Mitos y Realidades de los BCAA

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En mi trabajoDSC_0831-1 como farmacéutico he detectado un enorme interés en la suplementación deportiva, tanto por parte de deportistas aficionados como por profesionales. Al mismo tiempo he comprobado la mala información que existe sobre el empleo de estos suplementos en cuanto a los beneficios que se puede esperar de ellos y sus condiciones de administración. Es por ello que he decidido escribir este artículo centrado en un suplemento muy utilizado como son los aminoácidos ramificados, también conocidos como branched chain aminoacids (BCAAs), con el objetivo de proporcionar la información necesaria para ayudar a los deportistas a tomar decisiones sobre el empleo de estos suplementos.

Naturalmente no he podido evitar suplementarme con BCAA durante la semana en la que he elaborado este artículo, a la vez que me he sometido a un entrenamiento espartano … simplemente por involucrarme en lo que escribo, ya que no voy a referirme a mi experiencia personal de esta semana con el entrenamiento y los BCAA, sino a aspectos objetivos como son el conocimiento bioquímico y fisiológico, y la bibliografía sobre ensayos clínicos (EE.CC) en este campo.

Concretamente en el post, se realizará primero una “introducción teórica” sobre la utilidad de la suplementación con BCAA para, a continuación, evaluar su efectividad real a través de la revisión de EE.CC en esta materia. Se finalizará con las correspondientes conclusiones. Se trata de un artículo de contenido bastante técnico, si bien se ha estructurado para que sea útil también a lectores no pertenecientes al sector sanitario.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

Los BCAAs son leucina (Leu), isoleucina (Ile) y valina (Val), y llevan mucho tiempo en el mercado formando parte de suplementos que, en general contienen dosificaciones Leu:Ile:Val 4:1:1 y 2:1:1, siendo esta última la más probada en EE.CC. En general se suelen administrar en pautas de 5g diarios de BCAA. Como indicaba más arriba, se trata de suplementos utilizados desde hace tiempo pero no por ello bien conocidos.

¿Cuáles son los efectos que  teóricamente, basándose en aspectos bioquímicos y fisiológicos, se puede esperar?

1.- Reducción de la fatiga central, posibilitando la realización de una mayor carga de entrenamiento. Ello es debido a que los BCAAs compiten con el triptófano en su transporte a través de la  barrera hematoencefálica (BHE). El triptófano al atravesar la BHE, desplaza las reacciones de biosíntesis de serotonina (5-HT) hacia una mayor obtención de la misma. En la dinámica del sistema nervioso la 5-HT origina estados poco compatibles con el esfuerzo en general y con el entrenamiento en particular: sueño, bienestar, reducción de la excitabilidad de las neuronas motoras, placer, relajación. Por ello el bloqueo del paso de 5-HT a través de la BHE debido a los BCAA sitúa a los deportistas en condiciones propicias para realizar entrenamientos intensos. Estas condiciones también son propicias para la realización de otros esfuerzos como es el intelectual.

En los casos de entrenamiento de resistencia (larga duración) este efecto es más patente, puesto que en esta situación es mayor empleo fisiológico de grasas como combustible, lo que incrementa las concentraciones plasmáticas de ácidos grasos que, al unirse a la albúmina plasmática, desplazan al triptófano de su unión con ella aumentando sus concentraciones plasmáticas y, por lo tanto, su tasa de permeabilidad a través de la BHE.

Pero no solo es importante la antagonización del triptófano; hay que decir aquí que su manejo en el deportista es complicado puesto que por otro lado, también puede ser interesante la suplementación del mismo para facilitar la recuperación en momentos en los que no se vaya a entrenar. Así, la disposición de concentraciones adecuadas de triptófano es importante para recuperarse adecuadamente durante el sueño o en periodos de descanso.

2.- Mejora en el rendimiento debida a la disposición de una fuente de energía adicional.

Los BCAAs, al contrario que los demás aminoácidos, se metabolizan principalmente en el músculo, proporcionando un suplemento de esqueletos carbonados (acetoacetato, acetil coenzima A y succinil coenzima A) que pueden ser utilizados directamente en el músculo para producir energía en forma de ATP, adicionalmente a otras fuentes como son, por orden de disponibilidad: la fosfocreatina, la glucosa plasmática, el glucógeno y las grasas. Evidentemente el disponer de  mayor cantidad de energía por unidad de tiempo, mejora la potencia y el rendimiento deportivo.

Es importante hacer notar que este efecto puede hacerse poco importante si el músculo no cuenta con unos niveles de glucógeno mínimos o con una disponibilidad de concentraciones plasmáticas de glucosa suficientes. Esto es necesario para asegurar la existencia de piruvato en concentración suficiente en el músculo para que, vía alanina transferasa (ALT), se forme alanina como medio de salida de grupos amino procedentes del catabolismo muscular; esta necesidad de salida es más importante cuando se está suplementando con BCAAs. En otro caso se produciría esta salida a través de la glutamina, con un esqueleto carbonado  mucho mayor que el de la alanina, suponiendo un drenaje adicional de esqueletos carbonados que compensaría el mayor aporte de estos vía BCAA, haciendo menos relevante el papel de estos como sustrato energético. Es por ello que puede ser interesante la complementación de los BCAA con bebidas ricas en carbohidratos.

3.- Efecto anabolizante vía incremento de las concentraciones plasmáticas de hormona del crecimiento (GH) que, a su vez, estimula la expresión del “factor de crecimiento análogo a la insulina” (IGF-1). Ello es debido a que la leucina induce la fosforilación de la kinasa mTOR que, vía Akt-independiente, activa otras kinasas clave en la traducción ribosómica de las hormonas del crecimiento. Sin embargo el mecanismo exacto que relaciona la biodisponibilidad de los BCAA y el ejercicio con el incremento de hormonas del crecimiento no está aún claro, debido a las múltiples funciones de estas hormonas: respuesta es estrés, adaptación del organismo al entrenamiento, etc.

Entre los efectos de ambas hormonas en relación con el entrenamiento destacan: por un lado la potenciación de procesos lipolíticos que reducen los depósitos de grasa por medio del aumento de su biodisponibilidad como combustible y, por otro, la estimulación de la síntesis proteica con resultado de aumento de masa muscular como respuesta adaptativa al deporte. Además también estimulan el recambio proteico necesario para facilitar la disposición de los aminoácidos necesarios en cada momento; a destacar los BCAA durante el entrenamiento.

4.- Reducción en el daño muscular y mejora en el tiempo de recuperación tras el entrenamiento.

El daño muscular es necesario para el progreso deportivo. Sin embargo un exceso de daño proveniente de cargas de entrenamiento elevadas puede ser contraproducente tanto por la producción de lesiones, dolor e inflamación, como por la reducción de la capacidad de soportar altas cargas de entrenamiento, limitando por tanto la hoja de ruta de progreso deportivo. En este sentido, la reducción en el daño muscular y la mejora en la recuperación derivada de la suplementación con BCAA facilitan la recuperación tras el entrenamiento y, por lo tanto, el aumento de la carga semanal de entrenamiento asumible por el deportista.

El daño muscular en general puede producirse bien por isquemia e hipoxia muscular en ejercicios muy prolongados causando daño necrótico, bien por exceso de esfuerzo muscular (carga) que puede derivar en una alteración de la línea Z sarcomérica o, también, por un desequilibrio en la homeostasis de calcio en el miocito. Desde una perspectiva celular las consecuencias consisten en general, en la desorganización de las membranas del miocito facilitando la salida de material del sarcoplasma, destacando algunas biomoléculas como: mioglobina, lactato deshidrogenasa (LDH), aldolasa, creatina kinasa (CK), etc. Precisamente muchas de estas se emplean como marcadores de daño muscular; la más interesante es la mioglobina, por su escasa variabilidad. Algunas de ellas, como la mioglobina, son capaces de inducir respuestas inflamatorias del sistema inmunológico.

Por otro lado el mecanismo indicado de daño muscular también induce la infiltración de material plasmático en las fibras musculares con la consiguiente inflamación y sensación dolorosa.

En resumen, los efectos fisiológicos del daño muscular debido a entrenamiento de resistencia son: dolor, inflamación, pérdida de funcionalidad del músculo y aumento del tiempo de recuperación. La consecuencia para el deportista es la dificultad para hacer frente a las costosas rutinas de entrenamiento que se han de seguir en la práctica profesional.

5.- Reducción en la incidencia de infecciones debida a que los BCAA son precursores de glutamina, la cual es clave para:

  • dar soporte a elevadas necesidades de recambio y diferenciación de las células de la mucosa intestinal, que se traduce en un incremento en la secreción de inmunoglobulinas A (IgA), de función protectora, así como en un incremento de la impermeabilidad de la mucosa gastrointestinal al paso de agentes infecciosos.
  • satisfacer las elevadas exigencias de división y diferenciación de linfocitos T, que entre otras cosas se traduce en un aumento en las concentraciones de citoquinas como IL-2.
  • dar soporte a la síntesis de ARNm en macrófagos y neutrófilos, clave para mantener su actividad inmunológica en niveles elevados y con impacto igualmente en las concentraciones de citoquinas IL-2.

El mecanismo de todos estos efectos está aún por dilucidarse teóricamente, estando relacionado tanto con el papel de la glutamina en la síntesis de bases púricas y pirimidínicas debido a su rol como donador de grupos amino, como con su relevancia como sustrato energético precursor de metabolitos biosintéticos esenciales.

Como quiera que en casos de sobreentrenamiento, así como en casos de traumas físicos, se produce un déficit de glutamina que induce ligera inmunosupresión, los deportistas con elevadas cargas de entrenamiento son más susceptibles a las infecciones. Es por ello que la suplementación con precursores de glutamina como son los BCAAs puede ser interesante  en este aspecto. El metabolismo de los BCAAs produce un aumento en las concentraciones plasmáticas de glutamina, especialmente en condiciones de hipoglucemia y bajos niveles de glucógeno, que es el caso del deportista en situaciones de elevada carga de entrenamiento.

Ahora es preciso investigar si estos efectos teóricos derivados de la bioquímica realmente producen el resultado indicado y bajo qué condiciones, esto es cómo y cuándo han de administrarse. Para ello, tal y como expongo a continuación, he revisado parte de la bibliografía existente sobre EE.CC en este campo.

INVESTIGACIÓN CLÍNICA

1.- Reducción de la fatiga central. En este caso existe evidencia de la reducción en la fatiga y percepción de agotamiento con suplementación aguda de aminoácidos. Así en (3) se evaluó la fatiga percibida a través de la escala de Gunnar Borg, resultando una menor fatiga percibida en los sujetos a los que se le había administrado suplementación aguda de BCAA. Este resultado es estadísticamente significativo (p < 0,05). Esta reducción de la fatiga debida a la suplementación con BCAA es más patente cuanto mayor es la duración del entrenamiento, especialmente con duraciones mayores de 60 min.

2.- Mejora en el rendimiento

En este caso existen ensayos clínicos que muestran una menor concentración plasmática de lactato tras el entrenamiento cuando se ha suplementado con BCAA crónicamente (2). Ello se supone debido a que la mayor disponibilidad de combustible para energía en el músculo reduce la necesidad de la transformación anaeróbica de glucosa a lactato para suministrar energía, ya que el músculo dispone en este caso de otras fuentes de energía como son los esqueletos carbonados de los BCAA. Así mismo la demanda de acetil coenzima A (Ac-CoA) debida a las necesidades de metabolización de esqueletos carbonados de BCAA en el ciclo Krebs reduce la disponibilidad de piruvato para originar lactato.

La mejora en el rendimiento tras la administración de BCAA es mucho más notable si esta es crónica. Esto puede deberse al “entrenamiento” o aumento de actividad de una enzima clave en el metabolismo de los BCAA como es el complejo α-cetoácido deshidrogenasa (BCKADH), que asegura la biodisponilidad de los BCAA tras ser administrados. Además esta mayor capacidad de oxidación de los BCAA en la suplementación crónica hace que el organismo, para adaptarse, responda con un incremento de la expresión de GH que estimule procesos de recambio proteico para asegurar la aportación endógena de BCAA, a cuya utilización el organismo se ha acostumbrado.

Si la administración de BCAA no es crónica sino que se hace únicamente en el entorno temporal del entrenamiento, la mejora del rendimiento no es significativa como puede verse en (3), por el motivo indicado anteriormente: falta de actividad de BCKADH y otras.

3.- Efecto anabolizante.

Una conclusión muy importante es a la que se llega en (1), donde se demuestra que la administración aguda de BCAA en entrenamiento de musculación no tiene efectos anabolizantes. El aumento en la concentración de hormona del crecimiento GH y de factor del crecimiento similar a la insulina IGF-1 tras la suplementación no son significativos estadísticamente, siendo P>0,05. Por lo tanto en este tipo de entrenamiento la administración concomitante de BCAA no mejorará la ganancia de masa muscular.

La suplementación crónica de BCAAs induce mayores concentraciones de GH y de su receptor, quedando esta vez en el límite de la significación estadística (P=0,08), como puede verse en (2). Este aumento en las concentraciones plasmáticas de GH pueden deberse tanto a una reacción fisiológica adaptativa cuyo objetivo es la síntesis de proteína y, en consecuencia de masa muscular, para hacer frente a la carga de entrenamiento, como a una estimulación del recambio de aminoácidos para proporcionar un combustible como son los BCAAs, al que el organismo se ha adaptado a utilizar debido a la suplementación crónica.

En resumen decir que, si bien el efecto anabolizante de los BCAA existe y se ha registrado en EE.CC, éste no es significativo estadísticamente en el caso de la suplementación aguda y está en el límite de serlo en la suplementación crónica.

4.- Reducción en el daño muscular y mejora en el tiempo de recuperación tras el entrenamiento. Existe evidencia sobre el aumento de utilización de los BCAA plasmáticos por el miocito tras la realización de ejercicios de resistencia, poniendo de manifiesto la importancia de los BCAA en la reparación muscular debida ejercicios de resistencia (6).

Además existen ensayos clínicos que demuestran la disminución de las concentraciones plasmáticas de marcadores de daño muscular tras la suplementación crónica con BCAA (7). En este estudio se pone de manifiesto que la reducción del daño muscular no tiene traducción en una mejora del rendimiento o de la potencia pero sí en una mayor capacidad de entrenamiento de los deportistas.

También existen investigaciones clínicas como (8), en las que se evidencia significativamente una reducción en el periodo durante el cual los deportistas sufren un nivel alto de dolor y molestia tras entrenamientos de resistencia en el grupo tratado con BCAA frente a placebo.

5.- Reducción en la incidencia de infecciones. Aunque el mecanismo de acción concreto de la glutamina como estimulante del sistema inmunológico no es completamente conocido, existen evidencias de estas acciones a través de ensayos clínicos realizados.

Así en (4) se analiza el comportamiento in vitro, en presencia y en ausencia de glutamina, de diversos elementos del sistema inmunológico como son linfocitos T, Linfocitos B, macrófagos, neutrófilos y, producto del conjunto de todos ellos, el nivel plasmático de citoquinas. Como resultados cabe destacar:

  • La ausencia de glutamina impide la proliferación de los linfocitos T, clave para la respuesta inmunológica
  • La concentración de glutamina induce fuertemente la diferenciación de los linfocitos B en células capaces de sintetizar anticuerpos.
  • La síntesis del ARNm necesario para la expresión de proteínas de superficie por los macrófagos y neutrófilos, clave en el desempeño de su actividad frente a patógenos, es glutamina dependiente.
  • La concentración de glutamina induce la expresión de productos de la respuesta inmunológica como son diversos tipos de citoquinas, así: TNF-α e IL-1 son inducidos en linfocitos y monocitos murinos e IFN-γ, IL-6 e IL-8 lo son en humanos.

Existen pocos estudios fiables in vivo sobre el efecto de la glutamina en el sistema inmunológico en humanos, pero sí en modelos animales. Como puede verse en (5) la suplementación con glutamina en ratones congénitamente atímicos y, por tanto inmunodeprimidos, produce tanto un aumento significativo estadísticamente en el recuento de linfocitos CD3, CD8 y CD4 en el tracto gastrointestinal, como un incremento en las concentraciones de interleukina IL-2 en el mismo territorio; evidenciando la investigación teórica sobre la inducción del sistema inmunológico debida a la glutamina y a sus precursores como los BCAAs.

CONCLUSIONES

Los beneficios contrastados científicamente sobre la utilización de BCAAs en el deportista apuntan hacia una mayor capacidad del mismo para acometer mayores cargas de entrenamiento, redundando esto en la posibilidad de llevar una hoja de ruta de progreso más exigente. Estos beneficios se deben a:

  • Una menor susceptibilidad a la fatiga incluso con suplementación aguda de BCAA en el momento del entrenamiento
  • Reducción del daño muscular en condiciones de suplementación crónica de BCAA.
  • Una menor tasa de incidencias por infecciones derivadas de inmunosupresión por exceso de deporte en los casos de suplementación con BCAA.

Aunque existen indicios de efectos anabolizantes provenientes de la suplementación crónica con BCAA reflejados en una mayor concentración de hormona del crecimiento y de su proteína-ligando, éstos están al borde de la significación estadística en la investigación clínica revisada. Por ello es necesaria investigación adicional para determinar en qué condiciones se produciría este supuesto efecto anabolizante: con qué pauta de administración, en qué tipos de entrenamiento, etc.

En cuanto a las pautas de administración, indicar la conveniencia de suplementar a través de pauta diaria continua (crónica) durante el periodo de entrenamiento más intenso del deportista dentro del año, por ejemplo 1 o dos meses, retirándola a continuación durante el periodo de entrenamiento más suave. La dosis diaria dependerá del caso y las necesidades, pudiéndose considerar orientativamente dosis de 5 g diarios repartidos en tres tomas, por ejemplo desayuno, 30 minutos antes de entrenar y 30 minutos después de entrenar o, caso de un día de descanso, desayuno, comida y cena. La combinación con suplementos de carbohidratos puede ser interesante, especialmente en entrenamiento de resistencia.

Fin de la "hoja de ruta", relajándome en el mar

Fin de la “hoja de ruta”, relajándome en el mar

Finalmente despedirme de una semana demoledora debido a la inmersión física e intelectual en el artículo que, como he indicado anteriormente, me ha llevado a unas sesiones intensivas de entrenamiento bien regado de BCAA para ambientarme en el tema … la experiencia para mí y el artículo para ustedes.

BIBLIOGRAFÍA CITADA y RECOMENDADA

  1. Campbell B., La Bounty P., Oetken A., Greenwood M., Kreider R. and Willoughby D.The anabolic hormone response to a lower-body resistance exercise bout in conjunction with oral BCAA supplementation”. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2009, 6(1):7
  2. E. F. De Palo, R. Gatti, E. Cappellin, C. Schiraldi, C. B. De Palo, and P. Spinella “Plasma lactate, GH and GH-binding protein levels in exercise following BCAA supplementation in athletes”. Amino Acids from Springer-Verlag 2001 20: 1–11.
  3. Greer B.K., White J.P., Arguello E.M, Haymes E.M. “Branched-chain amino supplementation lowes perceived exertion but does not affect performance in untrained males”. Journal of strength and conditioning research 2011 25(2):539 – 544.
  4. Calder P.C., Yaqoob P. “Glutamine and the immune system”. Amino Acids 1999 17:227-241.
  5. Gismondo, M.R., Drago L., Fassina M.C. Vaghi I., et al. “Immunostimulating effect of oral glutamine”. Digestive Diseases and Sciences, 1998 43(8): 1.752 – 1.754.
  6. Shimomura Y., Kobayashi H., Mawatari K., Akita K., Inaguma A., Watanabe S., Bajotto G., Sato J. “Effects of squat exercise and branched-chain amino acid supplementation on plasma free amino acid concentrations in young women”. J Nutr Sci Vitaminol Tokyo 2009, 55(3):288-291.
  7. Nosaka K., Sacco P., Mawatari K. “Effects of amino acid supplementation on muscle soreness and damage”. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2006, 16(6):620-635.
  8. Shimomura Y., Harris R.A. “Metabolism and physiological function of branched-chain amino acids: discussion of session 1”. J Nutr 2006, 136(1S):232-233.

 

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