INTRODUCCION
La determinación de la cantidad adecuada de proteínas en la dieta, ha sido
siempre un aspecto de gran interés no sólo para los deportistas relacionados con
disciplinas de fuerza o musculación sino también para la población general. Si
bien, en el organismo humano las proteínas tienen una función fundamentalmente
estructural, desde el punto de vista fisiológico proporcionan aminoácidos que
participan específicamente en los procesos de producción de energía ofreciendo
intermediarios o substratos para el ciclo de Krebs, forman enzimas, estimulan y
regulan reacciones de adaptación como la síntesis de proteínas musculares, etc (Bilsborough
& Mann 2006, Tarnopolsky 2002).
En este artículo se resumen las funciones más importantes de las proteínas y
los aminoácidos, y se describen los métodos utilizados para determinar su
calidad para luego analizar las cantidades mínimas y máximas recomendadas para
su consumo.
En la parte final se describen características de los diferentes preparados
proteicos y se analizan los estudios más importantes en donde se ha investigado
la respuesta de diversos tipos de entrenamiento de fuerza y suplementación con
aminoácidos o proteínas sobre el organismo humano.
AMINOACIDOS
Los aminoácidos son los componentes esenciales de las proteínas que forman
los tejidos las enzimas y otros compuestos imprescindibles del organismo, como
la sangre hormonas, anticuerpos, material genético, etc. La estructura de los
aminoácidos muestra al menos un grupo amino radical con nitrógeno e hidrógeno
(-NH2) y otro carboxilo con carbono, oxigeno e hidrógeno (-COOH) llamado grupo
ácido orgánico. Estos grupos se unen a una cadena lateral compuesta
principalmente por átomos de carbono, cuya estructura es particular para cada
aminoácido y permite diferenciarlos entre sí (Di Pasquale 1997, Lehninger, et
al. 1993).
Existen más de vente aminoácidos diferentes, que pueden combinarse en
cualquier orden y repetirse de distintas maneras para formar proteínas. Habría
una inmensa cantidad de combinaciones posibles de proteínas resultantes (en
teoría 20 10200). Además, según la configuración espacial tridimensional que
posea la secuencia de aminoácidos, las propiedades de las proteínas formadas
serán diferentes en cada caso (Lehninger, et al. 1993).
Existen 13 aminoácidos considerados no esenciales ya que el organismo puede
sintetizarlos a partir de otros denominados esenciales (ver Tabla 1) ya que el
organismo no puede producirlos y por lo tanto su aporte desde la dieta se hace
imprescindible De todas formas, debe destacarse que desde el punto de vista
funcional o metabólico los aminoácidos no esenciales no son menos importantes
respecto de los esenciales (Di Pasquale 1997). Aunque cuando se considera su
aporte desde la dieta el aporte de aminoácidos esenciales y no esenciales es
fundamental ya que cuando el aporte de los primeros es bajo o falta alguno de
estos aminoácidos en la dieta esta es considerada biológicamente incompleta (Di
Pasquale 1997, Manore & Thompson 2000).
En algunas circunstancias especiales como durante la lactancia en donde el
organismo no es capaz de producir histidina (ver tabla 1) o por la presencia de
patologías en donde se manifiestan deficiencias de una encima específica
necesaria para sintetizar un aminoácido, el mismo se convertirá en un
requerimiento esencial de la dieta transformándolo un aminoácido
condicionalmente esencial ya que deberá ser aportado desde la dieta. En periodos
de enfermedad o situaciones de estrés psicológico o físico (entrenamiento o
competición) en donde las demandas del organismo sobre ciertos aminoácidos no
esenciales se incrementan tan drásticamente que su síntesis endógena no alcanza
a satisfacer las necesidades fisiológicas ciertos aminoácidos no esenciales como
la glutamina, alanina, arginina, tirosina, cisterna, etc se transforman
momentáneamente en esenciales o condicionalmente esenciales (Di Pasquale 1997,
Iturrioz 2004).
Tabla 1. Clasificación de los aminoácidos en esenciales y no esenciales.
* Aminoácidos considerados esenciales en ciertas circunstancias especiales en
donde se incrementan las demandas orgánicas (entrenamiento, competición, etc.).1La
histidina es un aminoácido considerado esencial durante la infancia.
PROTEINAS
Al igual que las grasas e hidratos de carbono, las proteínas están
constituidas por átomos de carbono, hidrógeno y oxigeno aunque a diferencia de
éstos macronutrientes las proteínas muestran una estructura más compleja con
nitrógeno, sulfuro, fósforo e hierro, en donde el nitrógeno constituye cerca del
16% de la molécula final (Newsholme & Leech 1994). De todas maneras, la
importancia del aporte de proteínas desde la alimentación radica
fundamentalmente, en que si bien el organismo puede obtener algunas grasas a
partir de los hidratos de carbono y glucosa a partir de las proteínas, estas
últimas no pueden ser obtenidas desde otros nutrientes, de modo, que para
satisfacer sus necesidades siempre deben ser aportadas desde los alimentos (Di
Pasquale 1997).
Existen dos fuentes fundamentales de proteínas, las de origen animal y las de
origen vegetal, siendo las primeras encontradas en las carnes, pescados, aves,
huevos y productos lácteos, mientras que las segundas se encuentran en los
frutos secos, soja, legumbres, champiñones y ciertos cereales como el germen de
trigo, que aunque aporten proteínas, son fundamentalmente ricos en hidratos de
carbono (Manore & Thompson 2000).
Calidad y Digestibilidad de las Proteínas
Debido a que el contenido de aminoácidos en las proteínas aportadas en
alimentos influye significativamente sobre las funciones fisiológicas del
organismo, y por lo tanto determina la calidad de la nutrición, la evaluación
del contenido proteico basado en la composición de los aminoácidos es un factor
de gran importancia, el cual debe considerarse para seleccionar adecuadamente
las diferentes fuentes proteicas en la alimentación.
La calidad de las proteínas se relaciona con el contenido de aminoácidos
esenciales y su composición, aunque también se debe considerar su la
digestibilidad y biodisponibilidad de los aminoácidos aportados desde cada
fuente, es decir la forma en que el organismo utiliza y aprovecha las proteínas
suministradas desde la dieta (Hoffman & Falvo 2004, Manore & Thompson 2000).
La calidad de las proteínas ha sido evaluada por diferentes técnicas:
- Determinación de la tasa de eficiencia de las proteínas para estimular el crecimiento de los tejidos, que es un procedimiento utilizado principalmente en animales en donde se relaciona el incremento del peso corporal por gramo de proteína consumida tomando como referencia a un valor estándar de 2.7 que es el producido por los efectos de las proteínas de caseína sobre la ratas y por lo tanto no tiene gran aplicación en los humanos (Hoffman & Falvo 2004).
- Determinación de valor biológico de las proteínas, que considera la cantidad de nitrógeno (N) utilizado para formar tejido con relación al consumido desde las fuentes proteicas y los expresa en porcentaje. Las fuentes de proteína animal muestran valores más altos respecto a las vegetales (Di Pasquale 1997, Hoffman & Falvo 2004). Este procedimiento ha sido criticado por no considerar la eficiencia de la absorción de las proteínas a través del intestino y estimar solamente el potencial máximo de asimilación desde cada fuente individual sin tener en cuenta los requerimientos particulares y momentáneos de cada sujeto (estado de nutrición, aporte calórico, horas de ayuno, descanso, actividad, etc.) (Di Pasquale 1997, Hoffman & Falvo 2004).
- Determinación de la utilización neta de proteínas, en donde se mide la cantidad de N ingerido para determinar su retención neta por el organismo.
- Determinación de la digestibilidad de las proteínas corregidas por el escore de aminoácidos.
Este procedimiento establece la calidad de las proteínas con relación al
contenido del principal aminoácido limitante (esencial) aportado desde cada
fuente respecto de la cantidad de dicho aminoácido contenida en un patrón de
referencia, que en este caso son los requerimientos de aminoácidos esenciales de
un niño de edad preescolar (~ 2 años), determinados luego de unas horas de ayuno
(publicados por la FAO/WHO/UNU en 1985). El valor obtenido se corregirá
posteriormente por medio de un test de digestibilidad sobre la materia fecal (Scheefsma
2000).
Esta metodología ha sido criticada por 4 aspectos fundamentales:
- No considerar la capacidad de digestibilidad intestinal.
- No tiene en cuenta el contenido de antinutrientes de ciertos alimentos de origen vegetal, que suelen disminuir la capacidad de asimilar aminoácidos a nivel del ileum.
- Por las diferencias que existen entre diversos sectores de la población adulta (deportistas, sedentarios, mayores, etc) respecto de los niños preescolares (2 años).
- Sólo considera como máximo, al valor del 100% y se ha visto que algunas proteínas producen valores superiores (Hoffman & Falvo 2004, Scheefsma 2000).
En la Tabla 2 se comparan los resultados obtenidos al valorar la calidad de
las proteínas aportadas desde diferentes fuentes por las 4 metodologías
descritas anteriormente.
Tabla 2. Ranking de calidad de las proteínas valorada por diferentes
metodologías (Hoffman y Falvo, 2004).
Necesidades de Proteínas
Las cantidades diarias recomendadas (RDA) por la Organización Mundial de la
Salud (OMS) para la población adulta normal es de 0.8 gr por kilo de peso
corporal al día y aunque esta cantidad contiene un margen de seguridad de modo
de garantizar un aporte adecuado muchos estudios han sugerido que este aporte no
compensa la necesidades reales de una apersona adulta activa y menos aún de los
deportistas cualquiera sea su especialidad (Bilsborough & Mann 2006, Di Pasquale
1997, Hoffman & Falvo 2004).
Las recomendaciones del RDA se basan fundamentalmente en los requerimientos y
utilización de las proteínas para formar tejidos sin considerar otras que
también son de gran importancia como su actividad como cofactores o
intermediarios metabólicos relacionados al adecuado funcionamiento de las vías
energéticas, acciones enzimáticas, síntesis de hormonas que son funciones que
requieren el mantenimiento de adecuados niveles de aminoácidos en el plasma y
dentro de las células, las cuales deberían estar ligeramente por encima de las
concentraciones mínimas indicadas para mantener un equilibrio entre los procesos
de degradación y síntesis de proteínas (Bilsborough & Mann 2006).
En un estudio de meta-análisis realizado por Rad y cols. (2003), con 235
sujetos no deportistas analizados en 19 estudios se determinó el equilibrio de
nitrógeno para inferir las necesidades de proteínas observándose un valor medio
de 105 mg N por kg por día, mientras que el valor asociado al 97.5 percentil fue
de 132 mg N por kg por día. Esto se corresponde con un aporte diario de
proteínas de buena calidad comprendido de entre 0.65 a 0.83 gr por kg de peso
por día, que equivale a un consumo de entre 52 gr a 66.4 gr por día para un
sujeto de 80 kg (Rand, et al. 2003). Estas cantidades coinciden con las
indicadas por el RDA, no obstante debe considerarse que en los estudios sobre el
balance de nitrógeno se considera solamente las necesidades para mantener la
composición corporal de los sujetos estudiados, basándose en medidas y cálculos
de laboratorio en donde no se considera la relación entre actividad y adaptación
que es uno de los aspectos claves para el rendimiento deportivo y también en la
salud en general (Naclerio 2005, Tipton & Wolfe 2003).
Por otro lado, no debemos olvidar que un suministro muy bajo de proteínas con
una cantidad elevada de los otros macronutrientes, especialmente los hidratos de
carbono, además de perjudicar los procesos de regeneración y síntesis proteica
provoca una respuesta hormonal no deseada con incremento del nivel de
triglicéridos y lipoproteínas sanguíneas, tendencia a acumular grasa central,
inhibición de la oxidación de grasas y disminución de la saciedad con el
desarrollo de niveles progresivamente mayores de apetito (Bilsborough & Mann
2006, Naclerio 2005).
Las respuestas y adaptaciones musculares a los diferentes tipos de
entrenamiento son distintas y por ello también serán diferentes las necesidades
proteicas de cada sujeto dependiendo de sus características, objetivos
individuales y especialidad. De todas formas, hasta el momento no he encontrado
estudios que analicen detalladamente las respuestas diferencias de la síntesis
proteica ante diferentes formas de ejercicio ni tampoco la degradación de las
subfracciones de las proteínas individuales (Tipton & Wolfe 2003)
Si bien hasta el momento no existen datos concluyentes acerca de cuales son
los límites superiores reales para el consumo de proteínas ni los efectos
dañinos que puede su aporte excesivo sobre la salud, el único aspecto en donde
la mayoría de los investigadores están de acuerdo es que si su consumo excesivo
conlleva a un déficit en el aporte de grasas o carbohidratos, esto no sólo puede
acarrear problemas de rendimiento sino también sobre la salud (Bilsborough &
Mann 2006, Manore & Thompson 2000). Debido a esto, cualquier incremento en del
aporte de proteínas siempre debe ser realizado manteniendo un equilibrio con
relación a los otros macronutrientes (grasas e hidratos de carbono) y
especialmente el agua que es fundamental para la adecuada metabolización de las
proteínas en el organismo (Iturrioz 2004, Lehninger, et al. 1993).
El exceso de proteínas en la dieta es nocivo cuando excede la capacidad del
hígado para procesar el contenido de nitrógeno aportado. De esta manera los
elevados niveles de nitrógeno pueden causar una reducción del pH sanguíneo que
será compensado por la excreción de calcio de los huesos que en algunos casos
extremos, se ha relacionado con su desmineralización. Además, el exceso de
calcio liberado hacia la circulación, será filtrado por el riñón creando una
sobrecarga e incrementando el riesgo de producir cálculos renales (Iturrioz
2004, Lehninger, et al. 1993). Asimismo el aporte excesivo de proteínas también
ha sido vinculado con las incidencias de cáncer de colon, mama, próstata y
trastornos cardiovasculares (Iturrioz 2004, Lehninger, et al. 1993, Williams
2000).
De todas formas estudios con animales han desmostado que ante una ingesta
masiva de proteínas el organismo tiende a lentificar el vaciado gástrico de modo
de poder incorporar más lentamente las proteínas y poder mejorar la tolerancia a
este tipo de ingesta (Bilsborough & Mann 2006). En humanos, hasta el momento no
existen datos concluyentes que demuestren científicamente que las dieta ricas en
proteínas sean la causa directa de trastornos o patologías especialmente porque
la longitud de los trabajos no es lo suficientemente prolongada como para
comprobarlo. Bilsborough y Mann (2006) basándose en la tasa máxima de síntesis y
excreción de urea propuesta por Rudman y cols. (1973) indican que el consumo de
proteínas, adecuado y seguro, puede ascender hasta 2 o 2.5 gr por kg de peso
corporal o representar cerca del 25% del valor calórico total. Otros autores,
indican cantidades menores (entre 1.2 a 1.7 para deportistas de fuerza y entre
1.2 a 1.4 para los de resistencia), aunque siempre son bastante superiores a las
indicadas por el RDA (Tipton & Wolf 2001, Tipton & Wolfe 2003, Wagenmarkers
1998).
Aporte de Proteínas y Actividad Física
Durante los periodos de entrenamiento intensivos o cuando se inicia un
periodo de trabajo luego de una temporada de descanso, las necesidades proteicas
aumentan notablemente, por esto y a pesar de las controversias existentes en la
literatura se acepta que las necesidades de proteínas en las personas que
realizan actividad física sistemática son superiores a 0.8 o 1 gr por kg por
día, especialmente cuando el ejercicio es intenso y voluminoso, se desea
desarrollar masa muscular, o se realiza dieta hipocalórica para bajar de peso (Pintkänen,
et al. 2002, Volek 1997, Wagenmarkers 1998).
Si bien las cantidades recomendadas pueden parecer de fácil consumo, para
muchas personas esto no es siempre factible, ya que por ejemplo un sujeto que
pese ~70 kg y que deba consumir una cantidad mínima de proteínas de 1.4 gr por
kg de peso corporal debería ingerir cerca de 100 gr de proteínas puras, o
aproximadamente unas 40 claras de huevo o 460 gr de pollo.
Estudios realizados con isótopos marcados han mostrado que la oxidación
muscular de la leucina se incrementa significativamente durante el ejercicio,
aunque la oxidación total diaria de este aminoácido no se modifica
substancialmente al considerar su balance total (Tipton & Wolf 2001, Tipton &
Wolfe 2003). Posiblemente, exista un mecanismo de compensación orgánico que
permita mantener el equilibrio de la oxidación total diaria de aminoácidos a
pesar del significativo incremento observado durante las horas de entrenamiento
(Tipton & Wolfe 2003).
Cuando el objetivo del entrenamiento es, ganar masa muscular y fuerza será
fundamental que se consideren los siguientes aspectos:
- Mantener un adecuado aporte calórico (que debe ser superior al gasto cuando se desea mejorar el volumen muscular) (Tipton & Wolf 2001).
- Producir un balance de nitrógeno positivo de ~ 20% superior al necesario para equilibrarlo. Para lograr esto, se ha recomendado una ingesta de proteínas de 0.5 gr por kg de peso por día por sobre los niveles necesarios para mantener la masa muscular, estos valores pueden oscilar sobre los 2 gr por kg o posiblemente más (Bilsborough & Mann 2006, Poortman & Dellalieux 2000, Tipton & Wolfe 2003).
Cuando se realiza una dieta hipocalórica para controlar o reducir el peso
corporal, un incremento moderado del aporte de proteínas en la dieta ha
demostrado ser positivo para mantener la masa muscular y favorecer una mayor
perdida de grasa corporal (Bazarre 1998, Bilsborough & Mann 2006, Bucci 1998, Di
Pasquale 1997). La importancia de este rol, se acentúa cuando se reduce
exageradamente el aporte de hidratos de carbono ya que los aminoácidos actúan
como agentes gluconeogenicos favoreciendo el mantenimiento de los niveles
glucosa sanguínea (Bilsborough & Mann 2006, Di Pasquale 1997, Gibala 2001).
De todas maneras es importante considerar que la determinación de las
necesidades de proteínas no es meramente dar una cifra acerca, de cuanta
cantidad hay que ingerir por día, ya que existen otros factores relacionados con
la digestibilidad y utilización de las proteínas o aminoácidos, que ejercen una
influencia decisiva en su biodisponibilidad.
- Composición de la proteína (perfil o relación de los aminoácidos aportados).
- Tiempo en que se realiza la ingesta con relación a las actividades realizadas con anterioridad y posterioridad.
- Ingesta de otros nutrientes antes y junto con las proteínas.
Los Preparados de Proteínas y su Utilización como Suplemento Dietético
Actualmente el uso de diferentes preparados en polvo con elevado aporte
proteínas derivadas de diversas fuentes esta muy difundido, no solo entre
deportistas de varias especialidades sino también en la población general, cuyo
objetivo es el mejoramiento de la calidad de vida y la salud.
La mayoría de los preparados proteicos son producidos y obtenidos a partir de
ciertas fuentes principales, como la leche, el huevo, el calostro de bovino, la
soja, y eventualmente el trigo, que constituyen la materia prima para obtener
preparados con concentraciones relativamente elevadas de proteínas cuya calidad
puede variar con relación al procesamiento utilizado durante su elaboración (Etzel
2004, Hoffman & Falvo 2004).
Análisis de los Diferentes Preparados de Proteínas
Proteínas Extraídas de la Leche
La leche contiene aproximadamente un 6,25% de proteínas que poseen atributos
únicos desde el punto de vista nutricional y biológico. Estas proteínas son la
α-Lactoalbumina (ALA); β-Lactoglobulina (BLG); Inmunoglobulina, Albúmina sérica
de bovino, Caseínas: K-caseína, α-caseína y β-caseína. Además de estas, en menor
concentración, se encentran otras proteínas de gran importancia como la
lactoferrina y lactoperoxidasa (Etzel, 2004).
Las proteínas contenidas en la leche se distribuyen en dos grandes fracciones
o componentes
- El suero o whey.
- La caseína.
Proteínas extraídas del suero lácteo o fracción whey.
En el suero o whey también se distinguen cantidades significativas de
glicomacropeptidos los cuales se obtienen desde la k-caseína por la acción de la
kymiosina al iniciar la precipitación de la formación de la cuajada de la
caseína (Etzel 2004).
Las proteínas de suero o whey son ricas en aminoácidos esenciales,
vitaminas y minerales, constituyen entre el 20 y el 25% del total siendo el
resto las proteínas derivadas desde la caseína (Etzel 2004, Naclerio Ayllón
1999).
El suero es la parte de la leche que forma un líquido transluciente que
permanece luego del procesamiento cuando la leche es coagulada y se remueve la
cuajada durante la fabricación de los quesos. Las proteínas contenidas en el
suero pueden ser entonces extraídas por medio de diferentes procedimientos para
poder fabricar polvos o concentrados con distintas proporciones de proteínas (Etzel
2004, Naclerio Ayllón 1999).
Las proteínas de whey aportan Cisteína (2,5%), aminoácido dador de
azufre y precursor de la síntesis de glutatión (antioxidante esencial que
protege al organismo contra el daño producido por la generación de los radicales
libres), y otras microfracciones que favorecen la liberación de factores de
crecimiento como la somatomedina (IGF-1) que estimula la recuperación y
crecimiento muscular. Aunque carecen de fenilalanina (aminoácido esencial con
funciones fundamentales para la síntesis de neurotransmisores cerebrales),
glutamina, argnina, y taurina, que son aminoácidos considerados condicionalmente
esenciales en situaciones de altas demandas físicas (Di Pasquale 1997, Naclerio
Ayllón 1999).
De acuerdo a este breve análisis, para obtener un perfil idóneo de
aminoácidos, los preparados fabricados en base a proteínas de suero (whey)
deberían estar fortificados con fenilalanina, péptidos de glutamina, arginina y
taurina (Di Pasquale 1997, Etzel 2004, Hoffman & Falvo 2004).
Las proteínas obtenidas desde el suero lácteo o fracción whey pueden
presentarse en forma de polvo de proteínas, proteínas concentradas y proteínas
aisladas.
- Polvo de proteínas de whey: Se encuentran en la industria alimenticia, como aditivo o en productos lácteos, repostería, etc. Los polvos de proteínas de whey se presentan de diferentes maneras: como dulce de whey utilizando como aderezo para las ensaladas, desmineralizadas como las utilizadas en los aditivos de las comidas de los niños y otras formas reducidas que se utilizan en varios productos además de los suplementos deportivos.
- Concentrados de proteínas de whey: Su elaboración implica la eliminación de las cenizas, la mayor parte de la lactosa de la leche, el agua y algunos minerales. De todas maneras, en estos concentrados se encuentran mayor cantidad de productos biológicamente más activos que en las proteínas aisladas (Hoffman & Falvo 2004).
- Proteínas aisladas de whey: Son las que mayor concentración de proteínas aportan ~90% o más ya que su elaboración se produce una significativa eliminación de la grasa y de la lactosa contenida dentro del suero lácteo. No obstante, según el proceso utilizado para su elaboración algunas proteínas pueden ser desnaturalizadas y perder capacidad de ser absorbidas por el organismo (Hoffman & Falvo 2004). De acuerdo con esto, Etzel (2004) realiza un profundo análisis de los diferentes procesos de preparación y elaboración de los diferentes preparados proteicos indicando que la cromatografía utilizando el intercambio iónico para aislar las proteínas y esperándolas por medio de la elusión selectiva sería la metodología más adecuada (Etzel 2004).
La Tabla 3 muestra las proporciones de proteínas encontradas en los distintos
preparados elaborados a partir del suero lácteo o whey.
Tabla 3. Proporciones de proteínas presentes en las diferentes formas de
preparados proteicos elaborados a partir de las proteínas de suero lácteo (whey)
(Hoffman y Falvo, 200).
Proteínas Extraídas de la Caseína
La caseína representa entre el 75% y el 80% del total de las proteínas de la
leche, siendo la responsable del color blanco de la misma. Al igual que las
proteínas encontradas en el suero la caseína es una proteína completa y además
contiene calcio, fósforo y otros minerales (Hoffman & Falvo 2004).
La caseína se encuentra como bolos o micelas que son grandes partículas
coloidales cuya mayor particularidad es la de formar coágulos en el estomago que
le va permitir digerirse con mayor lentitud de modo de mantener un aporte más
sostenido y constante de aminoácidos hacia la sangre que algunas veces puede
durar varias horas mejorando la capacidad del organismo para absorber, retener y
utilizar más eficientemente el nitrógeno, que en algunos estudios a mostrado una
respuesta anabólica más sostenida y efectiva respecto a las proteínas de suero
que se asimilan con mayor velocidad (Dangin, et al., 2002, Kerksick, et al.
2006, Tipton, et al. 2004).
Proteínas extraídas del Calostro de Bovino
El calostro de bovino es el líquido que se secreta antes de la leche materna
en los tres días subsiguientes a dar a luz. Este nutriente que contiene un
fluido muy denso, es fundamental para el recién nacido por su capacidad par
ofrecer nutrieres para el sistema inmunológico y apoyar el crecimiento y
desarrollo de los tejidos en los primeras etapas de la vida. Las evidencias
indican que el calostro de bovino contiene factores de crecimiento que estimulan
el desarrollo celular y la síntesis de ADN. Debido a esto, desde hace tiempo se
ha especulado que su aporte en forma de suplemento nutricional podría favorecer
la recuperación y desarrollo muscular (Coombes, et al. 2002, Hoffman & Falvo
2004).
Los estudios actuales no han mostrado resultados concluyentes y sólo se ha
especulado sobre un mayor estimulación para mejorar los procesos de asimilación
y digestibilidad de los alimentos, pero no sobre un mayor nivel de secreciones
de IGF-1 (Coombes, et al. 2002, Hoffman & Falvo 2004).
Proteínas Extraídas de la Soja
Antiguamente las proteínas extraídas de las fuentes vegetales como la soja no
eran consideras una fuente de alta calidad debido a su origen vegetal. No
obstante, en los últimos años se han desarrollados técnicas de elaboración que
han permitido desarrollar preparados de proteínas con una altísima calidad que
han mostrado un valor de digestibilidad corregido por el escore de aminoácidos
de 1.0 que es similar al obtenido de otras fuentes de proteína animal (Hoffman &
Falvo 2004).
Un análisis del perfil de aminoácidos aportado por las proteínas de soja
indica que estas son completas y contienen elevadas cantidades de aminoácidos
ramificados, similares a las encontradas en las proteínas de suero o whey,
glutamina y arginina, aunque tienen escasos niveles de metionina. Por otro lado,
este tipo de proteínas ofrece cantidades importantes de isoflavonoides como el
isoflavone daidzena el cual ha sido asociado con mejora en el perfil de
lipoproteínas sanguíneas y el control de los efectos deletreos asociados con las
elevadas producción de estrógenos en las mujeres (Hoffman & Falvo 2004).
La Tabla 4 muestra la concentración de proteínas encontrada en las diferentes
formas en que se presentan en el mercado las proteínas de soja (polvo,
concentrados y aislados).
Tabla 4. Proporciones de proteínas presentes en las diferentes formas de
preparados proteicos elaborados a partir de las proteínas extraídas de la soja (Hoffman
y Falvo 2004)
Estudios sobre el aporte de proteínas y aminoácidos y su efecto sobre el
rendimiento de fuerza y la ganancia de masa muscular
Los efectos de la suplementación con diferentes tipos de aminoácidos
(esenciales y no esenciales) o preparados proteicos ha sido analizados en
numerosas investigaciones. Uno de los grupos que más ha investigado la respuesta
del organismo ante el aporte de proteínas o aminoácidos tanto oral como por vía
sanguínea es el de la universidad de Texas. Estos investigadores han publicado
numerosos trabajos en donde se manifiesta claramente como el incremento de la
concentración de aminoácidos plasmáticos ejerce un estimulo esencial y
determinante para regular e impulsar la síntesis de proteínas musculares,
favoreciendo los procesos de recuperación y desarrollo muscular luego de una
sesión de entrenamiento físico (Antonio 2003, BØrsheim, et al. 2002, Rasmussen &
M. 2003, Tipton, et al. 2004, Tipton & Wolf 2001, Wolfe 2002).
Tipton y Wolf, (2003), destacan la existencia de un umbral, relacionado a la
cantidad de aminoácidos esenciales que deben suministrarse para poder estimular
significativamente el incremento de la síntesis de proteínas musculares. Este
umbral, sería superior a los 3 gr y próximo a los 6 gr. En diversos estudios
realizados por este grupo de investigación, se observa como cuando se ingieren 6
gr de aminoácidos esenciales (entre 86 mg a 95 mg por kg de peso corporal) se
estimula significativamente la síntesis de proteínas musculares, mientras que
cuando se suministran 6 gr de aminoácidos totales en donde se mezclan 3 gr de
aminoácidos esenciales (~ 45 mg por kg de peso corporal) y 3 gr de no
esenciales, de modo que el aporte de los esenciales se reduce a la mitad, el
efecto sobre la síntesis de proteínas disminuye casi a los niveles básales (BØrsheim,
et al. 2002, Tipton & Wolf 2001, Tipton & Wolfe 2003).
De acuerdo con esto, cuando el aporte de proteínas o aminoácidos
suministrados antes, durante o después de la realización de un actividad física
no alcanza un valor mínimo, ligeramente superior a los 50 mg o 60 mg por kg de
peso corporal, su efecto regulador y estimulador sobre la síntesis de proteínas
musculares no se produce, ya que no se logra una concentración suficiente de
aminoácidos en sangre como para determinar un incremento de su captación celular
que impulse la síntesis proteica.
Si bien, el aporte de aminoácidos esenciales es un factor clave para
estimular la síntesis de proteínas, luego de realizar ejercicio físico, existen
otros factores que pueden afectar el grado en que esta se desarrolle.
- Aporte energético total, ya que la respuesta anabólica muscular prevalece sobre la catabólica cuando existe una balance neto de energía positivo, es decir que siempre que el aporte energético sea suficiente otros factores como la disponibilidad de aminoácidos son fundamentales para mantener un balance favorable (Tipton & Wolfe, 2003). No obstante, el estimulo aislado sobre la síntesis de proteínas no depende del aporte energético sino casi exclusivamente de la disponibilidad de aminoácidos esenciales (Paddon-jones, et al. 2004)
- La ingesta de hidratos de carbono, ya que el balance neto de proteínas musculares ha resultado ser significativamente más elevado cuando e ingieren conjuntamente hidratos de carbono y aminoácidos respecto a cuando se consumen sólo los aminoácidos asilados (Tipton & Wolfe, 2003).
Al comparar el efecto individual de los hidratos de carbono o los aminoácidos
para estimular la síntesis de proteínas musculares, los trabajos del grupo de la
Universidad Texas, han demostrado que el estimulo fundamental para desencadenar
los procesos de síntesis proteica es la disponibilidad de aminoácidos esenciales
dentro de la célula muscular, lo cual va a estar relacionado con su
concentración sanguínea, que a su vez dependerá del aporte de éstos aminoácidos
desde la dieta, mientras que la ingesta de hidratos de carbono ejercería un
estimulo significativo para estimular las secreciones de insulina que facilitará
la captación de aminoácidos y glucosa en los tejidos, mejorando la
disponibilidad de los primeros para iniciar la síntesis proteica, favorecer la
incorporación y regeneración del glucógeno y por lo tanto de la hidratación
celular que es uno de los factores que más limitan el crecimiento muscular (Di
Pasquale 1997, Gibala 2001, Naclerio 2005, Tipton & Wolf 2001, Wagenmarkers
1998).
Por su parte Andersen y cols. (2005), estudiaron a 11 varones de 23.2±0.6
años de 77±2.6 kg, que realizaron un entrenamiento de fuerza 3 veces por semana
durante 14 semanas combinado con una suplementación isoenergíca de 25 gr de
proteínas obtenidas de diferentes fuentes (whey, caseína, huevo y
L-glutamina) o 25 gr de hidratos de carbono (maltodexrtina) que era siempre
ingerida inmediatamente antes y luego de cada entrenamiento. Los autores
evaluaron el rendimiento de los niveles de 1 MR, salto vertical, ganancia de
masa muscular y la sección transversal de las fibras lentas y rápidas. Los
resultados del estudio mostraron que si bien ambos grupos mejoraban en todos los
parámetros de fuerza y saltabilidad, sólo los sujetos que ingirieron el
suplemento con proteínas mostraron ganancias significativas de la masa magra e
hipertrofia de las fibras tipo I y II (Andersen, et al. 2005).
El tiempo de ingesta de los nutrientes ha mostrado ser un factor clave para
determinar una respuesta anabólica muy potente. Tipton y Wolf (2003), mencionan
una serie de estudios en donde se demuestra que la ingesta de una solución de 35
gr de hidratos de carbono junto con 6 gr de aminoácidos esenciales antes de
iniciar un entrenamiento de fuerza produce un estimulo muy poderoso sobre la
captación de aminoácidos musculares respecto a cuando esta se ingiere
inmediatamente luego de finalizar el ejercicio, 1 hora y hasta 3 horas después (Rasmussen,
et al. 2000). En la Figura 1 se muestran las diferencias determinadas en la
captación de fenilalanina muscular al ingerir una solución con hidratos de
carbono y aminoácidos en diferentes momentos con respecto a una sesión de
entrenamiento de fuerza (Tipton & Wolf 2001).
Figura 1. Captación muscular de fenilalanina al ingerir una solución con
6 gr de aminoácidos esenciales y 35 gr de hidratos de carbono antes,
inmediatamente y 1 hora luego de un entrenamiento de fuerza (tomado de Tipton y
Wolf, 2001).
La Figura 2 resume los resultados de diversas investigaciones en donde se
compara la captación de fenilalanina que expresa el balance neto de proteínas
musculares cuando se ingieren nutrientes de diferente composición y en
diferentes momentos respecto a la realización de una sesión de entrenamiento de
fuerza.
Figura 2. Efecto del momento de la ingesta y la composición de los
nutrientes sobre el balance neto de proteínas musculares (n = 6) HC: hidratos de
carbono, A: aminoácidos (tomado de Tipton y Wolfe 2003).
Los hidratos de carbono estimulan una mayor captación de aminoácidos debido a
la acción de la insulina que se potencia hacia las 3 horas luego de la ingesta,
mientras que los aminoácidos determinan una captación superior inmediatamente
luego de finalizar de entrenar, por otro lado al combinar los dos nutrientes se
logra el pico más alto de captación de aminoácidos hacia las 2 horas y luego
tiende a bajar sobre las 3 horas (Tipton & Wolfe 2003).
Con respecto a la influencia del momento de la ingesta sobre el balance neto
de proteínas musculares y el anabolismo muscular, recientemente se han publicado
numerosos trabajos en donde se justifica que el ingerir los nutrientes dentro de
las 2 horas previas o posteriores al entrenamiento constituye un factor decisivo
para crear un estimulo positivo sobre el desarrollo muscular que incluso podría
tener más importancia que el balance neto de energía o la composición de los
nutrientes (Paddon-jones, et al. 2004, Tipton & Wolfe 2003).
Cribb y Hayes (2006) estudiaron a un grupo de 17 sujetos con entrenamiento
recreativo y que fueron sometidos a un protocolo de entrenamiento de fuerza de 4
a 5 veces por semana durante 10 semanas. Los sujetos fueron divididos en dos
grupos a los que se les suministraba la misma cantidad diaria de un preparado
balanceado de proteínas de whey e hidratos de carbono, con creatina y
ligeras cantidades de grasas. Ambos grupos ingirieron 1 gr por kg de peso
corporal de este suplemento siendo la diferencia fundamental el momento de a
ingesta, ya que el grupo 1 lo ingería inmediatamente antes y después de cada
entrenamiento, mientras que el grupo 2 lo hacia antes del desayuno y antes de ir
a dormir (siempre 5 horas antes o después del entrenamiento).
Los resultados del estudio indicaron que el grupo que consumía la
suplementación inmediatamente antes y después de entrenar, al cabo de 10 semanas
de entrenamiento mostró mejoras significativamente (p<0.05) superiores en los
niveles de fuerza máxima, sección transversal muscular de las fibras I, IIa y
IIx, niveles de creatina total, fosfocreatina, glucógeno muscular, peso
corporal, masa magra y reducción del porcentaje de grasa. Los autores de este
estudio concluyen que el aporte de nutrientes dentro de las horas inmediatamente
antes o después del entrenamiento es clave para amplificar los beneficios del
entrenamiento aplicado (Cribb & Hayes 2006).
BØrsheim y col (2002) estudiaron el metabolismo de las proteínas musculares,
así como las concentraciones celulares y sanguíneas de aminoácidos luego de un
entrenamiento de fuerza combinado con una solución de 35 gr de hidratos de
carbono y 6 gr de aminoácidos en 6 sujetos (3 varones y 3 mujeres) que
ingirieron los nutrientes en dos oportunidades, luego de 1 hora y a las 2 horas
de haber finalizado el entrenamiento. Estos autores observaron que la
concentración sanguínea de aminoácidos se incrementaba significativamente en
respuesta a las dos ingestas causando un aumento significativo de la síntesis de
proteínas musculares, pero sólo por dos horas ya que a las 3 horas el balance
neto de proteínas musculares volvía a los niveles básales aunque la
concentración de aminoácidos sanguíneos se mantenía elevada. De esta manera, no
sería el nivel de aminoácidos sanguíneos lo que estimula la síntesis de
proteínas sino un cambio significativo en sus concentraciones sanguíneas o
intersticiales (BØrsheim, et al. 2002).
Comparación entre diferentes Fuentes de Proteínas
Respecto a la ingesta de proteínas extraídas desde diferentes fuentes y su
efecto sobre la síntesis de proteínas musculares, Hofman y Falvo (2004),
realizan una interesante revisión en donde comparan los efectos de la ingesta
preparados de proteínas obtenidos desde diferentes fuentes indicando que las
proteínas extraídas del calostro de bovino mostrarían un efecto superior sobre
las proteínas de whey para mejorar la capacidad de trabajo total, debido
a que tienden a incrementar las reservas alcalinas del organismo y por lo tanto
la capacidad buffer intracelular y sanguíneo.
Por su parte Fry y col (2003) compararon los efectos de la suplementación con
proteínas de calostro de bovino y de caseína observando que no existen
diferencias significativas en las ganancias de fuerza máxima y masa muscular en
un grupo de sujetos que entrenaron con un programa de entrenamiento de fuerza
con resistencias durante 12 semanas, no obstante el tratamiento estadístico de
este estudio ha sido criticado por otros autores y por lo tanto sus conclusiones
están sujetas a observaciones importantes (Fry, et al. 2003, Hoffman & Falvo
2004).
En cuanto a las diferencias en las respuestas orgánicas que se determinan al
ingerir proteínas de whey o de caseína, estas han sido evaluadas por
diversos estudios en donde se han mencionado diferencias significativas en la
velocidad de absorción post prandial causadas por una más lenta y sostenida
asimilación de las proteínas de caseína respecto a las de whey (Hoffman &
Falvo 2004, Tipton & Wolfe 2003).
Los diferentes estudios han destacado que la absorción más lenta y sostenida
de las proteínas de caseína causa un flujo más sostenido y por tiempos más
largos, de aminoácidos hacia la sangre que favorece la respuesta anabólica a
largo plazo. Si bien, en las horas inmediatamente posteriores a la ingesta las
proteínas de whey han mostrado un balance neto superior de proteínas
musculares, es posible que gran parte de los aminoácidos captados por el músculo
sean oxidados en lugar de ser utilizados como materia prima para producir un
incremento de la síntesis proteica (Hoffman & Falvo 2004). De acuerdo con esto,
se ha mencionado que para evaluar los efectos metabólicos a largo plazo, el
análisis de la tasa de absorción plasmática de aminoácidos causada por la
ingesta de diferentes proteínas sea un factor hasta más importante que la
composición (Tipton & Wolfe 2003).
Bilsborough y Mann (2006), mencionan estudios en donde se ha comparado el
balance de leucina postprandial, como índice de captación de aminoácidos
musculares luego de ingerir 30 gr de proteínas de whey o 43 gr de
caseína, que aportaban la misma cantidad de leucina (380 mmol.kg-1).
La ingesta de proteínas de whey, causan una absorción más rápida durante
las primeras 3 a 4 horas luego de su ingesta produciendo una captación de
aminoácidos de entre 8 a 10 gr por hora, mientras que la caseína induce una
captación más lenta (6.1 gr por hora). Esta diferencia podría causar que, a
pesar de que las proteínas de whey conducen a un aporte más rápido de
aminoácidos hacia la masa muscular estas no induzcan un incremento de la
velocidad de la síntesis proteica y por lo tanto muchos de los aminoácidos son
oxidados en lugar de ser utilizados para impulsar un nivel más alto de síntesis.
Por otro lado, el flujo más lento de aminoácidos proporcionado por las proteínas
de caseína, si bien al inicio es más bajo, causará un estimulo más sostenido y
suficiente como para impulsar un poderoso estimulo sobre la síntesis de
proteínas musculares (Tipton, et al. 2004, Tipton & Wolfe 2003).
De todos modos, la mayoría de los autores coinciden en que para potenciar
adecuadamente el anabólico muscular, la estrategia más idónea seria ingerir un
preparado en donde se combinen proteínas desde diferentes fuentes (Tipton &
Wolfe 2003).
Por su parte Dangin y col (2002), observaron que al suministrar la misma
cantidad de proteínas de whey de una sola vez o de forma fraccionada se
produce un patrón de absorción diferente. La ingesta fraccionada genera un flujo
de aminoácidos más sostenido y mejora la respuesta anabólica muscular incluso
respecto a cuando se ingiere la misma cantidad de proteínas desde la caseína (Dangin,
et al. 2002). De acuerdo con esto, la mejor forma de suministrar las proteínas
para potenciar los efectos anabólicos, es ingerir pequeñas dosis de proteínas de
whey (2.3 gr) cada 20 min durante 2 horas ya que la tasa máxima de
síntesis proteica estimulada por el flujo creciente de aminoácidos ha sido
establecida entre 6 a 7 gr por hora. Este nivel de flujo se logra con una
ingesta única de proteínas de caseína (aunque se tarda más tiempo en lograrlo) o
por un aporte sostenido de pretinas de whey, que al ingerirse en dosis
pequeñas y frecuentes no causan un subida y caída brusca de sus concentraciones
como las observadas cuando se ingiere una dosis única de 20 a 30 gr (Bilsborough
& Mann 2006).
Candow y col (2006), estudiaron a un grupo de 18 varones y 9 mujeres no
entrenados que realizaron un programa de entrenamiento de fuerza 3 veces por
semana durante 12 semanas para comparar el efecto de un nutriente que aportaba
1.2 gr de proteínas de whey o soja y 0.3 gr de sucrosa por kg de peso
corporal al día. En ambos casos la dosis diaria se dividida en tres ingestas que
eran aportadas 30 minutos antes, 30 minutos después del entrenamiento y la
última antes de ir a dormir. Los resultados de este estudio demuestran que los
dos grupos suplementados incrementaron significativamente el nivel de masa magra
y los valores de fuerza máxima en sentadilla y press de banca, respecto al grupo
control (que sólo recibía un placebo con hidratos de carbono), aunque no se
observan diferencias entre los grupos que consumieron proteínas de whey o
soja. De esta manera, si bien el aporte de proteínas en forma de suplemento
conduce a mayores ganancias de masa magra y fuerza no existen diferencias en los
beneficios obtenidos desde estas dos fuentes (Candow, et al. 2006).
CONCLUSIONES
En personas activas o deportistas cualquiera sea su especialidad y
especialmente en aquellos que realizan disciplinas con alto nivel de fuerza o
desean mejorar los niveles de masa muscular el aporte de proteínas recomendado
por el RDA es considerado insuficiente. Si bien todavía no hay un acuerdo global
acerca de cuales son las cantidades adecuadas en cada caso un aporte comprendido
entre 1.4 a 2 o hasta 2.5 gr por kg de peso corporal parece no ser excesivo.
El consumo de preparados de proteínas o aminoácidos para optimizar la dieta y
los efectos del entrenamiento destinado a mejorar la fuerza y la ganancia de
masa muscular parece ser una estrategia adecuada, aunque todavía no esta claro
hasta que punto estos beneficios no puedan ser alcanzados por el consumo de
alimentos naturales como la leche u otros que ofrezcan una concentración de
proteínas o aminoácidos esenciales superior a los 60 mg por kg de peso corporal,
ya que esta cantidad podría constituir un umbral mínimo necesario para producir
elevaciones significativas de las concentraciones de aminoácidos sanguíneos y
estimular la síntesis proteica en las horas posteriores al entrenamiento.
Además del aporte de proteínas o aminoácidos, debe considerarse que la
ingesta de hidratos de carbono, si bien no es indispensable para estimular la
síntesis de proteínas, causa un aumento de las concentraciones de insulina el
cual ejerce un efecto inhibidor sobre el catabolismo proteico, estimula la
captación de aminoácidos musculares y optimiza los procesos de recuperación y
desarrollo muscular.
Por otro lado, es importante considerar que no sólo son importantes las
cantidades o los tipos de nutrientes sino también el tiempo en que se deben
ingerir, ya que cuando estos se consumen en las dos horas previas o posteriores
al entrenamiento los beneficios se amplifican respecto a cuando se ingieren en
momentos más alejados.
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