PUNTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
El rendimiento en el ejercicio en los eventos deportivos de “media distancia” (con duración entre ~1 y 8 min) está relacionado con el suministro de energía a través de procesos metabólicos tanto oxidativos como no oxidativos. Debido a que la demanda de energía en estos deportes está cerca o por encima de la tasa máxima de consumo de O2, habrá una contribución apreciable del suministro de energía a partir de la glucólisis anaeróbica, resultando en una producción significativa de lactato y iones hidrógeno (H+). Este gran incremento en la [H+] puede reducir el pH del músculo de ~ 7.1 en descanso hasta tan bajo como 6.4 en el momento del agotamiento. Aunque la fatiga claramente es multifactorial en estos (y otros) eventos deportivos, la limitación en el rendimiento parece estar relacionada hasta el punto de la acidosis muscular, la cual se desarrolla junto con alteraciones iónicas asociadas que pueden afectar la excitación muscular (Chin y Allen, 1998; Fitts, 1994). La acidosis metabólica puede afectar el rendimiento por medio de la interferencia directa con el proceso de contracción muscular y por la limitación de la resíntesis de fosfatos de alta energía y la inhibición de la tasa de glucólisis anaeróbica (Fitts, 1994).
Durante el ejercicio de alta intensidad, varios sistemas contribuyen tanto a la amortiguación intracelular como a la extracelular en un intento por mantener la homeostasis del pH, teniendo un importante papel la carnosina intramuscular y el bicarbonato del plasma (Juel, 2008; Harris y Sale, 2012). En consecuencia, hay dos suplementos nutricionales que los atletas de media distancia pueden utilizar para aumentar la capacidad buffer con la intención de aumentar el rendimiento. La primera de éstas es la más establecida e involucra la suplementación aguda del bicarbonato de sodio para aumentar la capacidad buffer extracelular. La segunda estrategia no se ha investigado tan extensamente pero puede involucrar suplementación a largo plazo con el aminoácido no esencial ß-alanina, para aumentar el contenido de carnosina muscular e incrementar la capacidad buffer intracelular.
BUFFER EXTRACELULAR: BICARBONATO DE SODIO
Una tasa alta de glucólisis anaeróbica en el músculo esquelético durante el ejercicio de alta intensidad puede producir iones hidrógeno (H+) por encima de la capacidad buffer (amortiguación) intracelular. Sin embargo, aumentar la concentración de bicarbonato y elevar el pH en el espacio extracelular, aumenta el flujo de salida de H+ del músculo (Juel, 1996). Debido a las consecuencias negativas de la acumulación de H+ dentro de las células musculares, este mayor flujo de salida de H+ puede reducir la caída en el pH de la célula muscular y por lo tanto retardar la tasa de desarrollo de fatiga muscular y aumentar el rendimiento al facilitar el aumento en el suministro de energía a través de la glucólisis anaeróbica (Hollidge-Horvat et al., 2000).
El bicarbonato juega un papel importante en el mantenimiento del pH y los gradientes de electrolitos entre los ambientes intra y extracelular. La razón de la “carga de bicarbonato” es que el consumo de bicarbonato de la dieta puede incrementar temporalmente las concentraciones de bicarbonato en sangre y el pH, aumentando por lo tanto la capacidad buffer del espacio extracelular. La concentración de bicarbonato en el líquido extracelular es normalmente de alrededor de 25 mmol/L en reposo, pero puede incrementarse a cerca de 30 mmol/L después del consumo de 0.3 g/kg de masa corporal (MC) de bicarbonato de sodio. Los H+ y el bicarbonato se combinan para formar ácido carbónico el cual a su vez se disocia para formar dióxido de carbono y agua. Por las razones mencionadas anteriormente, la carga de bicarbonato puede ser más efectiva en eventos deportivos que sean altamente dependientes de la generación de energía a través de la glucólisis anaeróbica con los retos consecuentes a la homeostasis ácido-base que pueden contribuir a la limitación del rendimiento.
CARGA DE BICARBONATO
Con más frecuencia, la carga de bicarbonato involucra la ingesta aguda de bicarbonato poco antes de la sesión de entrenamiento o competencia objetivo. Normalmente, se consumen 0.3 g por kg de MC del atleta (es decir, cerca de 20 g para un atleta de 70 kg), 1-2 h antes del ejercicio, generalmente en forma de bicarbonato de sodio. El citrato también se ha utilizado como un agente amortiguador pero no parece ser tan efectivo en el aumento en el rendimiento (Carr et al., 2011a).
El principal efecto secundario potencial de la suplementación con bicarbonato es la posibilidad de problemas gastrointestinales (GI) incluyendo el dolor de estómago, diarrea, náusea y vómito. Estos efectos secundarios claramente tienen el potencial de presentar problemas significativos para los atletas en un escenario de competencia. La mejor estrategia para aumentar la alcalosis de la sangre y reducir los síntomas GI puede ser separar el consumo de bicarbonato, comenzando 120-150 min antes del inicio del ejercicio, y consumiéndolo junto con una comida pequeña basada en carbohidratos y algunos líquidos. Es recomendable que los atletas que desean utilizar bicarbonato experimenten para encontrar cuál protocolo de carga les queda mejor (es decir, optimiza el rendimiento mientras que lleva al mínimo el malestar GI).
Otro efecto secundario potencial del consumo de bicarbonato de sodio es que se ingieren cantidades grandes de sodio, lo cual puede llevar a una retención de líquido temporal. Aunque esto puede ser útil en algunos deportes que impliquen tasas altas de sudoración durante periodos prolongados, el incremento en la ganancia de masa corporal puede ser una desventaja en muchas otras situaciones.
EFECTOS DEL BICARBONATO SOBRE EL RENDIMIENTO
Como se describió anteriormente, la carga de bicarbonato podría teóricamente mejorar los eventos deportivos que dependen de altas tasas de generación de energía a través de glucólisis anaeróbica. Los eventos que involucran ejercicio sostenido de alta intensidad con duración entre ~1 y 8 min, como muchos eventos de natación, carrera, pista, ciclismo y remo, son candidatos obvios. Sin embargo, es posible que el rendimiento en eventos más prolongados de 30-60 min también pueda aumentar por la carga de bicarbonato al permitir al atleta fatigarse menos o producir más potencia durante aumentos en el ritmo dentro del evento o en un sprint final hacia la meta. Un estudio de Berger y colaboradores (2006) encontró que el consumo de bicarbonato redujo el ‘componente lento’ del VO2, el cual refleja una pérdida progresiva de la eficiencia muscular, durante ejercicio de un ritmo constante de trabajo a una intensidad que corresponde a cerca del 80% del VO2máx. Hubo un costo de O2 del ejercicio significativamente menor después de 6 min, lo cual, en esta situación, puede reflejar una disminución en el desarrollo de fatiga (tal vez debido a una reducción en la caída del pH) y una disminución del reclutamiento de las fibras musculares de contracción rápida mientras el ejercicio continúa. También, la suplementación con bicarbonato puede potencialmente aumentar el rendimiento durante deportes que involucren ejercicio intermitente de alta intensidad como muchos deportes de equipo, deportes con raqueta y deportes de combate (Bishop et al., 2010). Bishop y colaboradores (2004) reportaron un aumento significativo de 5% en el trabajo total realizado durante cinco sprints de 6 s separados por periodos de recuperación de 30 s, aunque Parry-Billings y MacLaren (1986) no encontraron mejoría en el rendimiento en sprints repetidos de 30 s.
El potencial del bicarbonato para aumentar el rendimiento deportivo se ha investigado ampliamente tanto en el laboratorio como en el campo. Con algunas excepciones notables (Parry-Billings and MacLaren, 1986; Stephens et al., 2002; Vanhatalo et al., 2010), estos estudios generalmente soportan los beneficios de la carga de bicarbonato para los escenarios deportivos enumerados anteriormente (Costill et al., 1984; Jones et al., 1977). En una revisión de los estudios realizada por Requena y colaboradores (2005) se concluyó que los atletas que competían en deportes de alta intensidad donde se recluta una masa muscular relativamente grande (eventos de atletismo, ciclismo, remo, natación y muchos deportes de equipo) podrían beneficiarse de la carga de bicarbonato. Un meta-análisis anterior concluyó que el consumo de bicarbonato de sodio tiene un efecto moderadamente positivo sobre el ejercicio con duración entre 30 s y 7 min (Matson & Tran, 1993). Los efectos positivos del rendimiento estuvieron relacionados con el grado de acidosis metabólica alcanzado durante el ejercicio, sugiriendo que el beneficio de la suplementación con bicarbonato puede estar relacionado con una interacción entre la acumulación intracelular de H+ y la alcalosis extracelular obtenida por la intervención. Otro meta-análisis concluyó que una dosis de bicarbonato de 0.3 g/kg de masa corporal resultó en un aumento promedio del rendimiento de 1.7% en un solo sprint de 1 min en atletas hombres (Carr et al. 2011b). Los beneficios del bicarbonato se modificaron por efectos tales como: dosis de carga (mejoría promedio en el rendimiento de 0.5% por cada aumento en la dosis de 0.1 mg/kg de MC); número de series de sprints (mejoría promedio de 0.6% con cinco series de sprints extra); duración del ejercicio (reducción en el rendimiento de 0.6% cuando la duración de la prueba se incrementó de 1 min a 10 min); nivel de entrenamiento (1.1% de reducción de la efectividad con no atletas); y género (0.7% menos efectivo en mujeres al comparar con hombres) (Carr et al. 2011b).
Más que tomar una dosis aguda relativamente grande de bicarbonato, una estrategia alternativa es cargar el bicarbonato en dosis pequeñas durante varios días antes de la competencia. Esta estrategia aumenta la capacidad buffer extracelular del músculo pero con una disminución del riesgo de problemas GI. Una estrategia típica es tomar 100-150 mg/kg de MC de bicarbonato de sodio en 3-4 dosis durante el día por 3-5 días antes de la competencia. Varios días de tal dosificación aumenta la concentración de bicarbonato en sangre y permite que esto se mantenga por al menos 24 h después de la última dosis (McNaughton & Thompson, 2001). Por lo tanto, esto puede ser una estrategia útil si la meta es aumentar el rendimiento durante eventos múltiples en el mismo día o donde una competencia se mantiene durante varios días. También hay ventajas claras de esta estrategia para evitar malestares GI en las horas alrededor de la competencia. Sin embargo, hay relativamente poca información acerca de la efectividad de esta estrategia de largo plazo para carga de bicarbonato sobre el rendimiento deportivo.
Dado que el bicarbonato podría permitir que se haga más trabajo dentro de una sola sesión de ejercicio o una serie de sesiones de ejercicio, es razonable considerar si el uso crónico de bicarbonato podría soportar el proceso de entrenamiento. Edge y colaboradores (2006) estudiaron los efectos de la carga crónica de bicarbonato antes de sesiones de entrenamiento de intervalos en mujeres moderadamente entrenadas. Los sujetos consumieron 400 mg/kg de MC de bicarbonato durante tres ocasiones por semana (antes de sesiones de entrenamiento intenso) durante un periodo de 8 semanas. Hubo mejorías significativamente mayores en el tiempo hasta el agotamiento (164% vs. 123%) para el grupo suplementado con bicarbonato al comparar con un grupo que consumió un placebo. Los autores concluyeron que aunque el proceso de entrenamiento en sí mismo es importante para incrementar la capacidad buffer del músculo, la suplementación con bicarbonato puede mejorar la intensidad del entrenamiento y aumentar las ganancias en la capacidad buffer inducidas por el entrenamiento.
BUFFER INTRACELULAR: CARNOSINA
La carnosina, un potente buffer intramuscular, es un dipéptido encontrado en altas concentraciones en el citosol del músculo esquelético y especialmente concentrado en las fibras musculares de contracción rápida (Artioli et al., 2010; Derave et al., 2010). Las especies animales que dependen de la producción de energía anaeróbica y se ejercitan para sobrevivir (por ejemplo, caballos y galgos) o quienes se han adaptado para hacer frente a episodios de hipoxia (por ejemplo, ballenas submarinas) tienen concentraciones de carnosina en músculo particularmente altas (Harris et al., 1990). Aun más, se han encontrado concentraciones más altas en velocistas que en corredores de maratón (Parkhouse & McKenzie, 1984) y el entrenamiento de sprint aumenta la concentración de carnosina en músculo (Suzuki et al., 2004). Estas diferencias naturales en las concentraciones de carnosina en músculo proporcionan un fundamento para las intervenciones nutricionales para incrementar la capacidad buffer intracelular y el rendimiento. Se ha sugerido que la contribución de la carnosina muscular a la capacidad buffer intracelular total del músculo es aproximadamente de 7% bajo condiciones normales pero puede incrementarse a 15% después de la suplementación de la dieta con ß-alanina (Harris et al., 2006). La ß-alanina es un aminoácido que se da naturalmente que, junto con la L-histidina, es uno de los precursores de la carnosina. Debido a que la L-histidina es más abundante en las células musculares que la ß-alanina, ésta última se considera el aminoácido limitante de la tasa de formación de carnosina.
AUMENTO DE LA CARNOSINA DEL MÚSCULO
Actualmente hay buena evidencia de que la carnosina del músculo puede incrementarse sustancialmente (40-50%) después de la suplementación prolongada con ß-alanina (~3–6 g de ß-alanina por día durante 4–8 semanas; Derave et al., 2010; Harris et al. 2006). Además, la pérdida subsecuente de carnosina del músculo esquelético después de la suplementación con ß-alanina es muy lenta, con estudios que sugieren que puede llevar de 10-15 semanas para regresar a los niveles basales después de la interrupción de una suplementación exitosa (Baguet et al., 2009; Stellingwerff et al., 2012). La suplementación con ß-alanina en dosis mayores a 10 mg/kg MC puede llevar a un periodo corto de parestesia (adormecimiento y una sensación de hormigueo en la piel) pero suplementos recientes de “liberación lenta” han superado en gran parte estos efectos secundarios desagradables.
EFECTOS DEL AUMENTO DE LA CARNOSINA DEL MÚSCULO SOBRE EL RENDIMIENTO
En uno de los primeros estudios en este campo, Suzuki y colaboradores (2002) reportaron que el rendimiento en la prueba de Wingate de 30 s estuvo correlacionada con el contenido inicial de carnosina en el músculo. Un estudio posterior demostró que 4 semanas de suplementación con ß-alanina redujo la disminución del pH de la sangre durante ejercicio intenso (Baguet et al., 2010). Aunque no es un hallazgo universal, algunos estudios han demostrado beneficios significativos de la suplementación con ß-alanina para el rendimiento de alta intensidad durante el ciclismo, remo y ejercicio de extensión de rodilla (Artioli et al., 2010; Derave et al., 2010). Sin embargo, en uno de los pocos estudios en los que se investigaron los efectos sobre el rendimiento deportivo real, Derave y colaboradores (2007) no encontraron diferencias en el rendimiento en sprint de 400 m después de la suplementación con ß-alanina al comparar con un placebo. También, un estudio reciente encontró que la suplementación con sólo ß-alanina no incrementó el rendimiento en una prueba de ciclismo contrarreloj al comparar con la suplementación combinada con ß-alanina y bicarbonato de sodio (Bellinger et al., 2012). Sin embargo, en general parece que la suplementación de la dieta con 3-6 g de ß-alanina al día durante 4-8 semanas aumentará la carnosina del músculo por cerca de 40-50% y que la mejoría asociada de la regulación del pH intracelular puede mejorar el rendimiento en el ejercicio de alta intensidad en eventos con duración de 1-6 min. Un meta-análisis reciente concluyó que la suplementación con un total de 179 g de ß-alanina (la mediana entre los estudios considerados) resultaría en una mediana de la mejoría en el rendimiento de 2.85% al comparar con un placebo (Hobson et al., 2012). El meta-análisis también mostró que la ß-alanina no incrementó el rendimiento significativamente para eventos con duración menor de 60 s, pero fue ergogénica en eventos con duración de 60-240 s siendo los efectos menos pronunciados para ejercicios de duraciones mayores que 240 s. Se requiere investigación adicional para establecer si la ß-alanina puede mejorar el rendimiento en eventos más cortos de potencia/sprint, eventos de resistencia de larga duración o ejercicio intermitente.
RECOMENDACIONES PRÁCTICAS
A los atletas que deseen explorar el potencial ergogénico de la suplementación con bicarbonato de sodio se les puede recomendar consumir 300 mg por kg de masa corporal (es decir, aproximadamente 20 g de bicarbonato de sodio para un atleta que pesa 70 kg) 1-2 h antes del ejercicio.
Extender la carga de bicarbonato durante un periodo de 30-60 min, con bastantes líquidos y tal vez una comida ligera basada en carbohidratos, puede disminuir la posibilidad de efectos gastrointestinales adversos.
A los atletas que deseen explorar el potencial ergogénico de la suplementación con ß-alanina se les puede recomendar consumir 4-6 g por día de ß-alanina, dividida en 6-8 dosis iguales durante el día, por 4-6 semanas.
RESUMEN
Hay evidencia razonable de que la suplementación con bicarbonato puede incrementar el rendimiento en una variedad de eventos deportivos. Sin embargo, a los atletas que estén interesados en explorar el potencial ergogénico del bicarbonato les corresponde ensayar con él con el fin maximizar el beneficio y minimizar el riesgo. También hay evidencia de que la suplementación con ß-alanina puede aumentar la carnosina en el músculo y mejorar el rendimiento durante ejercicio de alta intensidad. Dado que el bicarbonato y la ß-alanina mejoran la capacidad buffer extracelular e intracelular respectivamente, los beneficios fisiológicos y de rendimiento teóricamente deberían de ser aditivos. Es importante reconocer que, en el “mundo real”, los atletas pueden combinar suplementos y actualmente no se sabe si la suplementación con bicarbonato o ß-alanina es efectiva cuando se combina con, por ejemplo, cafeína, nitrato o creatina. Hay una necesidad de futuros estudios para examinar el alcance hasta el cual estos suplementos interactúan para afectar el rendimiento.
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TRADUCCIÓN
Este artículo ha sido traducido y adaptado de: Jones, A. Buffers and their role in the nutritional preparation of athletes. Sports Science Exchange 124, Vol. 27, No. 124, 1-5, por Lourdes Mayol Soto, M.Sc.
Sports Science Exchange (2014) Vol. 27, No. 124, 1-5