Primeras investigaciones
El glucógeno muscular comenzó a ser ampliamente estudiado en la década de los sesenta por medio de la realización de biopsias musculares, las cuales permiten extraer una muestra de tejido y por medio de distintos tratamientos conocer las concentraciones de glucógeno.
Como bien sabemos, los carbohidratos (CHO) son principalmente almacenados en dos grandes depósitos de glucógeno, como son el hepático y el muscular.
El consumo de carbohidratos durante el ejercicio ha mostrado mejorar el rendimiento deportivo.
De manera que contamos con directrices para la ingesta de carbohidratos en base a la duración del ejercicio realizado.
Tras la realización de un ejercicio se recomienda el consumo de CHO para la reposición de glucógeno muscular.
Pero poco se habla sobre la reposición durante el entrenamiento.
¿Entonces?
¿Puede producirse la síntesis de glucógeno durante la realización de ejercicio?
Como se ha visto en algunos estudios, el consumo de CHO durante el ejercicio puede conducir a distintos resultados.
En algunas ocasiones puede llevar a la síntesis de glucógeno muscular, mientras que en otras ocasiones puede llevar al ahorro de glucógeno, y en otras puede no influir en el glucógeno muscular en comparación con la no ingesta de carbohidratos, es decir no ahorrar glucógeno.
En esta ocasión se analizará en profundidad los factores pueden llevar a esta discrepancia en los resultados, y en que condiciones se ha observado que puede ocurrir la síntesis de glucógeno.
Primer estudio.
El primer estudio en investigar la influencia de la administración de CHO durante el ejercicio en el glucógeno muscular fue realizado por Bergstrom y Hultman en el cual se estudió la realización de ejercicio a una pierna sin la administración de CHO, y se comparó con la posterior realización de ejercicio con la otra pierna.
Segundo estudio.
En esta segunda ocasión se administró de 20 a 50 ml de infusión intravenosa de una solución de glucosa al 50% previo al ejercicio, y posteriormente infusión continua de 800-1000 ml de una solución de glucosa al 20% durante los 60 minutos de ejercicio, aportando un total de 170-210 g de CHO.
Tras la realización del ejercicio, se observó una menor utilización del glucógeno muscular en la pierna que había realizado ejercicio con la infusión de glucosa.
Sin embargo, se debe tener en cuenta que las cantidades administradas fueron muy altas en comparación con las ingeridas en la práctica deportiva (0.5-1.5g/min).
Fueron administradas vía intravenosa, lo cual evita el paso de los CHO aportados por el tracto digestivo (se debe tener en cuenta que cuando se menciona que la administración de carbohidratos se realiza por esta vía en un estudio, se evita el paso de los mismos por el sistema digestivo, por lo que es difícil extrapolar estos resultados al consumo en la práctica diaria).
Además, para el tratamiento de la muestra extraída por medio de la biopsia muscular, y en particular para la precipitación proteica, se utilizó ácido tricloroacético, que puede llevar a una subestimación de las concentraciones de glucógeno muscular.
Tercer estudio.
Posteriormente, Hultman et al estudiaron la realización de un ejercicio de depleción de glucógeno a una pierna, seguido de la realización de un ejercicio de dos horas de duración a moderada intensidad con ambas piernas, durante el cual se realizó infusión de glucosa de manera continua.
Al finalizar la primera hora de ejercicio, se observó que en la pierna que permaneció en reposo (que comenzó el ejercicio con mayores concentraciones de glucógeno) se produjo una disminución en las concentraciones de glucógeno, mientras que en la pierna que previamente había realizado el ejercicio de depleción, se produjo un incremento en las concentraciones de glucógeno.
Durante la segunda hora se observaron incrementos en las concentraciones de glucógeno en ambas piernas, siendo este el primer caso documentado en el cual incrementaron las concentraciones de glucógeno durante el ejercicio.
Aunque en este estudio se indica que el ejercicio fue de moderada intensidad, no se especifica claramente la intensidad del ejercicio (dado que debería expresarse relacionada a otro parámetro), no se especifica la cantidad total de glucosa administrada mediante infusión, y también se debe considerar que ésta se realizó por vía intravenosa.
Cuarto estudio.
En el siguiente estudio se aportaron carbohidratos por medio de una bebida. Se encontraron resultados similares.
Bonen estudió los cambios en el glucógeno tras la realización de un ejercicio en cicloergómetro con ambas piernas con la finalidad de inducir gran depleción de glucógeno (>80%) en un grupo, una pequeña depleción de glucógeno (<35%) en otro grupo, y un grupo sin depleción de glucógeno (que no realizó el ejercicio inicial), previo a un ejercicio a una pierna, de 4 h de duración al ~20% VO2max.
Además, dentro de cada grupo, se indicó a una parte de la muestra que realice reposo tras la realización del ejercicio inicial, conformando así los grupos con las siguientes condiciones: gran depleción de glucógeno + reposo (GD+R), gran depleción de glucógeno + ejercicio a una pierna (GD+EJ), depleción de glucógeno reducida + reposo (PD+R), depleción de glucógeno reducida + ejercicio a una pierna (PD+EJ), y reposo + ejercicio a una pierna (R+EJ).
Durante las 4 horas finales en las cuales se indicó la realización de ejercicio o reposo, se dio a los participantes en dos ocasiones una bebida que aportó 1.5 g/kg de glucosa, es decir ~104 g por toma.
En este estudio se observó una disminución significativa del glucógeno muscular tanto en la pierna ejercitada como en la pierna que permaneció en reposo en el grupo PD+EJ tras las primeras dos horas de ejercicio, viéndose un ligero incremento en la pierna ejercitada tras las segundas dos horas de ejercicio, pero sin incrementos en la pierna que permaneció en reposo.
En el grupo GD+EJ, se observó una muy baja resíntesis de glucógeno en ambas piernas tras cuatro horas de ejercicio, sin presentar diferencias significativas entre ambas a las dos y a las cuatro horas de ejercicio.
Sin embargo, tanto el grupo PD+EJ como GD+EJ, se observaron menores concentraciones de glucógeno a las 2 y a las 4 horas de ejercicio en comparación con los grupos que permanecieron en reposo (PD+R y GD+R, respectivamente).
En el grupo R+EJ no se observó una disminución en las concentraciones de glucógeno a las 2 h pero si a las 4 h de ejercicio.
Estos resultados parecen indicar que el grado de depleción previo influye en la capacidad de resíntesis de glucógeno durante el ejercicio.
Además, también podemos extraer que la realización de ejercicio dificulta la resíntesis de glucógeno en comparación con un grupo en reposo, incluso en el músculo no ejercitado, pudiendo indicar que no solo influyen parámetros propios del músculo en la síntesis de glucógeno, sino factores sistémicos, como factores hormonales.
Otro dato interesante en este estudio es que en el grupo R+EJ, el glucógeno muscular disminuyó tanto en la pierna ejercitada como en la no ejercitada.
Por otro lado, no se incluyó un grupo control que no haga ingesta de CHO durante el ejercicio, el cual pudo haber servido para determinar si durante la realización del ejercicio sin una previa depleción de glucógeno (grupo R+EJ), el consumo de CHO produce un efecto de ahorro de glucógeno muscular.
Es importante tener en cuenta que el consumo de oxígeno máximo de los participantes de este estudio fue de 59.3 ml/kg/min (media), que es menor que en otros estudios como se comentará a continuación.
Quinto y sexto estudio
Por último, siendo analizados dos estudios llevados a cabo por el mismo grupo de investigación, uno realizado en 1987 y el otro en 1989.
El primer ensayo se realizó cruzado y aleatorizado, donde los sujetos de estudio fueron siete ciclistas entrenados, con un VO2max de 69 ml/kg/min.
En el mismo, se estudió la realización de un ejercicio de depleción de glucógeno previo a 3 h de ejercicio al 40% Wmax (trial A) o 3 h de reposo (trial B).
Durante este período de 3 h, se les dio una bebida con una solución de maltodextrina y fructosa al 25%, la cual aportó en promedio 491 g CHO totales durante el ejercicio, y 401 g CHO totales durante el período de reposo.
Tras la realización del ejercicio se observó un incremento del glucógeno muscular de 63 mmol/kg D.M. en promedio, lo cual es equivalente a una resíntesis de 21 mmol/kg D.M/hora.
Por otro lado, al permanecer durante el mismo período de tiempo en reposo (trial B), el glucógeno incrementó en 112 mmol/kg D.M, es decir, presentó una tasa de resíntesis de glucógeno de 37 mmol/kg D.M/h (~1.8 veces la tasa de resíntesis producida durante el ejercicio).
En el siguiente estudio (8) se llevó a cabo un protocolo similar, pero en personas físicamente activas que realizaban deportes como fútbol, tenis, hándbol, gimnasia o powerlifting.
En este caso el período de intervención fue de 2.5 h en lugar de 3. Sin embargo, al igual que en el estudio anteriormente comentado, también se realizó un ejercicio de depleción de glucógeno seguido de ciclismo al 40% Wmax (grupo A) o reposo (grupo B).
En el grupo A se realizó la infusión de 40 g de CHO durante la primera hora de ejercicio, y sumado a esto se consumieron carbohidratos por medio de bebidas deportivas, aportando un promedio total de 450 g de CHO durante las 2.5 horas de ejercicio, es decir 180 g por hora.
Por otro lado, el grupo que permaneció en reposo consumió en promedio 471 g de CHO (~188 g por hora o ~1 g/kg/hora).
Al finalizar el ejercicio se observó que las concentraciones de glucógeno muscular no fueron significativamente diferentes respecto al valor inicial en el grupo A, pero si incrementaron en el grupo B, que permaneció en reposo.
Estos dos estudios parecen indicar que se pueden presentar diferencias entre personas entrenadas en deportes de resistencia con respecto a personas que realizan otro tipo de deportes.
Limitaciones
En el presente artículo se discutieron los estudios que evaluaron las concentraciones de glucógeno en dos momentos específicos, ya sea antes, durante y/o después del ejercicio.
Debido a esto, la discusión llevada a cabo es sobre el hecho de que si se pueden incrementar las concentraciones de glucógeno durante el ejercicio (lo que conlleva la síntesis de glucógeno).
Algo que escapa a la interpretación de los estudios aquí tratados es la posibilidad de que haya ocurrido la síntesis de glucógeno durante el ejercicio (en general o en alguna de las distintas subfracciones de glucógeno muscular específica), pero con mayor tasa de degradación, observando así menores concentraciones totales y dando por hecho que no ocurrió la síntesis de glucógeno.
Conclusiones
Para que se produzca un incremento en las concentraciones de glucógeno durante el ejercicio, la tasa de síntesis debe exceder la tasa de utilización de glucógeno, por lo tanto, parece necesario que el ejercicio no tenga una tasa de degradación de glucógeno tan alta para observar una síntesis neta.
Debido a esto, el ejercicio debe ser de una baja intensidad, y aunque no está claro el límite superior, se pueden tener referencias de los estudios aquí presentados que son de un ~20% VO2max y de 40% Wmax.
Debido a que se ha visto que la tasa de síntesis de glucógeno post ejercicio es mayor al presentarse bajas concentraciones de glucógeno muscular (9), sumado a lo expuesto en el presente artículo, parece que el hecho de que se presenten bajas concentraciones de glucógeno muscular es un factor necesario para que se produzca la síntesis de glucógeno durante el ejercicio.
En particular, los artículos aquí presentados encontraron incrementos en las concentraciones de glucógeno cuando se alcanzaron concentraciones menores a ~150 mmol·kg·D.M.
La ingesta de CHO durante el ejercicio es necesaria para que este fenómeno se produzca, sin embargo, en los estudios analizados las cantidades ingeridas fueron muy elevadas, y habitualmente no se llega a cantidades tan altas en la práctica diaria.
En base a lo aquí expuesto, parece que las personas entrenadas en deportes de resistencia presentan adaptaciones que favorecen la capacidad de síntesis de glucógeno durante el ejercicio, a diferencia de personas con un menor estado de entrenamiento o que realizan otro tipo de deportes.
Referencias
- Jeukendrup A. A step towards personalized sports nutrition: carbohydrate intake during exercise. Sports Med. 2014 May;44 Suppl 1(Suppl 1):S25-33. doi: 10.1007/s40279-014-0148-z. PMID: 24791914; PMCID: PMC4008807. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans
- Costa RJS, Miall A, Khoo A, Rauch C, Snipe R, Camões-Costa V, Gibson P. Gut-training: the impact of two weeks repetitive gut-challenge during exercise on gastrointestinal status, glucose availability, fuel kinetics, and running performance. Appl Physiol Nutr Metab. 2017 May;42(5):547-557. doi: 10.1139/apnm-2016-0453. Epub 2017 Mar 22. PMID: 28177715.
- Jansson E. Acid soluble and insoluble glycogen in human skeletal muscle. Acta Physiol Scand. 1981;113(3):337-40. doi: 10.1111/j.1748-1716.1981.tb06904.x. PMID: 6285675.
- Bonen A, Ness GW, Belcastro AN, Kirby RL. Mild exercise impedes glycogen repletion in muscle. J Appl Physiol (1985). 1985 May;58(5):1622-9. doi: 10.1152/jappl.1985.58.5.1622. PMID: 3888948.
- Kuipers H, Keizer HA, Brouns F, Saris WH. Carbohydrate feeding and glycogen synthesis during exercise in man. Pflugers Arch. 1987 Dec;410(6):652-6. doi: 10.1007/BF00581327. PMID: 3449801.
- Glycogen synthesis during exercise and rest with carbohydrate feeding in males and females. Human muscle glycogen resynthesis after exercise: insulin-dependent and -independent phases
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