Rendimiento deportivo y dietas bajas en carbohidratos o cetogénicas. Parte 1.

Iremos paso a paso. Aportamos cuatro razones que objetivamente nos dan respuesta a la pregunta que hemos planteado.

• De la bioenergética extraemos el siguiente concepto. La eficiencia energética de un sustrato. Se define esta como la energía que aporta por cada átomo de carbono en su estructura. Los cuerpos cetónicos aportan 5.4 adenosín trifosfato (ATP), la glucosa 5.2 ATP y los ácidos grasos 6.7 ATP. Por tanto, bajo el criterio de “eficiencia energética”, los cuerpos cetónicos y los ácidos grasos son superiores a la glucosa. En cuestión de producción de ATP por átomos de carbono la glucosa no sale bien parada, dado que se trata de un hexosa (6 carbonos en su estructura), a diferencia de los ácidos grasos, los cuales muestran un amplio rango en cuestión de átomos de carbono en su estructura. Desde un número de carbonos inferior al de la glucosa, como es el caso del ácido butírico (4 carbonos), hasta incluso ácidos grasos con casi cuatro veces más carbonos que la glucosa, como el DHA, que posee 22. Para la glucosa este es un valor estático, sin embargo, el valor 6.7 ATP correspondiente a los ácidos grasos es una media que engloba todo el espectro de ácidos grasos existente en el cuerpo humano considerando su abundancia en el mismo.
• Desde lo puramente bioquímico y con gran importancia en el metabolismo energético, la resíntesis de ATP nos aporta información acerca de cuáles son los sustratos energéticos que producen ATP con mayor rapidez. Gracias al trabajo de Sahlin en el año 1998 conocemos una aproximación de la cantidad de ATP que las principales rutas de obtención de energía regeneran en el músculo esquelético, así como los sustratos energéticos. En el citosol de la célula, la glucólisis nos ofrece tasas de resíntesis de ATP de 1.3 mmol; mientras que dentro de la mitocondria, gracias a la respiración mitocondrial, los CHO ofrecen tasas de 0.7 mmol y los ácidos grasos 0.3 mmol. Para concluir, mencionar que los cuerpos cetónicos ofrecen tasas de 0.4 mmol. Por tanto, si integramos este concepto dentro del marco del ejercicio físico, en concreto a intensidades máximas e incluso submáximas donde la demanda energética es muy elevada, y por consiguiente, la producción total de ATP será muy alta, la vía de producción de energía que permite una mayor obtención por unidad de tiempo será la de uso preferente. Los números son los números. Así después, en términos de regeneración de ATP, la glucosa es superior a los ácidos grasos y los cuerpos cetónicos.
• El oxígeno (O2), que es fundamental para los seres vivos, participa en decenas de procesos bioquímicos. Gracias a las investigaciones llevadas a cabo por August Krogh en la década de 1920 conocemos qué cantidad de oxígeno se requiere para la oxidación de los sustratos energéticos. Si echamos mano de la estequiometría de las reacciones observamos lo siguiente: a partir de una molécula de glucosa se producen 37 ATP, al tiempo que a partir de un ácido graso (se toma como referencia el ácido palmítico) se obtienen 134 ATP (este número varía ligeramente en función de la longitud del ácido graso). A pesar de esto, la producción absoluta es indiferente durante el ejercicio. La disponibilidad de O2 es limitada, por lo que debemos poner el foco en el requerimiento de O2 para oxidar cada una de estas biomoléculas. Para la producción de 37 ATP a partir de la glucosa se utilizan 6 O2, mientras que para producir 134 ATP a partir de los ácidos grasos se utilizan 23 O2. Las relaciones son las siguientes: 6.16 ATP por O2 utilizado en el caso de la glucosa, y 5.82 ATP por O2 utilizado en el caso de los ácidos grasos. O en otras palabras, la utilización de los ácidos graso como fuente de energía requieren un 5.5% de O2 más. Por si esto no fuera suficiente, el trabajo de Leverve y colaboradores en 2007 nos mostró que la oxidación de los CHO producía mayor cantidad de poder reductor (NADH) que la B-oxidación de los ácidos grasos, confirmando que la producción de ATP por unidad de O2 consumido en la cadena de transporte de electrones es mayor. De igual forma que en el punto 2, los números son los números. La glucosa produce más ATP por cada O2 utilizado, y por tanto, para producir la misma cantidad de energía, la B-oxidación requerirá más O2.
• Si echamos mano libros que profundicen en la bioquímica del ejercicio, en la gran mayoría de ellos apreciaremos que se hace mención a como la utilización de los sustratos energéticos varía en función de la intensidad del ejercicio. Mención especial al concepto de “crossover point” que introdujo el archiconocido investigador George Brooks y del cual hablaremos en próximas publicaciones. Sin embargo, el campo de investigación principal de este investigador es el lactato, del cual vamos a hablar en este cuarto apartado. En 1997, Coyle y colaboradores observaron que la oxidación de ácidos grasos durante el ejercicio está estrechamente regulada por la disponibilidad de CHOs. Pocos años después, Van Loon y colaboradores realizaron un interesante estudio del cual extraemos la siguiente figura. Podemos observar que a medida que incrementa la intensidad del ejercicio incrementa la utilización de los CHO como fuente de energía y disminuye la utilización de ácidos grasos.

Figura 1. Gasto energético y selección de los sustratos energéticos a diferentes intensidades (% Wmax) (extraída de Van Loon y colaboradores en 2001).

Fue en 2003 cuando el prestigioso investigador y nutricionista Asker Jeukendrup, junto a Achten, observó una relación inversa entre el lactato en sangre y la oxidación de ácidos grasos durante el ejercicio. A mayor concentración de lactato, menor oxidación. Esto parece explicarse de la siguiente forma: los ácidos grasos son transportados al interior de la mitocondria gracias al transportador CPT-1, sin embargo, la actividad de este se reduce considerablemente cuando el flujo glucolítico es muy alto (se produce un incremento en la concentración de malonil-coA), es decir, cuando la intensidad del ejercicio es elevada y la demanda de ATP es máxima.

Tras lo expuesto en este apartado 4, concluimos que dicha regulación metabólica nos conduce a una mayor utilización de los CHO como fuente de energía cuando la intensidad del ejercicio es máxima o submáxima.

PUNTOS CLAVE

• La eficiencia energética es mayor para los cuerpos cétonicos y los ácidos grasos que para la glucosa.
• La glucosa presenta tasas de regeneración de ATP superiores a los ácidos grasos.
• La glucosa produce más ATP por cada O2 que los ácidos grasos.
• La aplicación de dietas bajas en CHO-altas en grasa las cuales han demostrado reducir las reservas musculares de glucógeno frente a las dietas habituales (contenido en CHO moderado-alto) podrían limitar el tiempo que los deportistas realizan ejercicio así como acelerar la aparición de la fatiga.