¿Cuánto glucógeno utilizan los deportistas de resistencia entrenando a diferentes intensidades?

INTRODUCCION

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 sintentizarlo 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.

Figura 1. Magnitud de la reserva de glucógeno musuclar 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).

Así, contemplando que la reserva de glucógeno es finita y se puede agotar durante un entrenamiento o competencia, es importante y útil conocer cuanto glucógeno utilizan los deportistas con los que trabajamos cuando entrenan a diferentes intensidades. A lo largo de este articulo buscaremos responder esta pregunta en base a datos de la literatura científica y brindaremos aplicaciones practicas útiles para el entrenamiento.

¿QUÉ SUSTRATOS ENERGETICOS SE UTILIZAN A DIFERENTES INTENSIDADES?

Existe cierta confusión entre entrenadores y deportistas en relación con los sustratos energéticos utilizados a diferentes intensidades, su surgen preguntas como: si entreno a baja intensidad, ¿o hago un fondo rodando no utilizo glucógeno muscular?, ¿la reserva de glucógeno solo disminuye o se vacía en entrenamientos de alta intensidad o competencias?, ¿los carbohidratos y el glucógeno solo se utilizan por encima del “umbral anaeróbico” o cuando se pedalea arriba de FTP?.

Si bien hay muchos datos disponibles en la literatura, hace algunos años Iñigo San Millán y George Brooks (San Millan y Brooks, 2018) realizaron un experimento que permite responder algunas de estas preguntas. Ellos estudiaron a 22 ciclistas profesionales, 20 personas moderadamente activas, y a 10 personas con síndrome metabólico, midiendo sus concentraciones de lactato sanguíneo, y determinando cuantos carbohidratos y grasas oxidaban mientras pedaleaban desde 100 W hasta que se agotaban, realizando incrementos de 35 vatios cada 10 minutos. El comportamiento de la concentración de lactato (Figura 2) y de la oxidación de carbohidratos (Tabla 1) y grasas (Figura 3 y Tabla 1) es marcadamente diferente entre los ciclistas profesionales y los otros sujetos. Solo en los ciclistas profesionales se puede apreciar una línea de base o baseline en la lactatemia entre 200 y 275 W, y también solo en ellos se puede apreciar la zona que se conoce como Fat Max, donde se alcanza la máxima oxidación de grasas en términos absolutos (g/min) (Figura 2). Es notable también como a ciertas intensidades (> 350 W) la oxidación de grasas disminuye prácticamente a cero, algo característico del dominio severo (cuando se trabaja por encima de la potencia critica), donde el combustible que predomina es el glucógeno muscular.

Figura 2. Relaciones entre los niveles de lactato sanguíneo y las producciones de potencia en ciclistas profesionales (PA), personas moderadamente activas (MA), y personas con síndrome metabólico (MtS). Datos de San Millan y Brooks (2018).

Figura 3. Relaciones entre las tasas de oxidación de grasas y las producciones de potencia en ciclistas profesionales (PA), personas moderadamente activas (MA), y personas con síndrome metabólico (MtS). Datos de San Millan y Brooks (2018).

Tabla 1. Tasas promedio de oxidación de grasas y carbohidratos, y concentraciones de lactato en un test incremental hasta el agotamiento en ciclistas profesionales (n=22). Relaciones, [La] vs FATox: r= -0,97, p,0,01, [La] vs CHOox: r= 0,94, p<0,01, FATox vs CHOox, r= -0,90, p<0,01. FATox: oxidación de grasas, CHOox: oxidación de carbohidratos, y [La]: concentración de lactato sanguíneo. Datos de San Millán y Brooks (2018).

¿PUEDE EL ENTRENAMIENTO MODIFICAR LA UTILIZACION DE SUSTRATOS ENERGETICOS?

Westgarth-Taylor et al. (1997) estudiaron esto en 8 ciclistas entrenados de nivel competitivo, antes y después de un periodo de 6 a 7 semanas donde los ciclistas realizaron 12 entrenamientos intervalados (HIT). Lo que encontraron fue que a las mismas intensidades absolutas antes de realizar el programa de entrenamiento intervalado (pre-HIT), los ciclistas utilizaban significativamente menos carbohidratos y mas grasas (Figura 4). No obstante, cuando trabajaban a las mismas intensidades relativas, contemplando la mejora en Wpeak (potencia pico en el test incremental) lograda en el proceso de entrenamiento de 12 semanas, no había diferencias significativas.

Figura 4. Efectos del HIT sobre el aumento en la oxidación de carbohidratos (CHOox) a diferentes porcentajes de Wpeak. Los valores son presentados como promedios y desviaciones estándar (SD) (n=8). Los ejercicios Post-HIT a las mismas intensidades absolutas y relativas fueron realizados a los porcentajes de Wpeak pre y post-HIT, respectivamente. La Wpeak post-HIT fue aprox. Un 5% mas alta que la Wpeak pre-HIT. Wpeak: potencia pico sostenida en un test incremental hasta la fatiga Datos de Westgarth-Taylor et al. (1997).

DISPOBILIDAD 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 producen 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 resistencia (Hearris et al., 2018).

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 rendimiento (Impey et al., 2018).

  • 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 5. Concepto del umbral de glucógeno dónde se obtienen diferentes adaptaciones fisiológicas y moleculares. Datos de Impey, et al. (2018).

Tabla 2. Esquema de periodización nutricional tipo en función del tipo de entrenamiento a realizar.  Datos de Impey, et al. (2018).

¿CUANTO GLUCOGENO UTILIZAN LOS DEPORTISTAS EN DIFERENTES TIPOS DE ENTRENAMIENTO?

Impey et al. (2020) estudiaron a 21 corredores (11 hombres y 10 mujeres) de nivel competitivo y recreacional y cuantificaron la cantidad de glucógeno que utilizaban en tres entrenamientos diferentes, a saber, 1) un entrenamiento de 16 km en calle realizado en el umbral del lactato (aumento de 0,4 mmoles/L en la lactatemia respecto a los valores de reposo), 2) un entrenamiento intervalado realizado en pista que consistía de 8 x 800 m a la velocidad del VO2 pico (determinada en un test incremental en laboratorio, y 3) 3 intervalos de 10 min en pista a la velocidad correspondiente a una concentración de lactato de 1 mmol/L respecto a los valores de reposo (los autores denominan este punto lactate turnpoint). Los investigadores tomaron biopsias musculares del vasto lateral y el gastrocnemio 5 min antes del inicio y el final de las sesiones de entrenamiento.

Los resultados principales de este estudio (Tablas 3 y 4) fueron que 1) la carrera sostenida en un estado estable implica unos requerimientos de glucógenos absolutos mas altos que sesiones mas cortas pero a mayor intensidad realizadas en pista, 2) las mujeres tuvieron unas concentraciones de glucógeno muscular en reposo mas bajas que los hombres y una menor utilización neta de glucógeno muscular, 3) la utilización neta de glucógeno en la carrera o running es mayor en el músculo gastrocnemio en comparación al vasto lateral.

Tabla 3. Utilización total de glucógeno muscular en los grupos musculares gastrocnemio y vasto lateral en cada protocolo de entrenamiento. * Denota diferencias significativas entre hombres y mujeres, p<0,05, ** denota mayor utilización en el musculo gastrocnemio, p<0,05. Los grupos con diferentes letras (hombres) y números (mujeres) denotan diferencias significativas, p<0,05. Los datos son presentados como valores promedio y desviaciones estándar. kg dw: kg de musculo seco. Datos de Impey et al. (2020).

Tabla 4. Tasas de utilización de glucógeno muscular en los grupos musculares gastrocnemio y vasto lateral en cada protocolo de entrenamiento. * Denota diferencias significativas entre hombres y mujeres, p<0,05, ** denota mayor utilización en el musculo gastrocnemio, p<0,05. Los grupos con diferentes letras (hombres) y números (mujeres) denotan diferencias significativas, p<0,05. Los datos son presentados como valores promedio y desviaciones estándar. kg dw: kg de musculo seco. Datos de Impey et al. (2020).

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.

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”.

No solo los entrenamientos de alta intensidad (HIT o HIIT) implican un gasto significativo de glucógeno muscular, sino también los entrenamientos a intensidades tempo o umbral (debajo del segundo umbral, pero encima del primero), que, si bien implican una menor tasa de utilización, por su duración pueden implicar un gasto absoluto de glucógeno mayor. Por otro lado, incluso en los entrenamientos de baja intensidad, por debajo del primer umbral pueden implicar, de acuerdo con los datos que analizamos, un gasto de 100 g de carbohidratos por hora, y es importante tenerlo en cuenta a la hora de la gestión de la disponibilidad de carbohidratos.

CONCLUSIONES

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 realizar, el nivel del deportista y los requerimientos nutricionales.

La periodización nutricional 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).

Incluso los atletas de resistencia altamente entrenados pueden gastar una cantidad significativa de carbohidratos a intensidades bajas (por debajo del primer umbral).

Al parecer hay diferentes en la utilización de glucógeno muscular entre hombres y mujeres, así como también en los grupos musculares como el vasto lateral y el gastrocnemio en entrenamientos en deportes de resistencia como el running.

Los entrenamientos a intensidades tempo o umbral pueden producir un grado de vaciamiento glucogénico significativo, incluso mayor al de entrenamientos intervalados (HIT), aunque la velocidad de vaciamiento sea mucho mas alta en estos últimos.

Autores

Lic. Facundo Ahumada

Master en Alto Rendimiento Deportivo

Founder Endurance Tool

Lic. Carles Tur

Master en Alto Rendimiento Deportivo

Experto en Nutrición Deportiva

Referencias

  1. Hearris M. A., 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.
  2. Impey S. G., Emily Jevons, George Mees, Matt Cocks, Juliette Strauss, Neil Chester, Ieva Laurie, Darren Target, Adrian Hodgson, Sam O Shepherd, James P Morton. Glycogen Utilization during Running: Intensity, Sex, and Muscle-Specific Responses. Med Sci Sports Exerc, 2020 Sep;52(9):1966-1975. doi: 10.1249/MSS.0000000000002332.
  3. Impey S. G., Mark A. Hearris, Kelly M. Hammond, Jonathan D. Bartlett, Julien Louis Graeme L. Close, James P. Morton. Fuel for the Work Required: A Theoretical Framework for Carbohydrate Periodization and the Glycogen Threshold Hypothesis. Sports Med. 2018; 48 (5): 1031-1048.
  4. San-Millán I., George A Brooks. Assessment of Metabolic Flexibility by Means of Measuring Blood Lactate, Fat, and Carbohydrate Oxidation Responses to Exercise in Professional Endurance Athletes and Less-Fit Individuals. Sports Med, 2018 Feb;48(2):467-479. doi: 10.1007/s40279-017-0751-x.
  5. Westgarth-Taylor C, J A Hawley, S Rickard, K H Myburgh, T D Noakes, S C Dennis. Metabolic and performance adaptations to interval training in endurance-trained cyclists. J Appl Physiol Occup Physiol, 1997;75(4):298-304.doi: 10.1007/s004210050164.
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