EL EQUILIBRIO DE LOS CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO

Publicada: 2005-03-17 17:52:57 -- visitas: 984

La mezcla de combustibles durante el ejercicio depende tanto de la intensidad y duración del esfuerzo, como de la forma física y el estado nutritivo del individuo que lo realiza. Con el uso de las técnicas bioquímicas y de biopsia, ha sido posible.....

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EL EQUILIBRIO DE LOS CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO

La mezcla de combustibles durante el ejercicio depende tanto de la intensidad y duración  del esfuerzo, como de la forma física y el estado nutritivo del individuo que lo realiza. Con el uso de las técnicas bioquímicas y de biopsia, ha sido posible estudiar las contribuciones de varios alimentos a las demandas energéticas de la actividad física. La técnica e biopsia permite el muestreo de los músculos específicos con una interrupción mínima del ejercicio. Por lo tanto, mediante el muestreo seriado del mismo músculo de la misma persona, puede evaluarse en detalle el papel de los nutrientes intramusculares durante el ejercicio. En la mayoría de las condiciones, el ejercicio causa un aumento destacado de la producción y liberación de la glucosa por el hígado y su uso subsiguiente por el músculo.

El ejercicio intenso

El glucógeno muscular almacenado y la glucosa llevada por la sangre son los principales contribuidores de energía durante los primeros minutos de ejercicio en el que la provisión de oxigeno no satisface las demandas del metabolismo aeróbico, y durante el ejercicio de alta intensidad. La glucosa sanguínea por ejemplo, puede proporcionar a los músculos que trabajan del 30 al 40% de la energía total necesaria.

Como se ilustra en la figura  1, durante la etapa inicial del ejercicio, el consumo de la glucosa sanguínea circulante por parte de los músculos aumenta repentinamente y sigue aumentando al progresar el ejercicio. Hacia el cuadragésimo minuto de ejercicio, el consumo de glucosa ha aumentado de 7 a 20 veces el consumo de reposo, según la intensidad del ejercicio. El aumento de la contribución porcentual de los carbohidratos durante el ejercicio se explica en gran parte, por el hecho de que es el único alimento que proporciona energía cuando el oxígeno suministrado a los músculos es insuficiente con respecto a las necesidades de oxigeno. 

Fig, 1

Relación entre el consumo de glucosa sanguínea por los músculos de la pierna y la duración e intensidad del ejercicio. Aquí se  expresa la intensidad como porcentaje de la capacidad máxima para consumir oxígeno o Vo2max. Al prolongarse el ejercicio, la glucosa sanguínea se hace una fuente cada vez más importante de energía. Si el ejercicio continúa de 10 a 40 minutos, el consumo de glucosa por los músculos aumenta de 7 a 20 veces el nivel basal, según la intensidad del ejercicio. Este metabolismo de la glucosa puede representar del 30 al 40% del oxígeno total consumido por el músculo.

El ejercicio moderado y prolongado

Durante el ejercicio continuado y  moderado, la energía se deriva principalmente de la degradación de las reservas corporales de grasas y carbohidratos. En las etapas iniciales de un ejercicio submáximo, alrededor del 40 al 50% de los requerimientos energéticos son proporcionados por el glucógeno almacenado en el hígado y en los músculos que trabajan. La producción de glucosa del hígado aumenta de 3 a 5 veces los niveles de reposo. Sin embargo, sal continuar el ejercicio y agotarse las reservas de glucógeno, se suministra un porcentaje cada vez mayor de energía mediante el metabolismo de las grasas. Finalmente, la producción de glucosa por el hígado no logra satisfacer su utilización por los músculos y la concentración de la glucosa sanguínea empieza paulatinamente a disminuir. De hecho, el nivel de glucosa sanguínea circulante puede realmente caer a niveles hipoglucémicos, después de 90 minutos de ejercicio continuo.

La fatiga sobreviene si el ejercicio se realiza hasta el punto en que el glucógeno del hígado y de los músculos específicos llega a ser severamente reducido, aunque haya suficiente oxígeno para los músculos y la energía potencial de las grasas almacenadas siga siendo casi ilimitada. Los  atletas de resistencia comúnmente se refieren a esta sensación de fatiga como “chocar con el muro”. Los músculos relativamente activos mantienen su contenido en glucógeno dado que no están presentes las enzimas que permiten la transferencia del glucógeno entre ellos. No está claro por qué el agotamiento del glucógeno muscular coincide con el punto de la fatiga en el ejercicio submáximo prolongado. Las funciones de la glucosa sanguínea como energía para el sistema nervioso central y como “facilitador” del metabolismo de las grasas puede proporcionar parte de la respuesta.

Efecto de la dieta sobre las reservas  musculares de glucógeno.

La figura 2, demuestra los resultados de un experimento en el que se variaron las reservas iniciales de glucógeno muscular en 9 sujetos mediante la manipulación de la dieta. En una condición, se mantuvo el consumo calórico normal durante 3 días pero la cantidad principal de calorías se suministraba en forma de grasas. En la segunda condición , la dieta de los 3 días fue normal y contenía los porcentajes diarios recomendados de carbohidratos, grasas y proteínas. En la tercera dieta, el 82% de las calorías se suministraron en forma de carbohidratos. El contenido de glucógeno del músculo cuadriceps femoral de pierna, determinado por biopsia de aguja, revelaba un promedio de 0,63, 1,75, y 3,75g de glucógeno por 100g de músculo húmedo como resultado de las dietas, rica en grasas, normal y rica en carbohidratos, respectivamente. La capacidad de resistencia conseguida en el ciclo ergómetro varió considerablemente según la dieta que cada sujeto consumió durante los 3 días previos a la prueba de ejercicio.

Con la dieta normal, el sujeto podría tolerar el ejercicio moderado un promedio de 114 minutos, mientras que sólo lo toleraba unos 57 minutos después de la dieta rica en grasas. La capacidad de resistencia de los sujetos que consumían la dieta rica en carbohidratos fue más de tres veces mayor que cuando los mismos sujetos consumían la dieta rica en grasas. Tales resultados demuestran claramente la importancia del glucógeno muscular para el ejercicio prolongado que dura más de una hora, y subrayan el importante papel de la nutrición para establecer las reservas energéticas apropiadas.

Una dieta deficiente en carbohidratos rápidamente agota el glucógeno muscular y hepático y, por consiguiente, afecta el rendimiento en los ejercicios cortos además de en las actividades de resistencia submáximas prolongadas. Estas observaciones son importantes no solo para los atletas sino también para los individuos que han modificado su dieta de manera que reducen el porcentaje de carbohidratos recomendado normalmente. La utilización de dietas de ayuno u otras potencialmente perjudiciales tales como las que son ricas en grasas y pobres en carbohidratos, dietas “de proteínas líquidas”, o dietas de agua son contraproducentes para el control del peso, el rendimiento en el ejercicio, la nutrición óptima y, la buena salud. Tales dietas pobres en carbohidratos dificultan la participación en actividades o entrenamientos físicos vigorosos, desde el punto de vista de la administración de energía       

Fig 2

 Efectos de una dieta mixta, una dieta pobre en carbohidratos y una dieta rica en carbohidratos sobre el contenido de glucógeno del cuadriceps femoris y la duración de un ejercicio en el ciclo ergómetro. Estos datos demuestran claramente que cuanto mayor sea el nivel inicial de glucógeno muscular, mayor será la resistencia en un ejercicio submáximo.

La administración oral de glucosa antes de y durante el ejercicio

 Aunque existe alga controversia en cuanto a la importancia de las bebidas ricas en azúcar para el ejercicio prolongado, parece que tales bebidas consumidas a intervalos regulares durante el ejercicio benefician tanto al ejercicio aeróbico moderado como al de alta intensidad. La administración de glucosa proporciona carbohidratos suplementarios que ayudan a mantener el nivel apropiado de azúcar sanguíneo. Esto, a su vez, soporta los requerimientos energéticos del sistema nervioso central y aumenta el consumo y uso de la glucosa en los músculos que trabajan. Por consiguiente, se ahorra glucógeno muscular al utilizar la glucosa ingerida como el combustible que potencia el ejercicio. Con la administración de carbohidratos durante el ejercicio a una intensidad de entre el 60 y el 80% de la capacidad aeróbica de un individuo se aplaza la aparición de la fatiga en unos 15 a 30 minutos.

Esto tiene una importancia potencial para los atletas de resistencia, porque en los individuos razonablemente bien nutridos la fatiga en el ejercicio moderadamente intenso normalmente ocurre a las 2 horas. El efecto beneficioso de la administración de carbohidratos durante el ejercicio aeróbico de baja intensidad es de poca importancia; porque un ejercicio de este tipo utiliza principalmente la oxidación de las grasas con una demanda relativamente pequeña del metabolismo de los carbohidratos. La investigación también demuestra que la administración repetida de carbohidratos en forma sólida (43 g de sacarosa en 400mml de agua) al principio y después de 1,2 y 3 horas de ejercicio mantienen el nivel de glucosa sanguínea  y reduce  el agotamiento del glucógeno durante 4 horas de ejercicio en la bicicleta. Dichos hallazgos ilustran claramente que las administraciones de carbohidratos durante el ejercicio contribuyen al metabolismo muscular de manera que conserva el contenido de glucógeno muscular para su uso posterior. Este resultado se refleja en una mayor resistencia a un ritmo estable relativamente alto o en una mayor capacidad de “sprint” hacia el final del esfuerzo. En una maratón, la habilidad bioquímica para mantener el esfuerzo y realizar un “sprint” hacia la meta podría determinar quien es el ganador.

Una variedad de suplementos de carbohidratos han sido seleccionados y, sin embargo, ninguno ha sido más efectivo que la glucosa. La “bebida azucarada” que se debe recomendar varía entre una solución isotónica del 5%, que se puede hacerse añadiendo 50g de glucosa, fructosa o sacarosa (azúcar de mesa) a un litro de agua hasta una solución hipertónica concentrada del 25% al 50%. Una recomendación práctica es ingerir una solución fuerte de azúcar (70g de azúcar en 140ml de agua) 20 a 30 minutos después de empezar el ejercicio seguido de unas soluciones menos concentradas a intervalos de 30 minutos durante el ejercicio.

Los beneficios de ingerir bebidas ricas en glucosa o sacarosa se observan sólo cuando se consumen a intervalos durante la actividad.

De hecho, beber una solución concentrada de azúcar durante los 30 a 60 minutos previos al ejercicio inhibe la capacidad de resistencia. Paradójicamente las reservas de glucógeno muscular se agotan prematuramente a un ritmo más rápido cuando se utilizan bebidas azucaradas antes de la prueba al contrario de lo que ocurre si usa agua potable. De hecho ¡las mejores marcas se registraron cuando se utilizaba agua como previa al ejercicio!

El desafío que provoca esta concentración de azúcares antes del ejercicio causa una subida dramática en el azúcar sanguíneo unos 5 a 10 minutos después de su ingestión. Esta subida conlleva una supercompensación indeseable de la liberación de insulina del páncreas y realmente produce una disminución del azúcar sanguíneo (hipoglucemia) al desplazarse la glucosa rápidamente las células musculares. Al mismo tiempo, la insulina inhibe la movilización y la utilización de las grasas para la energía. Por consiguiente, cuando empieza el ejercicio, se utiliza el carbohidrato intramuscular en mayor grado que en las condiciones normales.  Esta utilización del carbohidrato intramuscular causa el agotamiento del glucógeno y la fatiga sobreviene antes que en condiciones normales. Ya que la fructosa no causa una respuesta insulínica significativa, existe alguna discusión de si los efectos negativos sobre el rendimiento de las administraciones de azúcar  previas al ejercicio ocurren cuando la fructosa es la fuente exógena de carbohidratos. Lo que es de mucha importancia con respecto a las bebidas azucaradas es el efecto negativo que ejerce la glucosa sobre la absorción de agua del tracto digestivo. Incluso una pequeña cantidad de glucosa retrasa significativamente la salida del agua del estómago. Esto puede ser nocivo durante el ejercicio prolongado en tiempo caluroso, cuando el consumo y la absorción de líquidos es de importancia crítica para la salud y la seguridad del atleta. A propósito de esto una investigación alentadora sugiere que los efectos negativos de las moléculas de azúcar sobre la absorción de agua pueden reducirse si se utiliza una solución polímera de glucosa tal como la policosa  en la elaboración de la bebida. El número de partículas en la solución con la glucosa polimerizada es mucho menor, lo que facilita la salida del agua del estómago hacia los intestinos para su absorción.

Profesor Duilio Polutranka

Bibliografía:  William D.McArdle, Frank L Katch y Victor L. Katch.: Fisiología del Ejercicio. Energía,nutrición y rendimiento humano.