación aguda post-ejercicio, las tasas de síntesis de proteína muscular se mantuvieron sorpresivamente bajas durante el sueño nocturno. Claramente, aunque el consumo de proteína de la dieta después del ejercicio estimula la síntesis de proteína muscular durante las etapas agudas de recuperación post-ejercicio, las tasas de síntesis no se mantuvieron elevadas durante el sueño nocturno posterior. Utilizando varios modelos, ahora hemos establecido que la administración de proteína antes de dormir (vía ingestión, Res et al., 2012) o durante el sueño (vía alimentación con sonda nasogástrica, Groen et al., 2011) es seguida por una digestión y absorción apropiadas de proteína de la dieta, incrementando la disponibilidad de aminoácidos en plasma, y estimulando el aumento de proteína muscular neta a través del sueño nocturno. Por lo tanto, la noche provee otra extensión interesante de la ventana de oportunidad durante la cual puede facilitarse el proceso adaptativo. Será desafiante definir si realmente hay una “ventana de oportunidad” limitada para intervenciones nutricionales que mejoren la adaptación del músculo esquelético. Claramente, es muy pronto para dar una respuesta definitiva al impacto de la distribución de la proteína de la dieta proporcionada a través del día y la noche para llevar al máximo la respuesta al ejercicio.
Proteína como ayuda ergogénica
El consumo de proteína de la dieta durante y/o inmediatamente después de cada sesión de ejercicio facilita el reacondicionamiento muscular y puede ayudar a mejorar la eficiencia del entrenamiento. Sin embargo, durante los últimos años también ha habido sugerencias de que el consumo de proteína durante el ejercicio puede mejorar directamente el rendimiento durante las competencias. Ivy y colaboradores (2003) fueron los primeros en publicar un artículo en el cual reportaron un aumento en la capacidad de rendimiento en ciclistas entrenados después del consumo de carbohidratos más proteína durante ciclismo prolongado. Fueron reclutados nueve ciclistas y pedalearon hasta la fatiga mientras consumían bebidas que contenían carbohidratos, carbohidratos más proteína, o agua saborizada. Los autores reportaron que el consumo de una solución de carbohidratos adicionada con proteína mejoró el rendimiento en el ejercicio de resistencia cuando se comparó con el consumo de la solución sólo de carbohidratos. Sin embargo, la razón para esta mejoría en el rendimiento sigue siendo confusa. Desde entonces, se han publicado más estudios (Ivy et al., 2003, Saunders et al., 2004, 2007) que reportan un tiempo hasta el agotamiento significantemente mayor después de consumir bebidas con carbohidratos más proteína durante tareas con ejercicios de resistencia más prolongados. Estudios más recientes no han podido confirmar estos hallazgos (Lee et al., 2008; Martínez-Lagunas et al., 2010, Romano-Ely et al., 2006; Saunders et al., 2009, Valentine et al., 2008).
Claramente, algunos estudios reportaron mejorías sustanciales (10-30%) en el tiempo hasta el agotamiento, insinuando que la co-ingesta de proteína durante el ejercicio puede representar una estrategia dietética efectiva para mejorar la capacidad de rendimiento. Sin embargo, no hay explicaciones aparentes de mecanismos de acción para el impacto observado de la co-ingesta de proteína sobre el tiempo hasta el agotamiento. Por lo tanto, es improbable que estos grandes incrementos en el tiempo hasta el agotamiento se traduzcan en mejorías similares en el rendimiento en el ejercicio en un escenario deportivo más práctico que simule la competencia deportiva normal. Cuando se evalúa el impacto de las bebidas deportivas sobre el rendimiento deportivo generalmente se prefiere evaluar el rendimiento en pruebas contrarreloj. Se ha demostrado que las pruebas contrarreloj tienen mayor validez que las pruebas de tiempo hasta el agotamiento debido a que proveen una buena simulación fisiológica del rendimiento actual y han demostrado correlacionarse bien con el rendimiento actual (Currell & Jeukendrup, 2008). Por consiguiente, varios estudios han investigado los beneficios ergogénicos agudos propuestos de consumir carbohidratos más proteína sobre el rendimiento en pruebas contrarreloj. Sin embargo, ninguno de estos estudios ha detectado algún efecto agudo de mejoría en el rendimiento de la co-ingesta de proteína durante el ejercicio (Breen et al., 2010; Madsen et al., 1996; Osterberg et al., 2008, van Essen & Gibala, 2006). No hay evidencia convincente que sugiera que la co-ingesta de proteína de la dieta durante el ejercicio mejore directamente la capacidad de rendimiento cuando se consumen suficientes carbohidratos.
Recomendaciones nutricionales para el atleta
Proveer suficiente proteína (20-25 g) con cada comida principal
Consumir algo de proteína junto con carbohidratos antes y durante el ejercicio prolongado
Consumir 20-25 g de proteína inmediatamente después del ejercicio
Consumir proteína antes de dormir
Resumen
El consumo de proteína de la dieta después del ejercicio estimula la síntesis de proteína muscular post-ejercicio, estimulando el aumento neto de proteínas musculares, y facilitando la respuesta adaptativa del músculo esquelético al entrenamiento con ejercicio prolongado. En estudios recientes se demuestra que el consumo de proteína antes y/o durante el ejercicio ya estimula la síntesis de proteínas musculares antes de que se termine la sesión de ejercicio. Por lo tanto, el consumo de proteína antes y/o durante sesiones de entrenamiento con ejercicio de larga duración puede inhibir el catabolismo de proteína muscular estimulando la síntesis de proteína muscular y con un mayor aumento de la respuesta adaptativa del músculo esquelético al entrenamiento. La co-ingesta de proteína durante el ejercicio no mejora la capacidad de rendimiento de forma aguda, pero puede mejorar la eficiencia del entrenamiento.
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