¿Se puede rendir al máximo sin carbohidratos?

Introducción

Nuestro planeta se originó hace unos 4600 millones de años, y en sus inicios la composición de la atmósfera era muy diferente a la actual. Hay registros fósiles que indican que hace 3500 millones de años ya había organismos vivos capaces de sintetizar moléculas orgánicas como la glucosa, y uno de los mecanismos para romper esta molécula y aprovechar su energía (la glucólisis o vía glucolítica) ya existía en ese entonces, y es así una de las rutas metabólicas más antiguas. Tomó unos 2000 millones de años más que en la atmósfera de nuestro planeta una de cada 5 moléculas en el aire fuera de oxígeno, y así la vía oxidativa o “aeróbica” es mucho más “nueva” que la glucolítica.

Los seres vivos en nuestro planeta no pueden aprovechar directamente la energía de los sustratos energéticos como los carbohidratos y las grasas, por lo tanto, deben “romperlos” o catabolizarlos en pasos en lo que denominamos rutas metabólicas o sistemas de producción de energía, y todos, desde los organismos más simples como una bacteria a los más complejos como el ser humano, dependen de la “moneda energética” de los seres vivos, el ATP (adenosín trifosfato). Esta molécula no puede almacenarse en cantidad, ya que un humano físicamente activo en 24 horas podría generar una cantidad de ATP equivalente a su peso corporal. Esto obliga al organismo humano a sintetizarlo continuamente a través de las rutas metabólicas, y esencialmente, la vía glucolítica o glucólisis, y la vía oxidativa. Y los combustibles de las mismas son esencialmente dos, los carbohidratos, y las grasas.

De este modo, el organismo humano tiene esencialmente dos reservas o “tanques” de combustible, y puede utilizar una combinación de ambos en función de las demandas del trabajo a realizar. Uno de los “tanques”, el de carbohidratos, puede almacenar aprox. 100 g en el hígado, y aprox. 400 g en los músculos en forma de glucógeno (Figura 1) (conformado por muchas moléculas de glucosa), y es por lo tanto finito, y puede vaciarse en un dado período de tiempo. Por otro lado, el otro “tanque”, el de las grasas, puede aportar combustible sin vaciarse por períodos muy prolongados de tiempo.

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Figura 1. Magnitud de la reserva de glucógeno muscular en función del grado de fatiga, nivel de entrenamiento e ingesta de carbohidratos. La concentración de glucógeno muscular se expresa en mmoles sobre kg de músculo seco. Datos de Hearris, et al., 2018. Nutrients 10, E298.

Recientemente han surgido con fuerza, enfoques que alientan a los atletas a no ingerir carbohidratos en forma crónica con el objetivo de lograr disminuir su peso corporal, o parar lograr mejoras en el rendimiento derivadas de una mayor capacidad para utilizar grasas. Muchos deportistas o personas activas también se ven atraídas a este enfoque para mejorar su salud.

Por lo tanto, nuestro objetivo con este artículo es analizar y resumir de modo tan simple como sea posible, que dice la evidencia en relación a la modificación de la disponibilidad de carbohidratos a lo largo del proceso de entrenamiento, y qué efectos tiene esto sobre el rendimiento y las adaptaciones.

¿Qué es la Glucólisis?

La vía glucolítica o glucólisis es uno de los mecanismos que tienen los seres vivos para aprovechar la energía química almacenada en los carbohidratos. Tal como se planteó, no es posible aprovechar directamente la energía dentro de este combustible, por lo tanto, estos sustratos energéticos deben romperse o catabolizarse por pasos. En el caso de la glucólisis son 11 pasos, donde la primera molécula es glucosa, y en el proceso de degradación se forma lactato como último metabolito (Figura 2). El objetivo es sintetizar ATP, la moneda energética que permite realizar todas las funciones dentro del organismo (transmisión de impulsos nerviosos, transporte de sustancias, o generar contracción muscular).

En la Figura 3 presentamos un esquema con la interacción de las vías glucolíticas y oxidativas, en dos escenarios diferentes, el A) En el cual no hay acumulación de lactato, y está asociado a ejercicios de baja intensidad y por lo tanto el tiempo límite en el que se puede sostener el esfuerzo es muy prolongado (> 2 h). Mientras que en el escenario B) Hay una acumulación lactato, y esto está asociado a ejercicios de alta intensidad, donde el tiempo límite es bajo (< 20 min). No obstante, es importante tener presente que en ambos escenarios hay una interacción constante entre ambos sistemas de producción de energía.

 

Figura 2. Degradación de la glucosa en la vía glucolítica para generar ATP y sostener el trabajo celular (contracción muscular). Datos de Robergs et al. (2004).

 

Figura 3. Interacción de las vías glucolíticas y oxidativas para sostener el trabajo celular (contracción muscular). Datos de Robergs et al. (2004).

Estrategias para Modificar la Disponibilidad de Carbohidratos

A raíz de la dicotomía entre las dietas altas en carbohidratos y dietas altas en grasas, nació la periodización nutricional aplicada a deportista de alto rendimiento. La periodización nutricional, consiste en un tipo distribución específica de los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y lípidos), en función del tipo de entrenamiento a realizar, para conseguir diferentes finalidades fisiológicas, así como para obtener mejores adaptaciones: fisiológicas, oxidativas y de rendimiento. Se ha evidenciado que en función del estado de reserva de glucógeno muscular y hepático al inicio de un ejercicio de resistencia se pueden modular las adaptaciones fisiológicas, por tanto, según nos muestran estudios recientes, la periodización nutricional es un método para optimizar estas adaptaciones fisiológicas y metabólicas3,4.

Dentro de las estrategias de periodización existen diversas técnicas las cuáles consisten en:

  • “Twice per day” (entrenar dos veces al día la segunda con un estado bajo de glucógeno, es decir, sin reposición de glucógeno entre la primera y segunda sesión de entrenamiento).
  • “No sports drink” (no consumir bebidas con hidratos de carbono).
  • “Fasted training” (realizar entreno en ayunas, pero sin un protocolo de vaciado previo).
  • “Sleep low/train low” (realizar un protocolo de calidad; High intermintent interval training (HIIT) y a la mañana siguiente realizar un entreno en ayunas de baja intensidad).
  • “Recover low” (realizar un entrenamiento moderado y no reposicionar los depósitos de glucógeno).
  • ”Protein/caffeine”(tomar cafeína previo al entrenamiento en  ayunas para paliar el efecto subjetivo de la falta de glucógeno a nivel de fatiga cerebral 5,  la toma de proteína sirve para evitar la degradación catabólica 6).

Una de las   técnicas con un resultado más prometedor ha sido la estrategia  entrenar bajo/dormir con depósitos bajos glucógeno “sleep low”4, la cual consiste en realizar un entrenamiento de alta intensidad (HIT) por la tarde  y justo al finalizar el entrenamiento no consumir ningún tipo de hidrato de carbono hasta el entrenamiento posterior de la mañana siguiente que se realiza en ayunas, está estrategia sirve para inducir una mayor señalización molecular3,4.Uno de los motivos que justifica este tipo de periodización respecto a las otras citadas anteriormente, es que el organismo necesita un período de 8-10 hrs para cambiar de sustrato energético7. Cabe mencionar que la periodización de entrenar bajo/dormir con depósitos bajos glucógeno “sleep low/Train low” ha producido beneficios tanto a nivel de rendimiento, como de composición corporal12, por otro lado, se han realizado otros estudios donde otros tipos de periodización nutricional no ha mostrado ningún efecto de rendimiento superior a una dieta alta en carbohidratos, pero si una mayor pérdida de peso corporal 8.

Disponibilidad de Carbohidratos y Adaptaciones al Entrenamiento

Cabe comentar  también, que los diferentes protocolos de periodización no solo tienen adaptaciones de rendimiento y/o composición corporal, sino que  se produce una mejora de las vías oxidativas, metabólicas, proteicas, enzimáticas  y de expresión génica del deportista,  por ello, diversos fisiólogos ya han afirmado que el glucógeno no es solo un reservorio energético, sino un amplio señalizador molecular con diferentes adaptaciones en el ser humano que modulan diferentes respuestas adaptativas en función del nivel de glucógeno  muscular y hepático  previo a una actividad física de resistencia9.

En cuanto los resultados de la mejora de la periodización nutricional en deportes de resistencia, los resultados se engloban en tres áreas de investigación: área metabólica, área oxidativa y área de rendimiento10.

  • La mejora de los parámetros que afectan a la señalización molecular es de un 73 % .
  • La mejora de la expresión génica es de un 75 %.
  • La mejora de la expresión proteica y enzimática es de un 78 % en los nueves estudios realizados.
  • La mejora de rendimiento es de un 37 % en los 11 estudios realizados con los protocolos de baja disponibilidad de glucógeno.

Figura 4. Concepto del umbral de glucógeno dónde se obtienen diferentes adaptaciones fisiológicas y moleculares. Datos de Impey, et al., 2018. May;48(5):1031-1048.

Figura 5. Esquema de periodización nutricional tipo en función del tipo de entrenamiento a realizar.  Datos de Impey, et al., 2018. May; 48(5):1031-1048.

Conclusiones y Aplicaciones Prácticas

La periodización nutricional puede ser una estrategia interesante desde el punto de vista dietético nutricional-fisiológico para inducir adaptaciones oxidativas, génicas, proteicas y de composición corporal en deportistas de resistencia. En cuanto a la mejora de rendimiento bajo nuestro humilde punto de vista se necesitarían realizar protocolos de laboratorio más acorde a la especificidad de una prueba de larga duración como una maratón, half ironman, triatlón distancia ironman, prueba de trail o una etapa larga de ciclismo. Para finalizar, no olvidar que la estrategia de periodización nutricional se debería acompañar de una ingesta previa de proteína para evitar el catabolismo muscular, así como favorecer la recuperación del deportista y la posibilidad de tomar cafeína previa en caso de un aumento sustancial de la percepción de fatiga. Cabe mencionar, que la periodización nutricional debe ir acompañada de un “encaje” fisiológico adecuado con el tipo de entrenamiento a realizar, es decir, no solo intentar inducir estas adaptaciones fisiológicas anteriormente citadas sino contextualizar si la periodización nutricional es adecuada para el nivel del deportista, momento de la temporada, objetivo fisiológico, etc. Para finalizar, comentar la importancia que se está remarcando en el último año de que los depósitos de glucógeno no hace falta que estén vacíos del todo para que se produzcan estas adaptaciones anteriormente citadas, dando paso así a un nuevo concepto dietético fisiológico bautizado como “umbral de glucógeno” 10.

Puntos Clave

  • El organismo posee esencialmente dos “tanques” de combustible, uno conformado por el glucógeno hepático y muscular y el otro por las grasas.
  • Los dos combustibles (carbohidratos y grasas) se oxidan en la vía glucolítica o glucólisis y oxidativa, los sistemas de producción de energía que generan la molécula energética del organismo, el ATP.
  • Analizar el tipo de entrenamiento a realizar, el nivel del deportista y los requerimientos nutricionales.
  • Para prevenir el catabolismo es recomendable ingerir 25-30 g de proteína whey 60 min antes de realizar el entrenamiento en ayunas.
  • Si existe una sensación de mucha fatiga subjetiva, se puede tomar café sin azúcar antes de realizar el entrenamiento, la cafeína ayudará a disminuir la sensación de fatiga.
  • La periodización debe realizarse de manera estratégica junto con la planificación general del año para conseguir adaptaciones fisiológicas de la vía lipolítica, por tanto, tener presente que pueden disminuir la capacidad de la glucólisis (a tener en cuenta para pruebas de muy alta intensidad).
  • Para que se produzca un estímulo molecular de las vías oxidativas, génicas y proteicas de adaptación, no hace falta que los depósitos de glucógeno estén vacíos completamente, dando paso a un nuevo concepto denominado de “umbral de glucógeno”.

Nota

El presente artículo fue originalmente desarrollado para la edición de Septiembre (2019) de la revista española de entrenamiento Sportraining.

Autores

Lic. Carles Tur

Master en Alto Rendimiento Deportivo

Endurace Coach

Experto en Nutrición Deportiva

Lic. Facundo Ahumada

Master en Alto Rendimiento Deportivo

Endurance Coach

Founder Endurance Tool

Referencias

registro endurance
  1. Astrand P.O., Rodahl K. (1997). Fisiología del Trabajo Físico. Bases Fisiológicas del Ejercicio. Ed. Panamericana.
  2. Robergs et al (2004). Biochemistry of Exercise induce Metabolic Acidosis. Am J Physiol Regulatory Integrative Comp Physiol 287:502-516.
  3. Bartlett JDMorton JP.Carbohydrate availability and exercise training adaptation: too much of a good thing? Eur J Sport Sci.2015;15(1):3-12.
  4. Marquet LA, Brisswalter J, Louis J, Tiollier E, Burke LM, Hawley JA, Hausswirth C. Enhanced endurance performance by periodization of carbohydrate intake: ‘‘Sleep low’’ strategy. Med Sci Sports Exerc. 2016 Apr;48(4):663-72.
  5. Lane SC, AretaJL, BurkeLM, Desbrow B, Karagounis LG, Hawley JA.Caffeine ingestion and cycling power output in a low or normal muscle glycogen state. Med Sci Sports Exerc. 2013 Aug;45(8):1577-84.
  6. Impey SG, Smith D, Robinson AL, Owens DJ, Bartlett JD, Smith K, LimbM, Tang J, Fraser WD, Close GL, Morton JP.Leucine-enriched protein feeding does not impair exercise-induced free fatty acid availability and lipid oxidation: beneficial implications for training in carbohydrate-restricted states. Amino Acids. 2015 Feb;47(2):407-16.
  7. Montain SJHopper MKCoggan ARCoyle EF.Exercise metabolism at different time intervals after a meal. J Appl Physiol (1985).1991 Feb;70(2):882-8.
  8. Burke LMRoss MLGarvican-Lewis LAWelvaert MHeikura IAForbes SGMirtschin JGCato LEStrobel NSharma APHawley JA.Low carbohydrate, high fat diet impairs exercise economy and negates the performance benefit from intensified training in elite race walkers. J Physiol.2017 May 1;595(9):2785-2807.
  9. Mark A. Hearris, Kelly M. Hammond, J. Marc Fell and James P. Morton Regulation of Muscle Glycogen Metabolism during Exercise: Implications for Endurance Performance and Training Adaptations. Nutrients. 2018 Mar 2;10(3).pii:E298.
  10. Samuel G. Impey, Mark A. Hearris, Kelly M. Hammond, Jonathan D. Bartlett, Julien LouisGraeme L. Close, James P. Morton.Fuel for the Work Required: A Theoretical Framework for Carbohydrate Periodization and the Glycogen Threshold Hypothesis. Sports Med.2018 May;48(5):1031-1048.
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