Adaptación metabólica al ejercicio
La alimentación en la práctica deportiva es un factor que debe conservar el equilibrio entre el déficit y los requerimientos básicos.
facultad de medicina · endocrinología en medicina
vie. 15 de oct. 2021
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La alimentación en la práctica deportiva es un factor que debe conservar el equilibrio entre el déficit y los requerimientos básicos. Se debe a que algunos requerimientos metabólicos cambian durante el ejercicio. Por esta razón, cada individuo debe encontrar una pauta nutricional que le permita regular y controlar los procesos internos de su cuerpo para conservar un equilibrio sano.

Metabolismo

El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas que se producen en el organismo. Existen dos tipos:

  • Anabolismo: síntesis de moléculas a partir de sustancias más sencillas, normalmente procedentes de las sustancias que se absorben después de la digestión de los alimentos, tubo digestivo.
  • Catabolismo: sestrucción de moléculas complejas que están presentes en el organismo en moléculas más simples. Normalmente acaban todos los procesos en CO2, H2O y energía.

En condiciones fisiológicas el individuo adulto mantiene un equilibrio entre en anabolismo y catabolismo. La ruptura de este equilibrio iría asociada a alteraciones que tendrían un significado patológico. Si predomina el catabolismo, se pierde masa muscular y esquelética. Las reacciones químicas de anabolismo y catabolismo implican la producción de calor. Este calor permitirá mantener la temperatura corporal, que ha de ser la óptima para el buen funcionamiento del organismo.

Cuantificación

  • Calometría directa: midiendo el calor que desprende el individuo durante un tiempo
  • Calometría indirecta: se mide el consumo de O2 en la unidad de tiempo, para conocer el grado de actividad del metabolismo. Eso se puede hacer porque el metabolismo es fundamentalmente aeróbico. A mayor consumo de O2, mayor actividad metabólica y viceversa.

Factores que modifican la intensidad del metabolismo:

  • Ejercicio físico (aumenta el metabolismo).
  • Edad (los niños tienen mayor metabolismo).
  • Actividad hormonal (las hormonas tiroides y del crecimiento GH aumentan el metabolismo).
  • Actividad simpática (aumenta metabolismo).
  • Ingesta de alimentos (el trabajo digestivo aumenta el metabolismo).
  • Clima (el frío provoca que se aumente el metabolismo para regular la temperatura corporal).
  • Sueño (durante el sueño disminuye el metabolismo.
  • Fiebre (aumenta el metabolismo).

El metabolismo se ve influido por muchos factores y es difícil cuantificarlo. Se establece un parámetro que es el Metabolismo basal (es el gasto energético diario, es decir, lo que un cuerpo necesita diariamente para seguir funcionando) que se mide en unas condiciones estándar: durante 12 horas, no realizar actividad física en las horas previas, temperatura entre 18o-26o, haber descansado y dormido, y ausencia de excitaciones físicas o psíquicas.

Influencia de la actividad física

La actividad física contribuye al gasto energético, ayuda a mantener el equilibrio entre el gasto y la producción de energía. La actividad física produce:

  • Efectos beneficiosos en el sistema cardiovascular. Prevé el riesgo de infarto.
  • Aumenta la capilarización: incremento la red de capilares que llegan a los músculos.
  • Desciende el nivel de colesterol, desciende el LDL (lipoproteína de baja intensidad) y aumenta el HDL (lipoproteína de alta intensidad), por lo que desciende riesgo cardiovascular.
  • Contribuye a que descienda las necesidades de medicación para los diabéticos. Desciende la glucemia y la necesidad de insulina.

Los ejercicios físicos se clasifican según la vía energética que se utiliza:

  • Potencia (hasta20seg.): reservas de ATP y CP en el músculo. Metabolismo anaeróbico aláctico
  • Actividades anaeróbicas lácticas (entre 20 y 60 seg.): metabolismo aeróbico láctico. Depende de la glucólisis. El músculo rendirá mientras haya glucógeno que degradar.
  • Aerobio – anaeróbio máximas (entre 1 y 6 min.): dependencia del metabolismo aeróbico, pero se necesita la vía anaeróbica.
  • Actividades aerobias-anaeróbias alternas: alterna fases aeróbicas con anaeróbicas.

Consumo de O2

Se puede definir como la manera más eficaz de medir la capacidad aeróbica de una persona. Cuanto mayor sea el VO2max., mayor será capacidad cardiovascular. Se mide en ml/kg/min. Si se multiplica por el peso corporal, el resultado será en litros. El ejercicio físico implica un aumento de consumo de oxígeno (VO2). El VO2 da una idea del estado del metabolismo y es fácil de medir durante el ejercicio. 1 litro de O2 = 5kg/cal.

El VO2 durante el ejercicio depende de una serie de factores:

  • Nivel de entrenamiento: cuanto mayor nivel de entrenamiento, un mismo esfuerzo se hace con menor consumo de O2.
  • Características del esfuerzo:
    • Duración: a mayor duración, aumenta el VO2 por la fatiga.
    • Velocidad: hay una velocidad óptima por debajo o por arriba de la cual aumenta el VO2. Cada persona tiene su velocidad óptima.
    • Potencia: a mayor potencia, aumenta el VO2.
  • Condicionantes mecánicos: el gesto y el material utilizado ayudan y optimizan el rendimiento, por lo que facilitan la disminución del VO2.
  • Factores climáticos y ambientales: en condiciones desfavorables de humedad, temperatura, viento, altura, aumentará el VO2.

Déficit y deuda

Ejercicio de intensidad constante y moderada desde el principio. Se mide el VO2 durante el tiempo que dura el ejercicio (antes, durante y después). El déficit de oxígeno es la diferencia entre el VO2 consumido durante el ejercicio y el que se hubiese consumido si desde el primer instante se hubiese alcanzado los valores de VO2 propios del esfuerzo. Siempre hay un déficit al inicio de un ejercicio o al variar la intensidad. Está relacionado con el metabolismo anaeróbico, ya que se utiliza para obtener energía con las fases iniciales del esfuerzo. Para obtener energía por esa vía no hace falta O2, sino se usaría la vía aeróbica.

La deuda de oxígeno es el exceso de VO2 en la fase de recuperación. Al acabar el ejercicio el O2 tendría que bajar instantáneamente al reposo, pero eso no ocurre ya que se hace de forma gradual, manteniéndose un consumo de O2 hasta que se llega al reposo (ese O2 de más que se ha consumido es la deuda). Existen dos fases de deuda de oxígeno:

  • Aláctica: la caída rápida y corresponde al exceso de VO2 en la fase de recuperación para reponer ATP y PC.
  • Láctica: la caída más suave, es el exceso de O2 consumido en la fase de recuperación para responder la fuente anaeróbica láctica y para reciclar metabólicamente al ácido láctico.

Ejercicio de velocidad constante en el que se producen una serie de subidas (gradientes) y cada vez más acusadas. Conforme aumenta la pendiente, llega un momento donde un aumento de la pendiente no provoca un aumento de VO2. En este momento es cuando VO2 es máximo. Este consumo de O2 max. que se alcanza cuando no se puede aumentar más el consumo de O2 al aumentar la pendiente, se llama consumo máximo de oxígeno. El VO2 max. indica:

  • La capacidad circulatoria.
  • Función de transporte de gases.
  • Capacidad metabólica del músculo de utilización de O2.
  • La capacidad ventilatoria.

Factores

El VO2 máx. es el parámetro aceptado como indicativo de la potencia aeróbica máxima (PAM). Valora la máxima cantidad de O2 que el individuo puede sacar de la atmósfera y utilizar en los tejidos. Dependerá de una serie de factores:

  • Edad: el VO2 máx. se consigue entre los 25-30 años.
  • Sexo: la mujer tiene un VO2 máx. un 10-30% menor que el hombre, al tener más grasa y utilizará menos O2.
  • Constitución genética: diferencia entre personas, incluso entre razas.
  • Entrenamiento: se puede mejorar el VO2 máx. entre un 20-40%.
  • Masa muscular en movimiento: para calcularlo se ha de trabajar con una gran masa muscular.
  • Motivación: mejora la determinación de VO2máx. al ser dura la prueba.

Cociente respiratorio

El cociente respiratorio es igual al volumen de CO2 producido sobre el volumen de O2 consumido. Permite conocer las característica del esfuerzo que se hace a nivel metabólico, saber si un ejercicio es aeróbico o anaeróbico durante la práctica de un deporte. Este cociente respiratorio depende de:

  • El tipo de sustrato predominante.
    • Glucosas: CR=1
    • Acido graso: CR aprox. 0,8
    • Proteinas: CR entre 0,8 y 1
    • Equilibrio ácido-base: con acidosis aumenta el CR.
  • Momento del esfuerzo
    • En reposo: CR<1 al utilizarse solo grasas.
    • Al inicio del ejercicio: CR > 1 al utilizarseglucosa.
    • Si hay componente anaeróbico: CR>1.
    • Al finalizar el ejercicio el CR se mantiene elevado porque hay ácido láctico movilizándose. Luego desciende al haber más consumo de O2 y más producción de CO2.

Umbrales respiratorios

El concepto umbral parece que indica un punto, una barrera o límite, pero es una zona de transición de un metabolismo a otro. El umbral aeróbico es la máxima intensidad de esfuerzo que un individuo puede utilizar durante un tiempo prolongado (+25 min) y marca el inicio en la producción de lactato.

El umbral anaeróbico marca el inicio de la acumulación de lactato y hace referencia a la potencia de trabajo (W) esfuerzo expresado en VO2 max. A partir de la cual el mecanismo aeróbico se hace insuficiente para satisfacer las demandas energéticas del músculo, obligando a recurrir al metabolismo anaeróbico de suministro energético.

Fases

En los años 80, Skinner y McLellan propusieron un modelo trifásico en relación a las respuestas fisiológicas observadas durante un ejercicio de intensidad progresivamente creciente. La Fase I “Fase aeróbica” se enmarca desde las condiciones de reposo hasta la intensidad asociada al umbral láctico, umbral aeróbico. En esta Fase participa muy poco la glucólisis anaeróbica en la obtención de energía para la contracción muscular.

La Fase II “Fase aeróbica-anaeróbica” queda enmarcada por las intensidades correspondientes al umbral láctico, umbral aeróbico. También el máximo estado estable del lactato, umbral umbral anaeróbico. En esta Fase el metabolismo oxidativo y la glucólisis anaeróbica comparten protagonismo en la obtención de ATPs.

La Fase III “Fase anaeróbica” va más allá del segundo umbral ventilatorio ó máximo estado estable del lactato y hasta el agotamiento del sujeto donde se alcanza la máxima potencia aeróbica (VO2max). Esta Fase es caracterizada por una compensación respiratoria de la acidosis metabólica.

La fatiga

La fatiga es la incapacidad del músculo o del organismo en su conjunto para mantener un determinado esfuerzo a una determinada intensidad. Es un mecanismo fisiológico de protección del organismo. No hay que confundir con cansancio que es una sensación de desgana. Estos son los tipos de fatiga:

Muscular

Los músculos implicados son incapaces de responder a los estímulos. Hay tres grupos de factores responsables de esta fatiga:

  • Nerviosos: debido a un agotamiento de los neutrotransmisores de los terminales axónicos, hay una incapacidad del nervio de mantener el estímulo motor.
  • Isquémicos: falta de sangre al músculo debida a 2 mecanismos. A la compresión mecánica directa de las arterias musculares y a circunstancias derivadas cuando aumenta la presión intramuscular por encima de las presión arterial.
  • Metabólicos:
    • Agotamiento de las reservas intramuscularesde glucógeno.
    • Desequilibrios irónicos, afectando a laexcitabilidad de la membrana.
    • Descenso del pH intracelular (acidosis).
    • Acumulación de iones NH4+ (amonio).

En situaciones de compromiso energético (ejercicios intensos), el ATP pasa a ADP y se forma AMP. El AMP es desanimado en el músculo y se forma IMP + NH3-. Éste se ioniza y forma NH4+ que es muy tóxico y se lleva al hígado, aunque mucha acumulación incapacita la formación de urea.

General

Afecta al organismo en su conjunto, a los distintos sistemas orgánicos. Efectos o síntomas que van apareciendo poco a poco:

  • Sensación subjetiva de cansancio.
  • Disminución de la capacidad de esfuerzo.
  • Dificultades de respiración.
  • Irritabilidad.
  • Aumentó del tiempo de reacción con alteraciones en los reflejos.
  • Taquicardias.
  • Alteraciones en la tensión arterial (aumento o descenso).
  • Tendencia a la hipertermia.
  • Alteraciones sensoriales (visón borrosa, pocapercepción de ruidos).

Factores que condicionan la fatiga general:

  • Musculares: los músculos fatigados contribuyen a la sensación de cansancio general. El NH4+ también produce fatiga y acidosis a nivel general también ya que produce mal estado general debido a la hipoglucemia.
  • Neurológicos:
    • Hipoglucémia: las neuronas no tienen energía. El factor metabólico condiciona alteraciones nerviosas y ello afecta a otros sistemas.
    • Intrínsecamente nerviosos: cambios en Sistema Nervioso Central que serían factores primarios responsables de la fatiga. En el cerebro se producen cambios a nivel de diferentes neurotrasmisores (entre ellos la serotonina) que serían responsables en la sintomatología neurológica.
  • Cardiovasculares: el corazón se muestra incapaz de mantener volúmenes de gasto cardiaco elevados durante un tiempo prolongado. Eso se deriva de una determinada isquemia. Es decir, desproporción entre la sangre que llega y la sangre que se necesita (impotencia funcional).
  • Endocrinos: cambios hormonales durante el esfuerzo que condicionan la fatiga.
  • Termorreguladores: al generarse calor durante el ejercicio, el organismo ha de eliminar el exceso de calor. Este mecanismo contribuye a la fatiga porque lleva implícito un trabajo cardiovascular, que va menos sangre al músculo y baja el rendimiento y se produce fatiga. Más fatiga contra más hostil sea el medio y cuanta más temperatura y humedad se tenga.

Función renal

Durante el ejercicio físico se producen alteraciones tanto en los procesos glomerulares (filtración) como en el sistema tubular (reabsorción y secreción).

Filtración

Durante la realización de ejercicios intensos se produce un importante descenso del flujo sanguíneo renal debido al descenso de la filtración glomerular. Aumenta la distribución de flujo sanguíneo y desciende la sangre que se dirige al riñón (flojo renal sanguíneo).

Reabsorción

Durante el ejercicio físico se produce un aumento en la reabsorción de H2O. Esta reabsorción dependerá de que haya o no rehidratación puesto que se pierde mucho H2O por el sudor.

Si no hubiera rehidratación, aumenta la osmolaridad, aumenta la secreción de ADH, aumenta la reabsorción de H2O y desciende la diuresis (menor volumen de orina). Además, el aumento de la reabsorción de Na+ debido sobretodo a que hay mayor secreción de aldosterona (aumenta secreción de Na+ y aumenta la secreción de K+). Además de la secreción de K+, en los ejercicios anaeróbicos intensos, se produce secreción de H+ debido a la producción de lactato.

Orina

En la orina habitualmente no hay proteínas, pero tras ejercicios intensos y prolongados pueden aparecer en la orina. Esto se denomina proteinurias de esfuerzo. Esta presencia de proteínas en la orina es transitoria, en 24-48 horas desaparece, no es indicativo de ninguna alteración renal. La causa de estas proteinurias es el aumento de la permeabilidad glomerular debido al descenso de flujo sanguíneo renal.

Además, desciende la diuresis (volumen de la orina), también llamado oligurias. Aumenta la osmolaridad de la orina pues hay un aumento del soluto. Hay una menor cantidad de Na+ y menor Cl- que en condiciones normales. Igualmente una mayor cantidad de K+ y menor H+ que en condiciones normales. La orina eliminada es concentrada.

Estas modificaciones, pueden aparecer también en la orina tras un ejercicio muy intenso presencias de sangre o hemoglobina. Esto se denomina hematurias del esfuerzo, que también suelen desaparecer en 24-48 horas. Su causa principal son pequeños traumatismos que se producen en la vejiga y vías urinarias, no relacionados con la función renal.

Equilibrio ácido

En ejercicios cortos e intensos actúa el sistema anaeróbico láctico. El aumento de ácido láctico provoca un descenso del pH debido al aumento de H+ libres. Estos H+ afectan primero al interior de las células musculares, pero después pasan a la sangre haciendo que descienda el pH. Normalmente el pH no baja de 7 (los valores normales son 7,3-7,4). Si baja de esos valores se sufren mareos y cefaleas. Provoca que durante el ejercicio se llega a un momento que se ha de parar.

Hematología

La sangre como vehículo que transporta O2 es muy necesario para el ejercicio físico y va a tener un papel muy importante. Depende del tipo de ejercicio (duración e intensidad) la modificación de los siguientes parámetros va a ser diferente.

Durante el ejercicio físico, siempre depende del grado de sudoración se va a producir una reducción del volumen plasmático. Esto se produce porque hay una gran cantidad de plasma que se produce salida del líquido capilar y va a otro tejido (músculo). Esto, junto con la sudoración, hace que se pierda volumen plasmático y celular. La volemia es el volumen sanguíneo total (volumen plasmático y volumen celular). La disminución es transitoria, con la recuperación (1-2 h.) hay mucha cantidad de líquido que vuelve al sistema de circulación (hay menor presión en capilares).

Durante el ejercicio, la disminución de volemia es menor en deportistas entrenados, además de tener el nivel de hemoglobina alto. En los deportistas se produce una hemodisolución y debido a esto se producen psudoanemias (debido al aumento del volumen plasmático) que no son verdaderas anemias, e incluso son mejores para rendir más.

Hematocrito: porcentaje de volumen de glóbulos rojos con respecto a la sangre circulante:

  • La hemoglobina es una proteína que se encuentra en los glóbulos rojos.
  • Los valores de hemoglobina y hematocrito indican si la persona sufre de anemia.
  • Las causas de la anemia (falta de hemoglobina, hierro, entre otros) en los deportistas suele ser por:
    • Déficit en el aporte de Fe en la dieta.
    • Déficit de Fe por la mala absorción en el intestino.
    • Pérdidas de Fe por el sudor, orina, heces…
    • Hemólisis (rotura de glóbulos rojos) de la carrera.

Equilibrio entre ejercicio y alimentación

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