Utilización de las Proteínas y Aminoácidos como Suplementos o Integradores Dietéticos

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INTRODUCCION
La determinación de la cantidad adecuada de proteínas en la dieta, ha sido siempre un aspecto de gran interés no sólo para los deportistas relacionados con disciplinas de fuerza o musculación sino también para la población general. Si bien, en el organismo humano las proteínas tienen una función fundamentalmente estructural, desde el punto de vista fisiológico proporcionan aminoácidos que participan específicamente en los procesos de producción de energía ofreciendo intermediarios o substratos para el ciclo de Krebs, forman enzimas, estimulan y regulan reacciones de adaptación como la síntesis de proteínas musculares, etc (Bilsborough & Mann 2006, Tarnopolsky 2002).

En este artículo se resumen las funciones más importantes de las proteínas y los aminoácidos, y se describen los métodos utilizados para determinar su calidad para luego analizar las cantidades mínimas y máximas recomendadas para su consumo.

En la parte final se describen características de los diferentes preparados proteicos y se analizan los estudios más importantes en donde se ha investigado la respuesta de diversos tipos de entrenamiento de fuerza y suplementos con aminoácidos o proteínas sobre el organismo humano.

AMINOACIDOS
Los aminoácidos son los componentes esenciales de las proteínas que forman los tejidos las enzimas y otros compuestos imprescindibles del organismo, como la sangre hormonas, anticuerpos, material genético, etc. La estructura de los aminoacidos muestra al menos un grupo amino radical con nitrógeno e hidrógeno (-NH2) y otro carboxilo con carbono, oxigeno e hidrógeno (-COOH) llamado grupo ácido orgánico. Estos grupos se unen a una cadena lateral compuesta principalmente por átomos de carbono, cuya estructura es particular para cada aminoácido y permite diferenciarlos entre sí (Di Pasquale 1997, Lehninger, et al. 1993).

Existen más de vente aminoácidos diferentes, que pueden combinarse en cualquier orden y repetirse de distintas maneras para formar proteínas. Habría una inmensa cantidad de combinaciones posibles de proteínas resultantes (en teoría 20 10200). Además, según la configuración espacial tridimensional que posea la secuencia de aminoácidos, las propiedades de las proteínas formadas serán diferentes en cada caso (Lehninger, et al. 1993).

Existen 13 aminoácidos considerados no esenciales ya que el organismo puede sintetizarlos a partir de otros denominados esenciales (ver Tabla 1) ya que el organismo no puede producirlos y por lo tanto su aporte desde la dieta se hace imprescindible De todas formas, debe destacarse que desde el punto de vista funcional o metabólico los aminoácidos no esenciales no son menos importantes respecto de los esenciales (Di Pasquale 1997). Aunque cuando se considera su aporte desde la dieta el aporte de aminoácidos esenciales y no esenciales es fundamental ya que cuando el aporte de los primeros es bajo o falta alguno de estos aminoácidos en la dieta esta es considerada biológicamente incompleta (Di Pasquale 1997, Manore & Thompson 2000).

En algunas circunstancias especiales como durante la lactancia en donde el organismo no es capaz de producir histidina (ver tabla 1) o por la presencia de patologías en donde se manifiestan deficiencias de una encima específica necesaria para sintetizar un aminoácido, el mismo se convertirá en un requerimiento esencial de la dieta transformándolo un aminoácido condicionalmente esencial ya que deberá ser aportado desde la dieta. En periodos de enfermedad o situaciones de estrés psicológico o físico (entrenamiento o competición) en donde las demandas del organismo sobre ciertos aminoácidos no esenciales se incrementan tan drásticamente que su síntesis endógena no alcanza a satisfacer las necesidades fisiológicas ciertos aminoácidos no esenciales como la glutamina, alanina, arginina, tirosina, cisterna, etc se transforman momentáneamente en esenciales o condicionalmente esenciales (Di Pasquale 1997, Iturrioz 2004).

PROTEINAS
Al igual que las grasas e hidratos de carbono, las proteínas están constituidas por átomos de carbono, hidrógeno y oxigeno aunque a diferencia de éstos macronutrientes las proteínas muestran una estructura más compleja con nitrógeno, sulfuro, fósforo e hierro, en donde el nitrógeno constituye cerca del 16% de la molécula final (Newsholme & Leech 1994). De todas maneras, la importancia del aporte de proteínas desde la alimentación radica fundamentalmente, en que si bien el organismo puede obtener algunas grasas a partir de los hidratos de carbono y glucosa a partir de las proteínas, estas últimas no pueden ser obtenidas desde otros nutrientes, de modo, que para satisfacer sus necesidades siempre deben ser aportadas desde los alimentos (Di Pasquale 1997).

Existen dos fuentes fundamentales de proteínas, las de origen animal y las de origen vegetal, siendo las primeras encontradas en las carnes, pescados, aves, huevos y productos lácteos, mientras que las segundas se encuentran en los frutos secos, soja, legumbres, champiñones y ciertos cereales como el germen de trigo, que aunque aporten proteínas, son fundamentalmente ricos en hidratos de carbono (Manore & Thompson 2000).

Calidad y Digestibilidad de las Proteínas

Debido a que el contenido de aminoácidos en las proteínas aportadas en alimentos influye significativamente sobre las funciones fisiológicas del organismo, y por lo tanto determina la calidad de la nutrición, la evaluación del contenido proteico basado en la composición de los aminoácidos es un factor de gran importancia, el cual debe considerarse para seleccionar adecuadamente las diferentes fuentes proteicas en la alimentación.

La calidad de las proteínas se relaciona con el contenido de aminoácidos esenciales y su composición, aunque también se debe considerar su la digestibilidad y biodisponibilidad de los aminoácidos aportados desde cada fuente, es decir la forma en que el organismo utiliza y aprovecha las proteínas suministradas desde la dieta (Hoffman & Falvo 2004, Manore & Thompson 2000).

La calidad de las proteínas ha sido evaluada por diferentes técnicas:

Determinación de la tasa de eficiencia de las proteínas para estimular el crecimiento de los tejidos, que es un procedimiento utilizado principalmente en animales en donde se relaciona el incremento del peso corporal por gramo de proteína consumida tomando como referencia a un valor estándar de 2.7 que es el producido por los efectos de las proteínas de caseína sobre la ratas y por lo tanto no tiene gran aplicación en los humanos (Hoffman & Falvo 2004).
Determinación de valor biológico de las proteínas, que considera la cantidad de nitrógeno (N) utilizado para formar tejido con relación al consumido desde las fuentes proteicas y los expresa en porcentaje. Las fuentes de proteína animal muestran valores más altos respecto a las vegetales (Di Pasquale 1997, Hoffman & Falvo 2004). Este procedimiento ha sido criticado por no considerar la eficiencia de la absorción de las proteínas a través del intestino y estimar solamente el potencial máximo de asimilación desde cada fuente individual sin tener en cuenta los requerimientos particulares y momentáneos de cada sujeto (estado de nutrición, aporte calórico, horas de ayuno, descanso, actividad, etc.) (Di Pasquale 1997, Hoffman & Falvo 2004).
Determinación de la utilización neta de proteínas, en donde se mide la cantidad de N ingerido para determinar su retención neta por el organismo.
Determinación de la digestibilidad de las proteínas corregidas por el escore de aminoácidos.
Este procedimiento establece la calidad de las proteínas con relación al contenido del principal aminoácido limitante (esencial) aportado desde cada fuente respecto de la cantidad de dicho aminoácido contenida en un patrón de referencia, que en este caso son los requerimientos de aminoácidos esenciales de un niño de edad preescolar (~ 2 años), determinados luego de unas horas de ayuno (publicados por la FAO/WHO/UNU en 1985). El valor obtenido se corregirá posteriormente por medio de un test de digestibilidad sobre la materia fecal (Scheefsma 2000).

Esta metodología ha sido criticada por 4 aspectos fundamentales:

No considerar la capacidad de digestibilidad intestinal.
No tiene en cuenta el contenido de antinutrientes de ciertos alimentos de origen vegetal, que suelen disminuir la capacidad de asimilar aminoácidos a nivel del ileum.
Por las diferencias que existen entre diversos sectores de la población adulta (deportistas, sedentarios, mayores, etc) respecto de los niños preescolares (2 años).
Sólo considera como máximo, al valor del 100% y se ha visto que algunas proteínas producen valores superiores (Hoffman & Falvo 2004, Scheefsma 2000).
En la Tabla 2 se comparan los resultados obtenidos al valorar la calidad de las proteínas aportadas desde diferentes fuentes por las 4 metodologías descritas anteriormente.Resultado de imagen para bcaa

Necesidades de Proteínas

Las cantidades diarias recomendadas (RDA) por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para la población adulta normal es de 0.8 gr por kilo de peso corporal al día y aunque esta cantidad contiene un margen de seguridad de modo de garantizar un aporte adecuado muchos estudios han sugerido que este aporte no compensa la necesidades reales de una apersona adulta activa y menos aún de los deportistas cualquiera sea su especialidad (Bilsborough & Mann 2006, Di Pasquale 1997, Hoffman & Falvo 2004).

Las recomendaciones del RDA se basan fundamentalmente en los requerimientos y utilización de las proteínas para formar tejidos sin considerar otras que también son de gran importancia como su actividad como cofactores o intermediarios metabólicos relacionados al adecuado funcionamiento de las vías energéticas, acciones enzimáticas, síntesis de hormonas que son funciones que requieren el mantenimiento de adecuados niveles de aminoácidos en el plasma y dentro de las células, las cuales deberían estar ligeramente por encima de las concentraciones mínimas indicadas para mantener un equilibrio entre los procesos de degradación y síntesis de proteínas (Bilsborough & Mann 2006).

En un estudio de meta-análisis realizado por Rad y cols. (2003), con 235 sujetos no deportistas analizados en 19 estudios se determinó el equilibrio de nitrógeno para inferir las necesidades de proteínas observándose un valor medio de 105 mg N por kg por día, mientras que el valor asociado al 97.5 percentil fue de 132 mg N por kg por día. Esto se corresponde con un aporte diario de proteínas de buena calidad comprendido de entre 0.65 a 0.83 gr por kg de peso por día, que equivale a un consumo de entre 52 gr a 66.4 gr por día para un sujeto de 80 kg (Rand, et al. 2003). Estas cantidades coinciden con las indicadas por el RDA, no obstante debe considerarse que en los estudios sobre el balance de nitrógeno se considera solamente las necesidades para mantener la composición corporal de los sujetos estudiados, basándose en medidas y cálculos de laboratorio en donde no se considera la relación entre actividad y adaptación que es uno de los aspectos claves para el rendimiento deportivo y también en la salud en general (Naclerio 2005, Tipton & Wolfe 2003).

Por otro lado, no debemos olvidar que un suministro muy bajo de proteínas con una cantidad elevada de los otros macronutrientes, especialmente los hidratos de carbono, además de perjudicar los procesos de regeneración y síntesis proteica provoca una respuesta hormonal no deseada con incremento del nivel de triglicéridos y lipoproteínas sanguíneas, tendencia a acumular grasa central, inhibición de la oxidación de grasas y disminución de la saciedad con el desarrollo de niveles progresivamente mayores de apetito (Bilsborough & Mann 2006, Naclerio 2005).

Las respuestas y adaptaciones musculares a los diferentes tipos de entrenamiento son distintas y por ello también serán diferentes las necesidades proteicas de cada sujeto dependiendo de sus características, objetivos individuales y especialidad. De todas formas, hasta el momento no he encontrado estudios que analicen detalladamente las respuestas diferencias de la síntesis proteica ante diferentes formas de ejercicio ni tampoco la degradación de las subfracciones de las proteínas individuales (Tipton & Wolfe 2003)

Si bien hasta el momento no existen datos concluyentes acerca de cuales son los límites superiores reales para el consumo de proteínas ni los efectos dañinos que puede su aporte excesivo sobre la salud, el único aspecto en donde la mayoría de los investigadores están de acuerdo es que si su consumo excesivo conlleva a un déficit en el aporte de grasas o carbohidratos, esto no sólo puede acarrear problemas de rendimiento sino también sobre la salud (Bilsborough & Mann 2006, Manore & Thompson 2000). Debido a esto, cualquier incremento en del aporte de proteínas siempre debe ser realizado manteniendo un equilibrio con relación a los otros macronutrientes (grasas e hidratos de carbono) y especialmente el agua que es fundamental para la adecuada metabolización de las proteínas en el organismo (Iturrioz 2004, Lehninger, et al. 1993).

El exceso de proteínas en la dieta es nocivo cuando excede la capacidad del hígado para procesar el contenido de nitrógeno aportado. De esta manera los elevados niveles de nitrógeno pueden causar una reducción del pH sanguíneo que será compensado por la excreción de calcio de los huesos que en algunos casos extremos, se ha relacionado con su desmineralización. Además, el exceso de calcio liberado hacia la circulación, será filtrado por el riñón creando una sobrecarga e incrementando el riesgo de producir cálculos renales (Iturrioz 2004, Lehninger, et al. 1993). Asimismo el aporte excesivo de proteínas también ha sido vinculado con las incidencias de cáncer de colon, mama, próstata y trastornos cardiovasculares (Iturrioz 2004, Lehninger, et al. 1993, Williams 2000).

De todas formas estudios con animales han desmostado que ante una ingesta masiva de proteínas el organismo tiende a lentificar el vaciado gástrico de modo de poder incorporar más lentamente las proteínas y poder mejorar la tolerancia a este tipo de ingesta (Bilsborough & Mann 2006). En humanos, hasta el momento no existen datos concluyentes que demuestren científicamente que las dieta ricas en proteínas sean la causa directa de trastornos o patologías especialmente porque la longitud de los trabajos no es lo suficientemente prolongada como para comprobarlo. Bilsborough y Mann (2006) basándose en la tasa máxima de síntesis y excreción de urea propuesta por Rudman y cols. (1973) indican que el consumo de proteínas, adecuado y seguro, puede ascender hasta 2 o 2.5 gr por kg de peso corporal o representar cerca del 25% del valor calórico total. Otros autores, indican cantidades menores (entre 1.2 a 1.7 para deportistas de fuerza y entre 1.2 a 1.4 para los de resistencia), aunque siempre son bastante superiores a las indicadas por el RDA (Tipton & Wolf 2001, Tipton & Wolfe 2003, Wagenmarkers 1998).

Aporte de Proteínas y Actividad Física

Durante los periodos de entrenamiento intensivos o cuando se inicia un periodo de trabajo luego de una temporada de descanso, las necesidades proteicas aumentan notablemente, por esto y a pesar de las controversias existentes en la literatura se acepta que las necesidades de proteínas en las personas que realizan actividad física sistemática son superiores a 0.8 o 1 gr por kg por día, especialmente cuando el ejercicio es intenso y voluminoso, se desea desarrollar masa muscular, o se realiza dieta hipocalórica para bajar de peso (Pintkänen, et al. 2002, Volek 1997, Wagenmarkers 1998).

Si bien las cantidades recomendadas pueden parecer de fácil consumo, para muchas personas esto no es siempre factible, ya que por ejemplo un sujeto que pese ~70 kg y que deba consumir una cantidad mínima de proteínas de 1.4 gr por kg de peso corporal debería ingerir cerca de 100 gr de proteínas puras, o aproximadamente unas 40 claras de huevo o 460 gr de pollo.

Estudios realizados con isótopos marcados han mostrado que la oxidación muscular de la leucina se incrementa significativamente durante el ejercicio, aunque la oxidación total diaria de este aminoácido no se modifica substancialmente al considerar su balance total (Tipton & Wolf 2001, Tipton & Wolfe 2003). Posiblemente, exista un mecanismo de compensación orgánico que permita mantener el equilibrio de la oxidación total diaria de aminoácidos a pesar del significativo incremento observado durante las horas de entrenamiento (Tipton & Wolfe 2003).

Cuando el objetivo del entrenamiento es, ganar masa muscular y fuerza será fundamental que se consideren los siguientes aspectos:

Mantener un adecuado aporte calórico (que debe ser superior al gasto cuando se desea mejorar el volumen muscular) (Tipton & Wolf 2001).
Producir un balance de nitrógeno positivo de ~ 20% superior al necesario para equilibrarlo. Para lograr esto, se ha recomendado una ingesta de proteínas de 0.5 gr por kg de peso por día por sobre los niveles necesarios para mantener la masa muscular, estos valores pueden oscilar sobre los 2 gr por kg o posiblemente más (Bilsborough & Mann 2006, Poortman & Dellalieux 2000, Tipton & Wolfe 2003).
Cuando se realiza una dieta hipocalórica para controlar o reducir el peso corporal, un incremento moderado del aporte de proteínas en la dieta ha demostrado ser positivo para mantener la masa muscular y favorecer una mayor perdida de grasa corporal (Bazarre 1998, Bilsborough & Mann 2006, Bucci 1998, Di Pasquale 1997). La importancia de este rol, se acentúa cuando se reduce exageradamente el aporte de hidratos de carbono ya que los aminoácidos actúan como agentes gluconeogenicos favoreciendo el mantenimiento de los niveles glucosa sanguínea (Bilsborough & Mann 2006, Di Pasquale 1997, Gibala 2001).

De todas maneras es importante considerar que la determinación de las necesidades de proteínas no es meramente dar una cifra acerca, de cuanta cantidad hay que ingerir por día, ya que existen otros factores relacionados con la digestibilidad y utilización de las proteínas o aminoácidos, que ejercen una influencia decisiva en su biodisponibilidad.

Composición de la proteína (perfil o relación de los aminoácidos aportados).
Tiempo en que se realiza la ingesta con relación a las actividades realizadas con anterioridad y posterioridad.
Ingesta de otros nutrientes antes y junto con las proteínas.
Los Preparados de Proteínas y su Utilización como Suplementos deportivos Dietético

Actualmente el uso de diferentes preparados en polvo con elevado aporte proteínas derivadas de diversas fuentes esta muy difundido, no solo entre deportistas de varias especialidades sino también en la población general, cuyo objetivo es el mejoramiento de la calidad de vida y la salud.

La mayoría de los preparados proteicos son producidos y obtenidos a partir de ciertas fuentes principales, como la leche, el huevo, el calostro de bovino, la soja, y eventualmente el trigo, que constituyen la materia prima para obtener preparados con concentraciones relativamente elevadas de proteínas cuya calidad puede variar con relación al procesamiento utilizado durante su elaboración (Etzel 2004, Hoffman & Falvo 2004).

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