Utilización de Sustratos Durante el Ejercicio en Hombres y Mujeres luego del Entrenamiento de Resistencia

Mark A Tarnopolsky2, S. L Carter1 y C. Rennie

1Rehabilitation, Department of Medicine, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada L8N 3Z5.
2Neurology, Department of Medicine, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada L8N 3Z5.

Artículo publicado en el journal PubliCE, Volumen 0undefined del año .

Resumen

Hemos investigado los efectos del entrenamiento de resistencia sobre la utilización de sustratos corporales totales, la utilización de glucosa y de glicerol durante 90 minutos de ejercicio al 60% del consumo de O2 pico (VO2 máx.) en hombres y mujeres. La oxidación de sustratos fue determinada antes y después de 7 semanas de entrenamiento de resistencia en cicloergómetro, realizando la evaluación posterior al entrenamiento con la misma intensidad tanto absoluta (ABS, W) como relativa (REL, % del VO2 pico). Se utilizaron los trazadores [6,6-2H]glucosa y [1,1,2,3,3-2H]glicerol para calcular el flujo respectivo de los sustratos marcados. El entrenamiento de resistencia resultó en un incremento del 17 y 22% en el VO2pico tanto en hombres como en mujeres respectivamente (P < 0.001). En comparación con los hombres, las mujeres mostraron un menor índice de intercambio respiratorio (RER) durante el ejercicio, tanto en las condiciones pre como post entrenamiento (p<0.001). Las tasas de aparición (RA) y desaparición (RD) de glucosa no fueron diferentes entre hombres y mujeres. La tasa de clearance metabólico para la glucosa (MCR) fue menor a los 75 y 90 min de ejercicio en los hombres en comparación con las mujeres (p<0.05). Durante el ejercicio tanto a intensidad ABS como REL, los valores post entrenamiento de la RA y RD de la glucosa fueron menores que los valores pre entrenamiento (p<0.001). Los valores de la RA y la RD de glicerol durante el ejercicio, tanto pre como post entrenamiento fueron mayores en las mujeres que en los hombres (p<0.001). Los valores de la RA de glicerol post entrenamiento, a intensidades de ejercicio ABS y REL, no fueron diferentes de los valores pre entrenamiento. Hemos concluido que, durante el ejercicio, las mujeres oxidan proporcionalmente más lípidos y menos carbohidratos que los hombres, tanto antes como después del entrenamiento, lo cual fue concomitante con una mayor RA de glicerol en las mujeres. Además, el entrenamiento de resistencia resultó en una reducción del flujo de glucosa a intensidades de ejercicio tanto ABS como REL luego del entrenamiento de resistencia.

Palabras clave: utilización de carbohidratos, utilización de lípidos, adaptaciones al entrenamiento

INTRODUCCION

El entrenamiento de la resistencia resulta en cambios adaptativos en la función metabólica muscular caracterizados por una disminución en la utilización de carbohidratos y un incremento en la oxidación de lípidos cuando se los evalúa a la misma intensidad absoluta de ejercicio (21, 28, 34). La menor dependencia sobre la oxidación de carbohidratos durante el ejercicio incluye un efecto de ahorro de glucógeno (27, 33, 34) y de disminución en las tasas de aparición y oxidación de glucosa plasmática (13, 28, 34). Han sido consistentemente observados un incremento en el potencial oxidativo mitocondrial y en la máxima capacidad enzimática de la β-oxidación (21, 33), mientras que aun existe controversia con respecto a la fuente de los ácidos grasos oxidados (FFA). Por ejemplo, algunos estudios han hallado un incremento en la utilización intramuscular de triacilglicéridos (21, 33, 34), mientras que otros han hallado un incremento en la absorción de FAA plasmáticos (1, 25) y en la sensibilidad lipolítica de los adipositos periféricos (6, 7). Aunque las adaptaciones metabólicas al ejercicio de resistencia han sido extensivamente reproducidas (13, 27, 28, 32-34), casi todos estas adaptaciones han sido reportadas en estudios que involucraban exclusivamente o predominantemente participantes varones. Consecuentemente, se sabe menos acerca de las respuestas de las mujeres al entrenamiento de la resistencia.

Estudios transversales han hallado diferencias sexuales en la respuesta metabólica al ejercicio submáximo de resistencia caracterizadas por un menor índice de intercambio respiratorio (RER) (14, 20, 31, 41) y una deplección glucogénica atenuada (10, 40) en las mujeres en comparación con los hombres. Aunque los resultados de esos estudios son generalmente consistentes, aún existe controversia con respecto al método más apropiado para equiparar los grupos de mujeres y hombres en base al consumo de oxigeno (i.e., relativo a la masa corporal total vs. a la masa magra) y a la historia de entrenamiento. El diseño longitudinal elimina la cuestión acerca de las potenciales diferencias sexuales con respecto a los antecedentes de entrenamiento, a través de la exposición de hombres y mujeres a estímulos de entrenamiento similares.

McKenzie y cols. (27) hallaron que la oxidación de leucina y de carbohidratos totales era mayor en varones que en mujeres durante el ejercicio, tanto antes como después del entrenamiento de la resistencia. Otro estudio reporto que, en comparación con los hombres, las mujeres tuvieron una mayor tasa de aparición de glicerol y una menor oxidación de carbohidratos durante el ejercicio, tanto antes como después del entrenamiento de resistencia (14). Estas últimas diferencias sugirieron que podría haber diferencias sexuales en la respuesta metabólica al ejercicio antes y después del entrenamiento (14, 27); sin embargo, esta es un área de investigación que no esta completamente caracterizada.

El propósito del presente estudio fue investigar los efectos del entrenamiento de la resistencia sobre la oxidación de sustratos corporales totales, y sobre la producción y remoción de glucosa y de glicerol durante 90 minutos de ejercicio al 60 % del consumo de oxígeno pico, tanto en hombres como en mujeres. El diseño longitudinal permitió la comparación de las respuestas metabólicas de hombres y mujeres tanto en estado de desentrenamiento como también de entrenamiento.

METODOS

Sujetos

Dieciséis voluntarios saludables (8 hombres y 8 mujeres) participaron en el estudio (Tabla 1). Luego de describirles el estudio y de comunicarles los riesgos y beneficios de la participación en el mismo se obtuvieron los consentimientos escritos, de acuerdo con la aprobación previa del Comité de Ética para la Investigación.


Tabla 1.
Características descriptivas de los sujetos. Los valores son presentados como medias±DE. FFM, masa libre de grasa; VO2 pico, consumo de oxigeno pico, NS, no significativo. *Significativamente diferente con respecto al valor pre entrenamiento (p<0.01); † significativamente diferente con respecto al valor pre entrenamiento (p<0.001).

Protocolo

Para la determinación del consumo de oxígeno pico (VO2 pico) se utilizó un test progresivo, anteriormente descrito (42), realizado en un cicloergómetro frenado electrónicamente. La evaluación para la determinación del VO2 pico se realizó 2 semanas antes del inicio del estudio. El VO2 pico fue utilizado para estimar la carga de trabajo requerida para provocar el 60 % del VO2 pico de los sujetos, lo cual se utilizaría para las subsiguientes evaluaciones. Antes (PRE) y después (POST) del programa de 7 semanas de entrenamiento de la resistencia, se recolectaron datos metabólicos, dietarios y antropométricos detallados de los sujetos. La evaluación del ejercicio se realizó al 60 % del VO2 pico PRE entrenamiento y a la misma carga de trabajo POST entrenamiento (ABS, prueba con carga absoluta). Además, realizamos una sesión de evaluación con el 60 % del nuevo VO2 pico POST entrenamiento (REL, prueba con carga relativa). El orden de las pruebas POST fue aleatorio para cada individuo, y se llevaron a cabo dentro de los 3-5 días una de la otra para asegurar que las mujeres fueran evaluadas al principio o a la mitad de la fase folicular del ciclo menstrual. El programa de ejercicio consistió en 7 días de entrenamiento en bicicleta con un protocolo 5:2 (días de ejercicio-reposo). Cada sesión duraba 60 minutos y se realizaba a una intensidad del 60 % del VO2 pico. Luego de 3 semanas de entrenamiento, se realizó un segundo test progresivo para reevaluar el VO2 pico, y en base a esto se ajustaron las intensidades de entrenamiento para asegurar un estímulo de entrenamiento progresivo para cada sujeto.

La composición corporal (masa libre de grasa, masa grasa y porcentaje de grasa corporal) se determinó utilizando absorciometría por rayos X de energía dual o DEXA, tal como se describió previamente (29). Estas mediciones se determinaron una semana antes del inicio y después de las 7 semanas de entrenamiento de la resistencia. Los sujetos registraron su ingesta dietaria durante 4 días (un día del fin de semana y tres días de la semana) en la semana previa al comienzo del entrenamiento y durante la séptima semana del mismo. Las dietas fueron analizadas utilizando un programa computarizado para el análisis de nutrientes (Nutritionist IV, N-Squared Computing, Silverton, OR). El día anterior a cada evaluación del ejercicio se les dio a los sujetos una lista con dietas para consumir (y una lista para registrar lo que consumían) (Tabla 2).


Tabla 2. Composición de la dieta PRE y POST entrenamiento de la resistencia. Los valores son medias ± DE (n = 8). Kcal, kilocalorías; PRO, proteínas, CHO, carbohidratos. PRE, pre entrenamiento; POST, post entrenamiento. * significativamente diferente del PRE (p<0.05); † significativamente diferente de los hombres (p<0.01); ‡ significativamente diferente de los hombres (p<0.001).

La mañana en que se realizaron las pruebas de ejercicio, los participantes arribaron al laboratorio con 3 hs de estado postabsortivo. 3 hs antes de la sesión de evaluación, se le proporciono a cada participante una bebida con una formula definida [hombres 11 % y mujeres 12 %, de la ingesta calórica total diaria: 60 % carbohidratos (CHO); 30 % lípidos; 10 % proteínas]. Cada participante realizó los test de ejercicio a la misma hora del día y bajo condiciones ambientales idénticas (21±2 ºC, 50-70 % de humedad relativa).

Una vez que los sujetos arribaban al laboratorio, se les insertaba en la vena antecubital y en forma retrograda la aguja de un catéter plástico calibre 20, para la infusión de los trazadores mediante el uso de una bomba de infusión (model 74900, Cole-Palmer). De manera idéntica se insertó un segundo catéter en la vena antecubital contralateral para la recolección de muestras de sangre. Durante todo el experimento, el brazo de donde se extrajeron las muestras fue colocado en una almohadilla térmica (65±5 ºC) para “arterializar” la sangre. Los isótopos [6,6-2H]glucosa y [1,1,2,3,3-2H]glicerol (99% de pureza isotópica) fueron adquiridos en CDN Isotopes (Pointe Claire, QC, Canadá). La glucosa y el glicerol fueron mezclados con una solución salina al 0.9 % y filtrados a través de un filtro de 0.2 μm inmediatamente antes de la infusión. Antes de iniciar la infusión (-90 min) se recolecto una muestra de sangre para del ambiente natural para el enriquecimiento isotópico de glucosa y glicerol. La infusión se realizó con una dosis inicial de trazadores de glucosa (17 µmol/kg) y glicerol (1.5 µmol/kg), seguidas por una infusión constante a una tasa de ~0.22 µmol.kg-1.min-1 y ~0.05 µmol.kg-1.min-1 para los trazadores de glucosa y glicerol, respectivamente. La infusión se realizo durante 90 minutos en reposo, antes del comienzo del ejercicio. Al comienzo del ejercicio, las tasas de infusión se incrementaron gradualmente hasta ~0.55 y ~0.125 µmol.kg-1.min-1, respectivamente para los trazadores de glucosa y glicerol, como se describió previamente (4). Las tasas de infusión de los trazadores de glucosa y glicerol se mantuvieron a ~0.55 y ~0.125 µmol.kg-1.min-1 por los restantes 90 minutos de ejercicio. Las muestras sanguíneas se extrajeron 75 minutos después de iniciada la infusión constante (-15 min), en reposo (0 min), y a los 30, 60, 7 y 90 minutos durante el ejercicio. (Por lo tanto, la primera muestra de sangre para la determinación de la cinética de los trazadores, se extrajo 4 h 15 min después de haber consumido la bebida alta en CHO, descrita previamente). Las muestras sanguíneas se recolectaron en tubos heparinizados y se centrifugaron inmediatamente, el plasma se guardó a –50ºC para los subsiguientes análisis. Para la determinación de las catecolaminas, de añadieron 5 ml de sangre total a un tubo que contenía 100 μl de EDTA y glutatión reducido. El tubo fue centrifugado a 2000 g durante 10 minutos, y el plasma fue guardado a -80ºC para los subsiguientes análisis. Las muestras sanguíneas recolectadas para el análisis hormonal se dejaron reposar durante 10 min en tubos no tratados y fueron entonces centrifugadas, luego el suero fue guardado a -50°C para los subsiguientes análisis.

Los análisis respiratorios fueron realizados utilizando un sistema de recolección de gases computarizado de circuito abierto, como se describió previamente (42). Los gases respiratorios fueron recolectados en reposo y a los 30, 60, 75 y 90 min de ejercicio. La frecuencia cardiaca fue monitoreada continuamente a través de los 90 min de ejercicio y fue registrada en los mismos puntos en los que se realizo la recolección de los gases respiratorios. Las proporciones de CHO y lípidos utilizadas fueron calculadas utilizando el RER corregido por la oxidación de proteínas (11). Las tasas de oxidación de proteínas fueron estimadas a partir de las tasas de oxidación de leucina medidas en un estudio previamente realizado en nuestro laboratorio (27), asumiendo que las proteínas de los tejidos contienen 590 μmol de leucina/g.

Análisis

Las concentraciones plasmáticas de lactato y glucosa fueron analizadas con un analizador para glucosa y lactato sanguíneo (YSI model 2300 STAT Plus, Yellow Springs Instrument, Yellow Springs, OH). La concentración plasmática de glicerol fue determinada por medio de la utilización del ensayo enzimático calorimétrico [Triglyceride (GPO-Trinder), Sigma Diagnostics, St. Louis, MO].

Las muestras del suero de reposo fueron analizadas para determinar las concentraciones de 17β-estradiol, progesterona, testosterona e insulina. La insulina también fue analizada durante el ejercicio. El 17β-estradiol, progesterona, testosterona e insulina fueron analizadas utilizando radioinmunoensayo con incubación simple (Coat-a-Count: kit nos. TKE22, TKEP1, TKTE1, y TKIN5; Diagnostics Products, Los Angeles, CA). Las concentraciones séricas de FFA se determinaron en reposo y en ejercicio utilizando el ensayo enzimático calorimétrico (NEFAC-ACS, Wako Chemicals, Richmond, VA). Las catecolaminas (epinefrina y norepinefrina) fueron analizadas utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento (inyector WISP 710B y modelo de bomba 570, Waters, Milford, MA) con detección electroquímica (Coulochem II, ESA, Chelmsford, MA), como se describió previamente (4).

El enriquecimiento isotópico de glucosa y glicerol se determinó utilizando cromatografía de gases y espectrometría de masas (modelo GC 6890 y modelo MS 5973, Hewlett-Packard, Fullerton, CA) para los derivados pentaacetato y tris(trimetilsilil), respectivamente, como se describió previamente (4). Para monitorear los iones seleccionados, el análisis de masas se realizo en el modo de ionización por impacto de electrones (Ei+) con un índice masa/carga (m/z) de 200 y 202 unidades de masa atómica (amu) para el enriquecimiento de la glucosa, y un m/z de 205 y 208 para el enriquecimiento del glicerol.

Las tasas de aparición (RA) y desaparición (RD) de glucosa y glicerol se calcularon de acuerdo a la ecuación de Steele (38), la cual fue modificada para la utilización de isótopos estables de acuerdo a lo propuesto por Romjin y cols. (35), debido a que la cantidad de trazador infundido no continúa siendo considera insignificante. Los datos sobre enriquecimiento y la concentración fueron ajustados a las curvas por medio de la utilización de ajuste spline (35); y luego se calculó la cinética como se describió en los párrafos previos. Se asumió que el volumen de distribución fue de 100 ml/kg para la glucosa y de 230 ml/kg para el glicerol (35). Intentamos minimizar los cambios en el enriquecimiento aumentando la tasa de infusión en incrementos por pasos cuando se inició el ejercicio, como se describió previamente (4).

Análisis Estadísticos

Las características físicas de los participantes y las concentraciones hormonales fueron analizadas utilizando el análisis de varianza de dos vías (ANOVA). Todos los otros datos fueron analizados utilizando el análisis de varianza ANOVA de tres vías, siendo el sexo la variable inter-factor, la condición (PRE, ABS Y REL) la primera variable intra-factor, y el tiempo (t=0, 30, 60, 75, 90 min) la segunda variable intra-factor. Cuando se hallaron valores significativos, se utilizó el análisis post hoc de Newman-Keuls para determinar la ubicación de la diferencia significativa. El nivel de significación fue establecido a una p≤0.05. Los valores son presentados como medias±DE.

RESULTADOS

Características Físicas

Los hombres tuvieron un VO2 pico absoluto significativamente mayor que las mujeres, sin embargo, no hubo diferencias significativas entre los sexos en el VO2 pico relativo, cuando el mismo se expreso por kilogramo de masa libre de grasa (FFM). El entrenamiento resultó en un incremento significativo (p<0.001) del VO2 pico, tanto en los hombres como en las mujeres (Tabla 1). Los participantes varones fueron más pesados, altos y magros que las participantes mujeres. La masa corporal y la FFM no cambiaron, mientras que la masa grasa y el porcentaje de grasa corporal disminuyó (p<0.01), después del entrenamiento tanto en hombres como en mujeres (Tabla 1).

Dieta

La ingesta energética total no se alteró por el entrenamiento (Tabla 2). Luego del entrenamiento, la proporción de energía derivada de los CHO no cambió, mientras que la derivada de las grasas decreció y la derivada de las proteínas se incrementó. Los hombres tuvieron un mayor consumo energético total en comparación con las mujeres, aunque la proporción de energía derivada de las grasas, CHO, y proteínas no fue diferente entre hombres y mujeres (Tabla 2).

Niveles Hormonales Basales

Siete semanas de entrenamiento de resistencia no tuvieron efectos sobre la concentración de testosterona sérica en los hombres (19.3±1.8 → 21.5±2.8 nmol/l) o en las mujeres (1.6±0.3 → 1.3±0.3 nmol/l), aunque los hombres tuvieron concentraciones de testosterona significativamente mayores que las mujeres (p<0.001). El entrenamiento de resistencia no alteró la concentración de reposo de 17-β-estradiol sérico (hombres=96.3±13.9 → 161.2±20.9 pmol/l; mujeres=119.3±31.6 → 139.5±40.4 pmol/l). Debido a que las mujeres fueron evaluadas durante la fase folicular temprana o media de su ciclo menstrual, las concentraciones de reposo de 17-β-estradiol sérico no fueron significativamente diferentes entre los sexos. En las mujeres, las concentraciones séricas de progesterona no fueron diferentes antes y después del entrenamiento (PRE=3.5±0.5 nmol/l, POST=2.1±0.4 nmol/l), lo cual aseguro que fueron evaluadas en la fase folicular temprana o media de su ciclo menstrual.

Para una mayor claridad de las Figuras 1-3, agrupamos los datos de los sexos (ver A, C y E) para mostrar el/los efecto/s del entrenamiento, y mostramos los efectos del género agrupando los datos de las pruebas de ejercicio (B, D y F).


Figura 1. Consumo de oxigeno (VO2), índice de intercambio respiratorio (RER), y oxidación de sustratos. A: VO2 durante 90 minutos de ejercicio antes (PRE) y después [carga absoluta (ABS) y relativa (REL)] del entrenamiento. asignificativamente diferente con respecto a los valores PRE y ABS (p<0.001); bsignificativamente diferente con respecto al valor PRE (p<0.001). B: diferencia sexual en el VO2 durante los 90 minutos de ejercicio. csignificativamente diferente con respecto a los hombres (p<0.001). C: RER durante los 90 minutos de ejercicio antes (ABS) y después (ABS y REL) del entrenamiento. Efecto principal para la condición: dp<0.01 (ABS

ep<0.01 (mujeresdp<0.01 (ABS
fp<0.001 
  (ABS
ep<0.01 (mujeresgp<0.001 (mujeres
  
Figura 2.
Cinética de la glucosa y oxidación de sustratos. A: Tasa de aparición de la glucosa (RA) durante los 90 minutos de ejercicio antes (ABS) y después (ABS y REL) del entrenamiento. *Significativamente diferente con respecto al valor PRE (p<0.001); † significativamente diferente con respecto al valor REL (p<0.001). B: Diferencias sexuales en la RA de glucosa durante los 90 minutos de ejercicio. C: Tasa de clearance metabólico para la glucosa (MCR) durante los 90 minutos de ejercicio antes (ABS) y después (ABS y REL) del entrenamiento. *Significativamente diferente con respecto al valor PRE (p<0.001). D: Diferencias sexuales en el MCR de la glucosa durante los 90 minutos de ejercicio. ‡ Significativamente diferente con respecto a los hombres (p<0.05). E: Concentración de glucosa durante los 90 minutos de ejercicio antes (ABS) y después (ABS y REL) del entrenamiento. Efecto principal para la condición: § p<0.05 (REL>PRE y ABS). F: Concentración plasmática de lactato durante los 90 minutos de ejercicio. * Significativamente diferente con respecto al valor PRE (p<0.001); † significativamente diferente del valor REL (p<0.001).


Figura 3.
Cinética del glicerol y oxidación de sustratos. A: RA del glicerol durante los 90 minutos de ejercicio antes (ABS) y después (ABS y REL) del entrenamiento. B: Diferencia sexual en la RA de glicerol durante los 90 minutos de ejercicio. Efecto principal para el sexo: ‡ p<0.001 (hombres

Prueba de ejercicio (90 min)

Por el diseño, el porcentaje del VO2 pico provocado en la prueba de ejercicio REL no fue diferente del provocado en la prueba de ejercicio PRE entrenamiento, aunque la producción de potencia absoluta (en W) fue mayor. El consumo de oxígeno (VO2) fue mayor en la prueba de ejercicio REL en comparación, tanto con la prueba PRE como con la prueba ABS (Figura 1A). A los 75 y 90 minutos, el VO2 fue menor en la prueba ABS que en la prueba PRE (p<0.001), a pesar de que las cargas de trabajo fueron las mismas (Figura 1A). Las mujeres tuvieron un menor VO2 absoluto durante la prueba de ejercicio en comparación con los hombres (Figura 1B). El entrenamiento de la resistencia resulto en un menor RER en la prueba ABS, pero no en la prueba REL, en comparación con la prueba PRE (p<0.0001). El RER se incremento desde el reposo al comienzo del ejercicio en todas la pruebas (Figura 1C), y las mujeres tuvieron un menor RER durante el ejercicio que los hombres (p<0.01; Figura 1D). La frecuencia cardiaca fue menor durante el ejercicio en la prueba ABS en comparación con las pruebas PRE y REL (p<0.001, datos no mostrados). La frecuencia cardiaca de reposo fue menor después del entrenamiento tanto en la prueba ABS como en la prueba REL en comparación con la prueba PRE (p<0.001, datos no mostrados). Los hombres tuvieron una frecuencia cardiaca de reposo menor que las mujeres (p<0.05, datos no mostrados).

El entrenamiento de la resistencia resultó en un incremento en la proporción de grasas oxidadas durante el ejercicio con la misma carga ABS (p<0.01), sin embargo, la proporción de grasas oxidadas a la misma intensidad REL no fue afectada por el entrenamiento. Consecuentemente, el entrenamiento resultó en una disminución en la proporción de CHO oxidados durante el ejercicio con la misma carga ABS (p<0.01), pero no con la misma intensidad REL (Figura 1E). La mujeres obtuvieron un mayor porcentaje de energía a través de la oxidación de las grasas durante el ejercicio en comparación con los hombres (p<0.001; Figura 1F); a la inversa, los hombres oxidaron un mayor porcentaje de CHO en todas las pruebas de ejercicio en comparación con las mujeres (p<0.01; Figura 1F).

La concentración de lactato plasmático fue menor durante el ejercicio en la prueba ABS (p<0.001) que en las pruebas PRE y REL (Figura 2F). La concentración plasmática de lactato fue menor en la prueba REL en comparación con la prueba PRE solamente a los 30 minutos de ejercicio (Figura 2F). La concentración plasmática de lactato se incremento desde el reposo al inicio del ejercicio en las tres pruebas (Figura 2F). No hubo diferencias en la concentración plasmática de lactato entre hombres y mujeres en ningún punto.

Luego del entrenamiento, en comparación con la prueba PRE, la RA y la RD de glucosa tanto en la prueba ABS como en la prueba REL fueron significativamente menores en todos los puntos del tiempo (p<0.001), pero no se observaron efectos sobre la RA o la RD de glucosa en reposo. La RA y la RD de glucosa fue menor en la prueba REL a los 60, 75 y 90 minutos de ejercicio que en la prueba PRE, pero fueron mayores que en la prueba ABS (p<0.001; Figura 2A). No hubo diferencias en la RA o la RD de la glucosa entre los hombres y las mujeres, antes o después del entrenamiento (Figura 2B). La tasa de clearance metabólico (MCR) fue menor (p<0.001) durante el ejercicio tanto en la prueba ABS como en la prueba REL en comparación con la prueba PRE (Figura 2C). La MCR de la glucosa fue menor (p<0.05) para las mujeres a los 75 y 90 minutos de ejercicio que en los hombres (Figura 2D). El entrenamiento de la resistencia resultó en una mayor concentración plasmática de glucosa (p<0.05) durante el ejercicio en la prueba REL en comparación tanto con la prueba PRE como con la prueba ABS, en las cuales las concentraciones de glucosa no fueron diferentes una de la otra (Figura 2E). La concentración plasmática de glucosa se incremento desde le reposo hasta los 60 minutos de ejercicio (p<0.05) y entonces disminuyó hasta los niveles de reposo a los 75 minutos de ejercicio (Figura 2E). La concentración plasmática de glucosa no fue significativamente diferente entre los sexos tanto en reposo como durante el ejercicio, sin embargo, las mujeres tuvieron una tendencia a tener una mayor concentración plasmática de glucosa a lo largo del ejercicio que los hombres (P=0.056; Tabla 3). La cinética de la glucosa está resumida en la Tabla 3.


Tabla 3. Resumen de la cinética de la glucosa durante el ejercicio de resistencia. Los valores son presentados como medias±DE (n = 8). PRE, pre entrenamiento; ABS, prueba de ejercicio con carga absoluta; REL, prueba de ejercicio con carga relativa; RA, tasa de aparición de la glucosa; RD, tasa de desaparición de la glucosa; MCR, tasa de clearance metabólico; CHO, carbohidratos. * Significativamente diferente con respecto a la prueba PRE (p<0.001); † Significativamente diferente con respecto a la prueba ABS (p<0.001); ‡ Significativamente diferente con respecto a las pruebas PRE y ABS (p<0.05); § significativamente diferente con respecto a la prueba PRE (p<0.05). Para ver los resultados en detalle ver la sección de RESULTADOS.

Luego del entrenamiento de resistencia, las concentraciones plasmáticas de norepinefrina fueron significativamente menores en la prueba ABS en todos los puntos con respecto a las pruebas PRE y REL (p<0.001), pero las concentraciones plasmáticas de norepinefrina en reposo no fueron diferentes (Tabla 4). Las concentraciones plasmáticas de norepinefrina no fueron significativamente diferentes entre hombres y mujeres, antes o después del entrenamiento (Tabla 4). En los hombres, las concentraciones plasmáticas de epinefrina fueron mayores a los 90 minutos de ejercicio antes del entrenamiento (PRE) que en las pruebas ABS y REL. La concentración plasmática de epinefrina fue significativamente mayor en los hombres que en las mujeres a los 90 minutos de ejercicio en todas las pruebas (PRE, ABS y REL). La concentración plasmática de epinefrina se incremento con el ejercicio tanto en hombres como en mujeres (p<0.05).


Tabla 4. Respuesta de las catecolaminas durante el ejercicio prolongado. Los valores son presentados medias±DE. Para la norepinefrina, asignificativamente diferente con respecto al minuto 0 (p<0.001); bsignificativamente diferente con respecto a la prueba PRE durante el ejercicio (p<0.001). Para la epinefrina, csignificativamente diferente con respecto al minuto 0 (p<0.05); dsignificativamente diferente con respecto a la prueba PRE en los hombres al minuto 90 (p<0.05); esignificativamente diferente con respecto a la prueba PRE en las mujeres al minuto 90 (p<0.05).

El entrenamiento de la resistencia no alteró la RA y la RD de glicerol, tanto en reposo como durante el ejercicio. El ejercicio agudo incrementó la RA y la RD de glicerol antes y después del ejercicio (p<0.001; Figura 3A). Las RA y RD del glicerol fueron significativamente mayores en las mujeres con los hombres en todos los puntos del tiempo (p<0.01; Figura 3B). La concentración plasmática de glicerol se incrementó al inicio del ejercicio, pero en los minutos 75 y 90, durante la prueba de ejercicio ABS, los valores fueron menores (p<0.05) que en las pruebas PRE y REL (Figura 3C). No se hallaron diferencias en la concentración plasmática de glicerol entre los hombres y las mujeres (Figura 3D). Hubo un incremento en la concentración de FFA con el ejercicio, siendo esta mayor a los 90 minutos de la prueba PRE en comparación con la prueba REL. No hubo diferencias en la concentración de FFA a los 90 minutos de ejercicio entre las pruebas ABS y REL (Figura 3E). Las mujeres tuvieron una concentración sérica de FFA significativamente mayor que los hombres (p<0.05; Figura 3F).

Las concentraciones de insulina sérica en reposo y durante el ejercicio no fueron afectadas por el entrenamiento. Las concentraciones séricas de insulina disminuyeron durante el ejercicio y a los minutos 60 y 90 de ejercicio fueron significativamente menores que en reposo en ambos sexos (p<0.01; datos no mostrados).

DISCUSION

Hemos hallado que las mujeres oxidaron proporcionalmente más grasas que los hombres durante todas las pruebas de ejercicio. No hubo diferencias sexuales en la RA de la glucosa, sin embargo, en comparación con los hombres, las mujeres tuvieron una menor MCR en la parte final del ejercicio de resistencia. El entrenamiento de la resistencia resultó en un incremento del VO2 pico de magnitud similar para ambos sexos. Después del entrenamiento de resistencia, la utilización de CHO fue menor durante el ejercicio con la misma intensidad ABS; sin embargo, después del entrenamiento, la RA de la glucosa y la MCR fueron menores durante el ejercicio, tanto a intensidad ABS como a intensidad REL.

Diferencias Sexuales

Antes y después del entrenamiento, las mujeres tuvieron un menor RER que los hombres. Estos hallazgos respaldan la observación acerca de que las mujeres oxidan una mayor proporción de grasas que los hombres durante el ejercicio agudo a la misma intensidad REL (20, 31, 41). Se halló además que en comparación con los hombres, las mujeres tienen una mayor RA de glicerol. La mayor RA de glicerol en las mujeres sugiere que estas tienen una mayor tasa de lipólisis que los hombres, aunque aun no está claro cual es la fuente de lípidos. Hallazgos similares han sido reportados en un estudio acerca de los efectos del entrenamiento (15), en el cual los datos de los hombres fueron comparados con datos previamente reportados por el mismo grupo de investigadores para mujeres (12). Los estudios que han investigado las diferencias sexuales en la respuesta metabólica a un único período de ejercicio submáximo, han hallado que en comparación con los hombres, las mujeres tienen un menor RER (20, 31, 41), una utilización de glucógeno atenuada (10, 40), y una menor oxidación de leucina (27). La conclusión global es que las mujeres oxidan una mayor proporción de grasas y una menor proporción de CHO y de aminoácidos.

Aunque no hubo diferencias sexuales en la RA de la glucosa antes o después del entrenamiento a cualquier intensidad de ejercicio, la MCR de la glucosa fue menor en las mujeres que en los hombres en la parte final del ejercicio. Se halló además que en comparación con los hombres, hubo una fuerte tendencia en las mujeres a tener mayores concentraciones de glucosa plasmática (p=0.056). Estos hallazgos demuestran que, para una determinada concentración, las mujeres tienen una menor absorción de glucosa en los músculos esqueléticos que los hombres. Dos estudios han hallado que en humanos la administración de 17-β-estradiol puede disminuir la RA de glucosa durante el ejercicio submáximo (4, 37). Nosotros hemos mostrado previamente que los hombres a los que se les administro 17-β-estradiol, mantenían mejor los niveles plasmáticos de glucosa y tenían una menor MCR y una menor RD de glucosa durante el ejercicio de resistencia (4).

Otro ejemplo del efecto del 17-β-estradiol sobre el mantenimiento de la glucosa plasmática viene de experimentos que han utilizado un ratón mutante con noqueo doble con receptor α y peroxisoma proliferador-activado (PPARα -/-) (8). Este grupo halló que todos los ratones machos, pero solo el 25% de las hembras PPARα -/- a los que se les administró etomoxir (un inhibidor de la carnitín palmitoil transferasa I) desarrollaban una hipoglucemia fatal (8). El efecto hipoglucemico del genotipo PPARα -/- + etemoxir pudo ser completamente evitado cuando los ratones machos fueron pre tratados con 17-β- estradiol. Estos hallazgos indican que el 17-β-estradiol puede mediar en la RA de la glucosa y en el mantenimiento de la glucosa plasmática durante situaciones de estrés metabólico. Dado que en el presente estudio la concentración de 17-β-estradiol en el momento de la evaluación fue idéntica en hombres y mujeres, el rol potencial del 17-β-estradiol no estaría ocurriendo de manera aguda.

Previamente, hemos hallado que la administración transdérmica de 17-β-estradiol en hombres no tuvo efectos sobre la utilización de glucógeno en los músculos esqueléticos (43). El marcado ahorro de glucógeno hepático (23, 24), y la falta de un efecto sobre el contenido de GLUT-4 (39) sugieren que el 17-β-estradiol tiene un efecto más significativo sobre la producción de glucosa hepática que sobre la absorción de glucosa en el músculo esquelético. Estas observaciones son similares a aquellas realizadas en ratas machos suplementadas con 17-β-estradiol o en ratas hembras ooforectomizadas que muestran un ahorro hepático y muscular de glucógeno (23, 24) y una oxidación incrementada de lípidos (18).

En el presente estudio, la menor concentración de epinefrina observada en las mujeres, en comparación con los hombres, fue concomitante con la menor MCR de glucosa a los 90 minutos de ejercicio. Estos resultados son similares a los obtenidos por Ruby y cols. (37) quienes demostraron que la administración de 17-β-estradiol a mujeres amenorreicas redujo la concentración plasmática de epinefrina durante el ejercicio de resistencia. También son similares a hallazgos previos obtenidos por nuestro laboratorio, en los cuales la administración de 17-β-estradiol a hombres resultó en una significativamente menor RA y MCR de glucosa y en una tendencia (p=0.09) hacia la reducción en la concentración plasmática de epinefrina (4).

Entrenamiento

Luego del entrenamiento y comparación con el pre entrenamiento, hubo una disminución en la utilización total de CHO durante el ejercicio evaluado con la misma carga ABS. Sin embargo, no hubo cambios en la proporción de CHO utilizados durante el ejercicio con la misma intensidad REL post entrenamiento. Nuestros resultados son similares a los de otros investigadores (21, 34) quienes han hallado una reducción en la utilización de CHO (2, 28, 34) y un incremento en la utilización de grasas (21, 27, 34) durante el ejercicio prolongado con la misma carga absoluta luego del entrenamiento de resistencia. Friedlander y cols. (13, 14) tampoco hallaron una reducción en la oxidación de CHO tanto en hombres como en mujeres durante el ejercicio a la misma intensidad REL después de 10-12 semanas de entrenamiento de la resistencia. En conjunto, estos datos demuestran que, a pesar del incremento en la utilización de grasas luego del entrenamiento de la resistencia cuando los sujetos son evaluados a la misma intensidad ABS de ejercicio (la cual constituye un menor porcentaje del VO2 pico post entrenamiento), no hay un incremento en la proporción de grasas utilizadas durante el ejercicio con la misma intensidad REL. Es posible que la duración del entrenamiento no fuese suficiente para observar adaptaciones en la oxidación de lípidos con un diseño longitudinal, ya que estudios transversales han mostrado que atletas de resistencia bien entrenados tienen menores RER que las personas desentrenadas a la misma intensidad REL de ejercicio (5, 22).

La RA y la RD de la glucosa en reposo no fueron alteradas por el entrenamiento de la resistencia. Sin embargo, después del entrenamiento y durante el ejercicio la RA y la RD de la glucosa y la MCR se redujeron tanto a intensidades de ejercicio ABS como REL. Esto hallazgos concuerdan con los observados en estudios longitudinales previos referentes al entrenamiento (1, 13, 14, 28, 34) que muestran que hay una disminución en la utilización de CHO y en la RA de glucosa durante el ejercicio con la misma carga absoluta luego de tan poco como 10 días de entrenamiento (28, 32). Estos hallazgos además concuerdan con investigaciones transversales previas (5, 22), que muestran que los individuos entrenados tienen una reducción en la absorción de glucosa plasmática en comparación con individuos desentrenados. Estudios transversales que compararon sujetos entrenados y desentrenados han mostrado una disminución en la RA de glucosa durante el ejercicio con la misma intensidad REL de ejercicio (5, 22); sin embargo, esto todavía no se ha observado en estudios longitudinales referidos al entrenamiento de resistencia (13, 14). Friedlander y cols. (13, 14) no hallaron disminuciones en la RA o en la MCR de la glucosa durante el ejercicio a la misma intensidad REL luego del entrenamiento, tanto en hombres como en mujeres. Los diferentes resultados con respecto a la RA y la MCR de la glucosa entre nuestro estudio y los estudios previos de Friedlander y cols. (13, 14) pueden estar asociados a la intensidad del ejercicio en las pruebas. Las pruebas de ejercicio en el presente estudio fueron realizadas a ~60% del VO2 pico mientras que las pruebas de ejercicio en los estudios de Friedlander fueron realizadas a mayor intensidad (~65% VO2 pico). Además, a mayores intensidades de ejercicio la proporción de oxidación de CHO se incrementa (3, 35, 36), lo cual puede sustituir cualquier reducción en la RA de la glucosa inducida por el entrenamiento.

En el presente estudio, la reducción en la RA y en la MCR de la glucosa, junto con un RER similar durante el ejercicio a la misa intensidad REL luego del entrenamiento, muestra que no hubo una reducción neta en la utilización de CHO, sino un cambio en la fuente de los CHO utilizados. Si hay una reducción en la absorción de glucosa plasmática y no hay cambios en el RER, entonces debe haber un incremento compensatorio en la utilización de glucógeno muscular. Con el entrenamiento de la resistencia se produce un incremento en la concentración de glucógeno muscular en reposo (22, 27, 33, 34) y un incremento en la tasa de resíntesis de glucógeno luego del ejercicio (16, 19). Aunque muchos estudios han hallado una disminución en la utilización de glucógeno muscular con la misma intensidad ABS de ejercicio después del entrenamiento de resistencia, las investigaciones sobre la utilización de glucógeno antes y después del entrenamiento con la misma intensidad REL son limitadas. McKenzie y cols. (27) hallaron que antes y después del entrenamiento el cambio absoluto en la concentración de glucógeno fue similar durante el ejercicio con la misma intensidad REL. Otra consideración importante en la evaluación de los datos es que una reducción significativa en la RA de la glucosa puede sumarse al incremento en la utilización de glucógeno lo cual no es medible con la técnica de biopsia muscular. Es también posible que el RER corporal total no refleje el cociente respiratorio específico de un tejido (RQ). Por ejemplo Bergman y cols. (2) reportaron que durante el ejercicio de resistencia el RQ de los músculos activos y el RER corporal total pueden ser diferentes (i.e., una reducción en el RER corporal total sin cambios en el RQ muscular); sin embargo, esta discrepancia no ha sido hallada consistentemente (30).

La RA y la RD de glicerol no fueron afectadas por el entrenamiento tanto en reposo como durante el ejercicio con las mismas intensidades ABS o REL. Aunque después del entrenamiento se ha hallado a veces un incremento en la RA de glicerol en reposo (34), este no es siempre el caso (14). Sin embargo, cuando la RA del glicerol fue comparada entre individuos entrenados y desentrenados, se halló que los individuos entrenados tenían una mayor RA de glicerol durante el ejercicio en comparación con los individuos desentrenados (5). Aunque se considera que la concentración plasmática de glicerol es un indicador de los cambios en la lipólisis corporal total, esto está basado en el concepto de que el glicerol puede ser solamente tomado por el hígado y los riñones. Un estudio reciente (26) ha mostrado que solamente ~50 % del glicerol circulante es tomado por el hígado y los riñones, sugiriendo que hay glicerol quinasa presente en los tejidos extrahepáticos y extrarenales. En conjunto con los datos de Elia y cols. (9), los cuales indican que el glicerol puede no siempre ser liberado por el músculo esquelético y que el glicerol tomado por el músculo puede ser utilizado para la síntesis de triacílgliceridos intramusculares (17), los cambios pequeños en la lipólisis corporal total después de 7 semanas de entrenamiento pueden no ser detectados por medio de la medición de la RA de glicerol. Como consecuencia, aunque nuestros datos demuestran una mayor RA de glicerol en las mujeres que en los hombres, tanto antes como después del entrenamiento, es difícil especular sobre el/los mecanismo/s involucrados detrás de esta observación.

El entrenamiento de la resistencia resultó en una menor concentración plasmática de norepinefrina durante el ejercicio con la misma intensidad ABS; sin embargo, el entrenamiento de resistencia no tuvo efectos sobre la concentración plasmática de norepinefrina durante el ejercicio con la misma intensidad REL. La concentración plasmática de epinefrina fue menor a los 90 minutos de ejercicio luego de que los sujetos entrenaran con la misma intensidad ABS de ejercicio. La concentración plasmática de epinefrina a los 90 minutos de ejercicio coincidió con la menor MCR de glucosa observada en las mujeres en la parte final del ejercicio de resistencia. Nuestros datos son similares a los de estudios previos referidos al entrenamiento con participantes de sexo masculino (21, 34) que demostraron una disminución en las concentraciones plasmáticas de norepinefrina y epinefrina luego del entrenamiento de la resistencia, cuando los sujetos fueron evaluados con la misma intensidad ABS de ejercicio. Sin embargo, los datos no están completamente de acuerdo con los obtenidos por otros investigadores (14), quienes hallaron cambios en la concentración plasmática de norepinefrina en hombres, aunque las mujeres luego del entrenamiento tuvieron menores concentraciones, tanto a intensidades de ejercicio ABS como REL. Estos investigadores también hallaron que no hubo cambios en la concentración de epinefrina en las mujeres, sin embargo, luego del entrenamiento los hombres tuvieron una mayor concentración plasmática de epinefrina tanto a intensidades de ejercicio ABS como REL (14). Como se menciono previamente, las diferencias entre nuestros datos y los de Friedlander y cols. (14) pueden deberse a una menor intensidad en la evaluación del ejercicio en el presente estudio.

En conclusión, hemos hallado que luego del entrenamiento hay un cambio hacia un incremento en la utilización de grasas y una reducción en la utilización de CHO durante el ejercicio con la misma intensidad ABS. Sin embargo, no hubo un incremento en la utilización de grasas luego del entrenamiento durante el ejercicio a la misma intensidad REL. Después del entrenamiento, hay una disminución en la absorción de glucosa plasmática durante el ejercicio tanto a intensidades ABS como REL. Finalmente, las mujeres tienen una mayor tasa de lipólisis y utilizan proporcionalmente más grasa durante el ejercicio de resistencia que los hombres, sin tener en cuenta el estado de entrenamiento.

Agradecimientos

Queremos agradecer a Jack Rosenfeld y a Doug Mahoney por su ayuda en los análisis de HPLC y de las catecolaminas, y a Brian Roy por su ayuda con el análisis GC-MS de la glucosa y el glicerol.

Notas al Pie

Este estudio estuvo respaldado por el Consejo para la Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá.

Dirección para la Solicitud de Reimpresiones y otra Correspondencia

M. A. Tarnopolsky, Dept. of Neurology, Rm. 4U4, McMaster Univ. Medical Centre, 1200 Main St. West, Hamilton, Ontario, Canada L8N 3Z5 (correo electrónico: tarnopol@mcmaster.ca).

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Cita Original

S. L. Carter, C. Rennie, and M. A. Tarnopolsky. Substrate utilization during endurance exercise in men and women after endurance training. Am J Physiol Endocrinol Metab 280: E898-E907, 2001

Cita en PubliCE

Mark A Tarnopolsky, S. L Carter y C. Rennie (2001). Utilización de Sustratos Durante el Ejercicio en Hombres y Mujeres luego del Entrenamiento de Resistencia. PubliCE. 0
https://g-se.com/utilizacion-de-sustratos-durante-el-ejercicio-en-hombres-y-mujeres-luego-del-entrenamiento-de-resistencia-335-sa-r57cfb2713605d

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