GLUCOSINOLATOS E ISOTIOCIANATOS. IMPACTO EN LA SALUD Y PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES:

Los glucosinolatos los podemos encontrar en numerosas especies del reino vegetal dentro del orden Brassicales. Todas las plantas pertenecientes a este orden tienen moléculas en común, además una actividad biológica determinada ya que tienen la capacidad de producir isotiocianatos como metabolitos de los glucosinolatos debido a la presencia de la enzima mirosinasa.

Cuando la estructura de la planta está intacta, es decir, no se ha producido ninguna disrrupción física debido a la manipulación de la misma como puede ser durante la recolección, el cortado o cocinado, los glucosinolatos permanecen en las vacuolas de forma que no entran en contacto con las mirosinasas. Sin embargo, cuando se produce esta pérdida de estructura, las mirosinasas con actividad glucohidrolasa eliminan la molécula de D-glucosa del glucosinolato formando así una aglicona inestable, cuya descomposición dará lugar a compuestos como tiocianatos, nitrilos e isotiocionatos volátiles originando un sabor amargo característico de la mostaza, así como la liberación de ácido sulfúrico H2SO4, actuando como mecanismo de defensa contra ataques externos como insectos.

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Cabe destacar, que a partir de esta reacción también se liberan otros isotiocianatos no volátiles (R-N=C=S + R′SH ⇌RNHC(=S)-SR) con radicales como bencenos y grupos alquilo que le confieren apolaridad a la molécula, dotándola de capacidad para atravesar las membranas celulares de forma fácil. Dentro de estos compuestos podemos encontrar uno de los más estudiados como agente quimioprotector frente a procesos cancerígenos, el 1-isoticioniato- 4- metilsulfinil-butano, también conocido de forma común bajo el nombre de sulforafano y que podemos encontrar en alimentos tan comunes como son las crucíferas (brócoli, repollo, coles de bruselas o coliflor entre otras).

Aunque los isiotiocianatos en los alimentos tengan una alta biodisponibilidad, tras su ingesta, el procesado y cocinado de los mismos puede afectar tanto a la actividad de las mirosinasas como a la disponibilidad de los glucosinolatos. Para la mayoría de estas moléculas, las formas de cocinado que más disminuye su disponibilidad es la radiación electromagnética producida por el microondas, seguido de otras técnicas como el hervido o la fritura. En el caso del precursor del sulforafano (4-metilsulfinilbutano), al ser un gImagen2lucosinolato alifático, el microondas es la técnica que más disminuye su disponibilidad (“C” total aliphatic glucosinolate) y el cocinado al vapor la que menos, por lo que ésta será la óptima a la hora de beneficiarnos de sus efectos.

Durante el año 2015 se han estimado 231 840 nuevos casos de cáncer de mama y 220 800 nuevos casos de cáncer de próstata, siendo los carcinomas con mayor prevalencia entre la población estadounidense con un 29% y 26% respectivamente de entre todos los tipos de cáncer y ocupando el segundo lugar en cuanto a mortalidad con un 15% y 9% respectivamente según la American Cancer Society.
Con el avance de la tecnología en los últimos años se ha podido empezar a diferenciar entre los distintos tipos de tumores de mama existentes mediante la técnica ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay), lo que ha permitido pronosticar la agresividad del cáncer en función del predominio de receptores de estrógenos (RE-α/RE-β). Los receptores de estrógenos alfa poseen mayor afinidad por dicha hormona, sin embargo, aunque los receptores beta sean muy poco afines son capaces de regular la expresión de los receptores alfa y mediar la transcripción genética de forma independiente a los elementos de respuesta a estrógenos, interactuando con otros factores de transcripción como AP-1. Por este motivo, los tumores con predominio beta, al igual que los HER2/neu (Receptor 2 de factor de crecimiento humano) positivos, responden de forma inadecuada al tratamiento farmacológico con moduladores selectivos de los receptores de estrógenos como el tamoxifeno.
Por este motivo, la epigenética juega un papel importante en este tipo de procesos, ya que mediante la metilación y acetilación en el grupo amino de los residuos de lisina, muy abundantes en las colas de histona, la cromatina es capaz de modificar su estructura debido a la modificación en la carga en este aminoácido, pudiendo adoptar una estructura más cerrada en su estado deacetilado (NH3+) y una estructura más abierta en su estado acetilado en el grupo N-terminal.
Mediante estos mecanismos, los isotocianatos son capaces de modificar la estructura de la cromatina, inhibiendo enzimas deacetilasas y metiltransferasas del ADN, cancelando así la silenciación génica (hipermetilación islas CpG) y permitiendo un aumento de la expresión de los receptores de estrógenos alfa mejorando así la respuesta al tratamiento farmacológico con moduladores selectivos de estos RE. Como se ve en la siguiente gráfica, el sulforafano en combinación con polifenoles diminuye la actividad de las ADN metiltransferasas y de las deacetilasas en células con una baja expresión de receptores alfa, al contrario que la línea clásica MCF-7 debido a una mayor actividad de HDAC como puedes observarse en las siguientes gráficas.

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Al igual que en la mayoría de células cancerosas, en el cáncer de próstata se encuentran alteraciones en enzimas y en el funcionamiento de vías anabólicas, lo que conduce a un desarrollo descontrolado de la célula.

Los factores ambientales, dietéticos, así como una disfunción celular caracterizada por un estrés oxidativo elevado, son causa de alteraciones en el ADN que modifican la expresión de genes como el GSTP1, el cual codifica una familia de enzimas conocidas como glutatión-S-Transferasas. Estas enzimas forman parte de la fase II de conjugación de xenobióticos, lo cual permite al organismo eliminar productos tóxicos.

En el cáncer de próstata, el gen GSTP1 se encuentra silenciado debido a una metilación de las islas CpG (zonas de transcripción) que codifican este gen, cabe resaltar, que esta enzima no solo tiene capacidad antioxidante, si no que también interviene con otras proteínas modificando la apóptosis o muerte celular programada. Se observa, que niveles aumentados de glutatión-s-traansferasa inhibe las funciones de TRAF2(TNF receptor associated factor 2) en respuesta al factor de necrosis tumoral alfa, lo cual permite una mayor activación de las caspasas favoreciendo la muerte celular programada.

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Al igual que en el cáncer de mama, mediante mecanismos epigenéticos similares, en este caso, el fenetilisotiocianato es capaz de inhibir deacetilasas HDAC de histonas, así como transmetilasas, revertiendo la hipometilación global y permitiendo así la correcta expresión del gen GSTP1. La inhibición de las deacetilasas no solo tiene como fin el aumento de expresión de GSTP1, ya que también aumenta la correcta transcripción de genes p-21/WAF-1 y p-53 favoreciendo de esta manera las concentraciones de CDKN1A (Cyclin-dependent-kinase Inhibitor 1A ). Esta proteína es capaz de inhibir las ciclinas dependientes de quinasas impidiendo así la división celular en respuesta a una activación del receptor androgénico. Debido a que el exceso de una actividad androgénica es un factor etiológico del cáncer de próstata, podemos describir este proceso de forma dual, ya sea por la respuesta hormonal o por la disfunción celular.

En el año 1980, Prochaska HJ et al…, diseñaron un cultivo de células hepáticas en cuyo cultivo observaron que la adición de extractos de una selección de vegetales y frutas aumentaba la actividad de enzimas de la fase 2 inductoras de la apóptosis celular como la GST mencionada antes.

Alrededor del año 1990, se consiguió descubrir el compuesto químico que era responsable de más de un 80% en la activación de estas enzimas, el cuál recibió el nombre de1-isoticioniato- 4- metilsulfinil-butano o sulfurafano. Para hacernos una idea de la actividad biológica de este compuesto, se necesita casi 700g de brócoli para extraer 9mg de sulfurafano, cantidad más que suficiente para hacer ensayos en animales.

Se puede llegar a la conclusión de que los isotiocianatos, en especial el 1-isoticioniato- 4- metilsulfinil-butano y el fenetil isotiocianato (PEITC) son compuestos químicos con propiedades quimioprotectoras frente a diversas patologías que prometen nuevos tratamientos preventivos de cara al futuro, ya que su descubrimiento es relativamente reciente.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

1.- Zhang, Y., & Tang, L. (2007). Discovery and development of sulforaphane as a cancer chemopreventive phytochemical. Acta Pharmacologica Sinica, 28(9), 1343–1354.
2.- Choi, E., Zhang, P., & Kwon, H. (2014). Determination of Goitrogenic Metabolites in the Serum of Male Wistar Rat Fed Structurally Different Glucosinolates, 30(2), 109–116.
3.- Gerhauser, C. (2013). Epigenetic impact of dietary isothiocyanates in cancer chemoprevention. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care, 16(4), 405–410. doi:10.1097/MCO.0b013e328362014e; 10.1097/MCO.0b013e328362014e
4.- (2009) Effects of different cooking methods on health-promoting compounds of broccoli *, 10(8), 580–588. doi:10.1631/jzus.B0920051
5.- Johnson, I. T. (2003). Glucosinolates in the human diet . Bioavailability and implications for health, 183–188.
6.- Meeran, S. M., Patel, S. N., Li, Y., Shukla, S., & Tollefsbol, T. O. (2012). Bioactive Dietary Supplements Reactivate ER Expression in ER-Negative Breast Cancer Cells by Active Chromatin Modifications, 7(5). doi:10.1371/journal.pone.0037748
7.- Higdon, J. V, Delage, B., Williams, D. E., & Dashwood, R. H. (2009).Cruciferous Vegetables and Human Cancer Risk: Epidemiologic Evidence and Mechanistic Basis. NIH Public Access, 55(3), 224–236. doi:10.1016/j.phrs.2007.01.009.

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Resistencia anabólica. Vit D3 y TNF-α

Hace unos días publiqué un vídeo en mi canal de YouTube Ver vídeo , en el que hablo sobre si realmente son indispensables los hidratos de carbono post-entrenamiento.

Todo surgió a raíz de esta encuesta en Twitter, en la que la mayoría me hicisteis ver que la tendencia estaba más que clara.

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El objetivo de esta entrada no es demonizar el consumo de HC después de entrenar o que el no consumirlos sea la panacea para muchos, simplemente intento arrojar algo de luz y que seáis capaces de tomar vuestra propia decisión.

Haciendo un repaso rápido al vídeo, llegamos a la conclusión de que no es necesario añadir hidratos de carbono para mejorar la síntesis proteica, ya que con el propio efecto insulinotrópico de los aminoácidos es más que suficiente para que la MPS (muscle protein synthesis) alcance su máxima tasa. Para que tengáis una referencia, la ingesta de 20 a 25 g de proteína de suero produce una elevación de la insulina en plasma de hasta 20 mU/L y de hasta 25-30 mU/L en el caso de péptidos y proteína pre-digeridas debido a la mayor secreción de HCL y péptidos intestinales como el GLP-1 (glucagon like peptide).

En este ensayo en animales se ve como el incremento de la MPS a partir de cierta concentración de insulina en sangre pasa a ser prácticamente nula.

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Para los “haters” de los ensayos en animales con argumentos como: no soy un cerdo o un ratón, en esta revisión de A. Aragón se ve como una simple dosis de 20 g de proteína de huevo estimula la síntesis proteica muscular y síntesis de proteínas séricas.

“Ingestion of 20 g intact protein is sufficient to maximally stimulate MPS and APS after resistance exercise. Phosphorylation of candidate signaling proteins was not enhanced with any dose of protein ingested, which suggested that the stimulation of MPS after resistance exercise may be related to amino acid availability. Finally, dietary protein consumed after exercise in excess of the rate at which it can be incorporated into tissue protein stimulates irreversible oxidation”.

Haciendo alusión al título de la entrada, entonces, ¿en qué ocasiones es interesante consumir más proteína o combinarla con HC?.

Cuando existe una mala sensibilidad a la insulina, no solo se produce hiperglucemia por una mala captación de glucosa o lipotoxicidad por la actividad sin control de la HSL, también se tiene una mayor dificultad para ganar masa muscular.

Quiero resaltar, que el tener una mala sensibilidad a la insulina no tiene porqué ser sinónimo de obesidad o sobrepeso, de hecho, las personas de edad avanzada pueden sufrir este problema, es lógico si pensamos que muchas de las enfermedades degenerativas que prevalecen en esta población afectan al tejido muscular.

El envejecimiento al igual que la obesidad va acompañado de una elevación de citocinas inflamatorias como TNF-a, esta elevación crónica afecta a muchas vías celulares, como la activación del receptor de insulina disminuyendo la disponibilidad de sustratos IRS-1/2, esta menor actividad del receptor afecta a la actividad de otras proteínas quinasas responsables de síntesis proteica como PI3K, AKT o mTORC1.

En la misma revisión de A. Aragón que he mencionado antes se muestra como 20 g de proteína de huevo son suficientes para estimular la síntesis proteica, sin embargo, en personas de edad avanzada, el consumo de 40 g de la misma proteína SI supone un beneficio, probablemente debido al aumento de disponibilidad de aminoácidos y una mayor elevación de insulina. Hay que recordar, que la insulina también aumenta la síntesis de óxido nítrico vía NOS aumentando la disponibilidad de nutrientes, a medida que nos hacemos mayores, el mayor estrés oxidativo y una mayor degradación del ON en presencia del anión superóxido a peroxinitrito provoca que el transporte de nutrientes necesarios para la síntesis proteica sea más costoso.

Por otro lado, la prevalencia de hipovitaminosis D3 aumenta a medida que la edad de la población también lo hace. La vitamina D3 puede ser metabolizada directamente por células inmunitarias, de forma muy simple, disminuye la actividad de la vía TH1 o inmunidad celular retardada y por ende la producción de TNF-a por parte de los macrófagos, disminuyendo el estado pro inflamatorio y mejorando la señalización de la insulina. Independientemente a la insulina, el músculo esquelético también presenta receptores VDR, cuya expresión disminuye con la edad, la unión de la vitamina D3 a dicho receptor tiene funciones tan importantes como regular la contractibilidad mediante el flujo de Ca2+ o aumentar la síntesis de miosina, proteína fundamental de la estructura muscular (Ver actina y miosina).

Como conclusión:

Pautas a seguir para mejorar la respuesta anabólica después de un entrenamiento.

Población joven <50:

  1. 20-30 g de proteína de alto VB.
  2. No es necesario incluir HC a no ser que haya un entrenamiento próximo (valorar supercompensación de glucógeno).
  3. Mejorar sensibilidad a la insulina y flexibilidad metabólica.

Población avanzada >50:

  1. 40-50 g de proteína del alto VB + 0.3 g/kg de HC e alto IG (aplicable a otras comidas).
  2. Una correcta exposición al sol.
  3. En el caso de ser necesario, suplementar con 2000-5000IU diarias de Vit D3.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

 

1.- Nutrient timing revisited: is there a post-exercise anabolic window?Alan Albert Aragon and Brad Jon Schoenfeld.

2.-Atherton PJ, Etheridge T, Watt PW, Wilkinson D, Selby A, Rankin D, Smith K, Rennie MJ: Muscle full effect after oral protein: time-dependent concordance and discordance between human muscle protein synthesis and mTORC1 signaling.

3.-Paolisso G, Rizzo MR, Mazziotti G, et al. Advancing age and insulin resistance: role of plasma tumor necrosis factor-alpha. Am J Physiol Endocrin Metab. 1998

 

4.-Moore DR, Robinson MJ, Fry JL, Tang JE, Glover EI, Wilkinson SB, Prior T, Tarnopolsky MA, Phillips SM: Ingested protein dose response of muscle and albumin protein synthesis after resistance exercise in young men.

5.-Effect of vitamin D supplementation on cathelicidin, IFN-γ, IL-4 and Th1/Th2 transcription factors in young healthy females. Das M, Tomar N, Sreenivas V, Gupta N, Goswami R.

6.- Blood biomarkers of vitamin D status. Zerwekh JE Am J Clin Nutr 2008;87:1087S91S.

7.- Vitamin D supplementation in elderly or postmenopausal women: A 2013 update of the 2008 recommendations from the European Society for Clinical and Economic Aspects of Osteoporosis and Osteoarthritis (ESCEO). Rizzoli R,Brandi ML.

 

DMAA 1, 3-dimetilamilamina (Jack 3d returns)

No soy de pre-entrenos ni de mezclas milagrosas en cantidades ínfimas, a base de vit C y arginina. Este suplemento tiene muchas carencias como una dosis de beta-alanina insuficiente, pero tiene algo que no muchos tienen. Hace unos años se retiró el jack 3d y todos los suplementos que tuviesen DMAA (1 ,3- dimetilamilamina) por los efectos que tenían sobre la presión arterial. El DMAA se puede encontrar bajo muchos nombres, en este caso como “floradrene” aunque lo común es encontrarlo por su nomenclatura química o “geranium extract”. Químicamente es parecido a las anfetaminas, aunque no posea un fenilo, es capaz de modificar su geometría para unirse a los mismos receptores presinápticos que la anfetamina (NA, DA), teniendo capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica . La vida media es de 8h según la mayoría de los estudios y su concentración máxima entre 3 y 5h.

REVIEW:

 

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Ya he tenido ocasión de probarlo así que subo mi opinión. Me esperaba algo más de sides tipo ⬆TA, se ve que lleva poca cantidad de dimetilxantinas y mayor proporción de sinefrina dentro de los 920 mg por lo que la vasodilatación será notoria (sin especificar cantidades). Desconozco que cantidad de 1, 3-DMAA lleva, pero la suficiente para aumentar la concentración sin efectos periféricos. El DMAA aunque siendo una amina simpaticomimética de acción mixta, tiene bastante más actividad a nivel central que en receptores adrenérgicos periféricos, lo que lo hace un suple perfecto si lo único que buscas es “focus” sin alteraciones cardiovasculares e insomnio.

 

Nitritos y nitratos ¿realmente son perjudiciales?

Los nitritos y nitratos en forma de sales sódicas o potásicas (NaNO2; KNO3) obtenidos mediante una reacción de doble desplazamiento a partir de un ácido y una sal (HNO3 + NaCl = NaNO3 + HCl) o bien (NaCl + HNO3 = H2O + HClO4 + NO2 + NaNO3) son ampliamente usados en la industria alimentaria como conservantes con el fin de inhibir el desarrollo de patógenos en el alimento como el Clostridium Botulinum.

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Desde hace años, estos conservantes han estado en el punto de mira de organismos sanitarios y científicos por los posibles efectos adversos que su ingesta provoca para la salud. No obstante, no todos sus efectos son potencialmente perjudiciales.

Además de su uso como conservantes, también se pueden encontrar en la naturaleza debido a que son productos de bacterias nitrificantes, siendo utilizados como substrato por las plantas. Otras fuentes de nitratos y nitritos son el agua y algunos alimentos ya que se usan como fertilizantes, pudiendo existir un riesgo de contaminación del alimento.

Los efectos perjudiciales que provocan son debido a su reacción de nitrificación con aminas presentes en el organismo, originando nitrosaminas como la N-nitrosodimetilamina (NDMA) y N-nitrosodietilamina (NDEA). Estos compuestos, una vez activados por la familia del citocromo p450 son capaces de modificar el ADN mediante la metilación de las bases nitrogenadas que lo forman, como la citosina o la guanina, produciendo mutaciones y un erróneo apareamiento de los nucleótidos. En los últimos años, con el desarrollo de la epigenética se ha podido descubrir cómo la metilación de ADN regula la programación genética y cómo los alimentos y compuestos químicos que ingerimos afectan a este proceso. Por ejemplo, se sabe que la metilación de ciertas regiones promotoras de un gen, denominadas islas CPG abundantes en guanina y citosina impiden la unión de los correspondientes factores de transcripción, si esta hipermetilación se da en un gen con actividad antitumoral junto con una hipometilación global, el riesgo de iniciarse un proceso cancerígeno se verá aumentado.

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Dejando de lado la epigenética, los nitratos y nitritos también aportan beneficios a la salud. La mayoría de vegetales contienen únicamente nitratos (NO3) en vez de nitritos (NO2), por lo que a priori, el consumo aislado de nitratos no debería suponer un problema debido a que los procesos de nitrificación se producen en su mayoría en Ph ácido y no habría riesgo de formación de nitrosaminas a partir de los nitratos. Una vez en el lumen intestinal si habría una producción de nitritios como consecuencia de la reducción bacteriana, no obstante, en este medio el pH es mayor que en estómago debido a que no hay presencia del ácido clorhídrico (HCl).

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Los nitratos y nitritos una vez en el torrente sanguíneo pueden ser transformados en el gas óxido nítrico (NO) mediante la xantina óxido reductasa, siendo esta una reacción reversible, por lo que la oxidación del óxido nítrico a nitratos es posible en presencia de la Oxi-hemoglobina al actuar como agente oxidante, favoreciendo al reciclaje del óxido nítrico y garantizando una reserva de substratos para sintetizar el mismo. Cabe destacar que los nitratos y nitritos es la vía principal de síntesis para el óxido nítrico en condiciones de hipoxia, como puede ser durante el ejercicio físico, sin embargo, en estado de reposo o normoxia la síntesis de (NO) se realiza a partir de la arginina mediante las enzimas (NOS) ya que el oxígeno molecular es necesario como substrato para esta familia de enzimas.

Como conclusión, consumir verduras y hortalizas cuyo contenido en nitratos sea alto (espinacas, rábanos, acelgas, zanahorias…) supone un apoyo a tratamientos farmacológicos contra la hipertensión así como una mejora del rendimiento físico. De hecho, trabajos de revistas científicas muestran como el consumo de nitratos por parte de personas con edades spinach.jpgavanzadas, mejora la producción de óxido nítrico así como una menor concentración de lactato en esfuerzos submáximos. Una de las teorías que respaldan estos resultados es que cuanto más avanzada sea la edad, menor expresión de enzimas reductasas hay en los tejidos y por ende, la síntesis de óxido nítrico se hace más costosa.

En cuanto a la seguridad y posibles efectos adversos de un consumo elevado en nitritos y nitratos, hay que destacar que no es lo mismo consumir nitratos y nitritos en forma de suplementos, agua, aditivos que a través de verduras y hortalizas. A pesar de que contienen una pequeña cantidad de nitritos en proporción con los nitratos, esto no debe suponer un riesgo para la salud, ya que contienen ácido ascórbico, el cual inhibe los procesos de nitrificación, de hecho el ácido ascórbico inhibe la formación de N-nitrosodimetilamina en la saliva de humanos en más de un 90%.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

 

  1. Nitrate–Nitrite–Nitric Oxide Pathway in Pulmonary Arterial Hypertension Therapeutics Courtney E. Sparacino-Watkins, PhD; Yen-Chun Lai, PhD; Mark T. Gladwin, MD (2012).
  2. Nitrite in Human Saliva. Its Possible Relationship to Nitrosamine Formation, R. Tannenbaum, A.J. Sinskey, M. Weisman and W. Bishop (1974).
  3. Drug-Nitrite Interactions in Human Saliva: Effects of Food Constituents on Carcinogenic N-Nitrosamine Formation, S. Rao, J.C. Osborn, M.R. Adatia (1982).
  4. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits, Norman G Hord, Yaoping Tang, and Nathan S Bryan (2008).
  5. Nitrates as Adjunct Hypertensive Treatment. A Possible Answer to Resistant Systolic Hypertension, Shawna D. Nesbitt (2005).
  6. Alkylation of DNA and tissue specificity in nitrosamine carcinogenesis. Montesano 1981;17(3):259-73.

BETAÍNA & CREATINA PARA AUMENTAR MASA MUSCULAR

No, no me he vuelto loco. A priori puede parecer que comparar la creatina y la betaína no tiene mucho sentido, pero en realidad están mucho más relacionadas de lo que parece.

¿Merece la pena usar ambos suplementos?


-CREATINA:

La creatina es un compuesto nitrogenado que se usa como sustrato energético por el organismo en su forma fosforilada (fosfocreatina o Pcr). Mediante una enzima quinasa, el grupo fosfato es cedido a moléculas de ADP (Adenosín difosfato) para sintetizar ATP (Adenosín trifosfato). Hay que recordar que la Pcr tiene una capacidad energética muy reducida, la cual decae aproximadamente a los 6 segundos de iniciar cualquier esfuerzo intenso, sin embargo, la potencia de entrega energética es la más alta de todos los sustratos.

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-BETAÍNA:

También conocida como trimetilglicina, tiene una estructura similar al aminoácido glicina, en el que una amina cuaternaria saturada actúa como sustituyente de la amina primaria. En el organismo, la betaína se sintetiza en el organismo a partir de la colina (etanolamina), por lo que más adelante veremos su importancia. La función de la betaína en el organismo es reciclar la homocisteína a metionina donando un geupo metilo y usando la vit B12 como cofactor, originando N,N-dimetilglicina, como vemos la betaína ha perdido un grupo -CH3 dando lugar a una amina terciaria.

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Tanto la betaína como la creatina están estrechamente relacionadas, y por decirlo de alguna manera trabajan de la mano en el ciclo metionina-homocisteína. La homocisteína es un compuesto que se forma a partir de la degradación de la metionina, siendo necesario todo este proceso para sintetizar creatina  a partir de otros compuestos intermedios como la S-Adenosil-metionina en procesos de transmetilacíón.

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La homocisteína en plasma en niveles superiores a 50 μmol/l supone un riesgo metabólico en varios aspectos, siendo los niveles óptimos no superiores a 10 μmol/l. Las causas de la homocistinuria pueden ser de diferente origen, por lo general déficits enzimáticos, como puede ser la homocistinuria clásica producida por un déficit de la enzima que transforma la homocisteína en cistationina mediante transulfuración para posteriormente ser convertida a cisteína como precursor del glutatión.

Otros déficits enzimáticos como el que afecta a la tetrahidrofolato reductasa o relacionados con el metabolismo de la vit B12 son menos comunes. Sin embargo, no hay que olvidar que los aspectos nutriconales suponen un papel importante acomo agravante o factor etiológico de la homocistinuria. Si volvemos al principio de la entrada, recordamos que la betaína se sintetiza a partir de la colina, además de que en el ciclo metionina-homocisteína hay numerosos nutrientes que actúan como co-factores enzimáticos (folatos, vit B12, colina o riboflavina). Por lo que el déficit de alguno de estos compuestos supondrá una ralentización del reciclaje de la homocisteína.


Cuando la homocisteína permanece elevada en la sangre durante un periodo de tiempo prolongado, puede convetirse en otros productos como su tio-éster (homocisteína tiolactona) que tiene efectos más potentes que la homocisteína libre. Existen muchas alteraciones metabólicas, como la reacción con el óxido nítrico inhibiendo la vasodilatación o el aumento de ROS como peróxido de hidrógeno o anión superóxido. Este aumento de RL es crucial como factor de riesgo en las enfermedades cardiovasculares, ya que presentan una reactividad muy alta por las lipoproteínas LDL,  las cuales en muchas ocasiones son fácilmente oxidadas y captadas por los macrófagos del endotelio, produciéndose su degradación e iniciando el proceso de ateromatosis (Foam cells).

Una vez más, se demuestra que el colesterol LDL por sísolo no tiene ningún valor en el diagnóstico clínico, ya que depende de un número de factores muy amplio.

Los niveles elevados de homocisteína también se correlacionan con un aumento de TNF-a y resistina. Estos tres elementos son capaces de interrumpir la señalicación de la insulina disminuyendo la disponibilidad del substrato del receptor de insulina al aumentar la actividad de las serinas quinasas a través de las proteínas C-JUN-terminal. Esta fosfoliración en un residuo de serina (Ser63 y Ser73)  disminuirá la activación de otras proteínas quinasas como la PKB, reduciendo la respuesta anabólica de la célula.

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Es común encontrar que en algunos casos los deportistas tienen niveles elevados de homocisteína (1) aunque en la mayoría de los casos se debe a déficits nutricionales, sin embargo, en deportistas bien alimentados y con niveles correctos de folatos en sangres se observa que tienen niveles más reducidos que otros sujetos(2).

El ejercicio físico por si mismo produce un aumento de forma aguda en los niveles de homocisteína, si se aplica la lógica es completamente normal debido a que la actividad del ciclo aumenta por la necesidad de sintetizar más creatina de forma endógena, por lo que, de forma transitoria, los niveles de homocisteína se ven aumentados(3). Por ello, los deportistas son un grupo de riesgo si se combina un entrenamiento de alta intensidad con una mala alimentación.


Como conclusión, además de una buena alimentación, con una dieta rica en folatos, colina y vit B12, si os suplementáis con creatina, el uso de betaína no está justificado, debido a que al aportar creatina de forma exógena, el organismo disminuye la producción de creatina endógena y por tanto la actividad del ciclo metionina-homocisteína junto con la disminución de los niveles de homocisteína (4,5)

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

1.- Scand J Med Sci Sports 2008 Jun;18(3):360-6. Epub 2007 Jun 6.-Homocysteine status in former top-level male athletes: possible effect of physical activity and physical fitness.
2.- Ann Nutr Metab. 2003;47(3-4):114-8. Influence of training volume and acute physical exercise on the homocysteine levels in endurance-trained men: interactions with plasma folate and vitamin B12.
3.- Clin Chem Lab Med. 2003 Nov;41(11):1518-24.Homocysteine increases during endurance exercise. 
4.- Clin Lab Sci. 2004 Spring;17(2):102-6. Oral creatine supplements lower plasma homocysteine concentrations in humans.
5.- J Sports Med Phys Fitness 2015 Apr;55(4):313-9.Creatine supplementation alters homocysteine level in resistance trained men
 

 

CÓMO USAR LA SINEFRINA. Aprende a usarla sin efectos adversos.

La sinefrina es incluida en muchas fórmulas pre-entreno y suplementos usados para la pérdida de grasa debido a sus propiedades termogénicas y lipolíticas.

Debido a su estructura química es un protoalcaloide (NO alcaloide con nitrógeno heterocíclico) que se encuentra en el fruto cítrico Citrus Aurantium (Bitter Orange), un híbrido entre el pomelo y la mandarina.

ISÓMEROS DE LA SINEFRINA ¿SON LOS MISMO?

Existen varios protoalcaloides en el extracto de este fruto, entre ellos el para isómero de la sinefrina en una proporción mucho mayor que el segundo protoalcaloide, la p-octopamina (90% vs 10%) rspectivamente. Existen otros isómeros sintéticos de la sinefrina como la m-sinefrina, diferenciándose únicamente de su para isómero en la posición del (-OH) en el benceno.

La p-sinefrina muestra una menor afinidad por los receptores adrenérgicos que su meta isómero, debido a la alteración que provoca el (-OH) en para-posición, por lo que entre los los efectos de la m-sinefrina se encuentra un aumento de la presión arterial, gasto cardiaco y frecuencia cardiaca. Sin embargo, aunque la p-sinefrina se consuma en cantidades mayores a 50 mg es improbable que padezcas estos efectos, ya que el para isómero es 400 veces menos potente que la m-sinefrina sobre los receptores b1 y b2 del sistema simpático y 100 veces menos potente sobre los receptores a1. Esto es debido a que el hidrógeno del (-OH) en posición meta en el benceno es necesario para que el hidrógeno pueda unirse a un residuo de serina del receptor adrenérgico, propiedad que comparte con otros ligandos de este receptor, como la A/NA/ISO lo que no ocurre en el caso de la p-sinefrina, evitando así la vasoconstricción.

EFEDRINA VS SINEFRINA

La sinefrina se puede considerar como el hermano pequeño al tener una estructura similar a la efedrina, a excepción del (-OH) en el benceno y la ausencia de un gupo metilo en la cadena lateral, clasificándose en feniletanolaminas y fenilpropanolamina debido a su estructura.

La efedrina es muy diferente a la sinefrina, más potente y más propensa a producir efectos adversos, por ello, es clasificada como una sustancia prohibida por la (WADA) dentro de los estimulantes específicos, es decir, actúa como agonista mixto sobre los receptores adrenérgicos. Esto quiere decir que no solo tiene efectos periféricos como agonista adrenérgico, si no que también provoca una liberación de NA ya que también es un estimulante de las neuronas simpáticas del SNC. La sinefrina solo comparte ciertos efectos periféricos, ya que la falta de -CH3 en el carbono alfa y la sustitución -OH en el benceno hace que la molécula sea menos biodisponible y tenga más dificultades para atravesar la barrerahematoencefálica.

Aunque sea poco selectiva, la efedrina tiene mayor capacidad de unión por los adrenoreceptores que la sinefrina, especialmente sobre los b1 y b2 provocando efectos termogénicos debido a la lipolisis vía b3 y la descarga simpática.

Como se ve en el siguiente estudio, tras varias semanas de tratamiento con efedrina en sujetos obesos, se observa un aumento del gasto energético en reposo de hasta un 7% y un aumento del consumo de oxígeno en reposo mayor que en los grupos que consumieron efedrina durante 4 semanas o el gupro placebo. Esto significa que existe una disminución del RER (Respiratory Exchange Ratio) y por lo tanto un mayor consumo de ácidos grasos que de glucosa. El RER es el cociente entre el anhídrico carbónico expirado y el oxígeno consumido, para conseguir la misma cantidad de ATP es necesario consumir más oxígeno si se oxidan ácidos grasos, sin embargo, si se oxida glucosa, el consumo de oxígeno es menor, por ello, en los sujetos que consumieron efedrina (mayor lipólisis y mayor consumo de grasa) el RER disminuye como indicador del sustrato energético predominante.

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Existen numerosos estudios que muestran como la efedrina, tanto una dosis aguda como crónica aumenta el gasto energético en reposo, aunque muchos se ven influenciados por la cafeína ya que actúa en sinergia junto con la efedrina.

En el siguientes estudio se ve como la administración de 50 mg de efedrina en tres tomas a lo largo del día aumenta el gasto energético en reposo en comparación con el grupo placebo.

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Si volvemos a la p-sinefrina, tiene un efecto mucho más potente en hombres que en mujeres, aunque estos resultados varían cuando el extracto se consume junto con la comida. La administración de 26mg de p-sinefrina produjo un incremento metabólico de 45 kcal en las 5 horas posteriores a la ingesta, sin embargo el efecto térmogénico se redujo cuando se la sinefrina se consumió junto a la comida.

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En otro estudio financiado por una empresa que comercializa suplementos con extractos de Citrus Aurantium, mostró que 75 min después de administrar 50 mg de p-sinefrina se produjo un incremento de 35 kcal en el gasto energético en reposo, lo que supuso un 6,9% más que en el grupo placebo.

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¿SINEFRINA SOLA?

La p-sinefrina tiene capacidad de unirse a los receptores b3 e inducir una cascada de reacciones que promuevan la lipólisis vía AMPc al igual que lo hacen las catecolaminas. En la mayoría de estudios, cuando se administra sinefrina sola no se observan efectos cardiovasculares por dos razones, por su falta de afinidad por los receptores b1 y b2 y por la expresión de receptores b3 en el músculo liso vascular. Al administrar sinefrina, no solo se produce una unión a los receptores expresados en el tejido adiposo, también ocurre en el endotelio vascular. Este es un “sistema de seguridad” para evitar que en situaciones con una fuerte descarga simpática se produzca una vasoconstricción excesiva, recordad que cuando se produce una liberación de NA/A, la unión de estas a receptores del endotelio vascular producen una fuerte vasoconstricción, en este caso, se unirían a los receptores b3 adrenérgicos provocando vasodilatación mediante la liberación de óxido nítrico y antagonizando el efecto de los receptores a1.

Por este motivo, consumir sinefrina de forma aislada antes de entrenar no es lo más adecuado. En varios estudios se ve que después de administrar sinefrina se produce un efecto hipertensor a las 6 horas, esto quiere decir que debido a la vida media de la sinefrina tiene un efecto hipotensor durante las primeras horas después de su administración.

La cafeína, además de penetrar rápidamente en el SNC y antagonizar los receptores de adenosina, tiene efectos periféricos. Una vez alcanza el interior de la célula es capaz de inhibir las fosfodiesterasas que degradan el AMP cíclico (AMPc). Si damos un repaso, el AMPc es producido al unirse un agonsita al receptor adrenérgico, como las catecolaminas, activando proteínas quinasas como la PKA . Además de efectos lipolíticos como la activación de la lipasa sensible a hormonas se inicia la transcripción de proteínas como AMPK y UCP aumentando la termogénesis celular.

Por ello, la cafeína aumenta la potencia termogénica de la sinefrina y evita que se produzcan efectos hipotensores que impiden una correcta adaptación al entrenamiento.

Como conclusión, a falta de acceso a ciertas sustancias como la efedrina y otros termogénicos, la sinefrina puede darnos un empujón si sabemos utilizarla, no produce efectos adversos cardiovasculares, incluso en dosis muy altas de más de 100mg “self-tested”.

Si quieres sacar todo el partido a la sinefrina, consumir (0,5-0,7mg/kg) de p-sinefrina junto con cafeína anhidra (3-5 mg/kg) una hora antes de entrenar dependiendo de la tolerancia de cada uno es lo óptimo.

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¿CETOSIS + REFEEDS? Competencia enzimática

La práctica deportiva incrementa las necesidades energéticas, por lo que cubrir las mismas de forma eficiente supondrá un beneficio para el deportista, tanto a nivel de rendimiento como de salud.

Tradicionalmente se ha postulado que las necesidades de aporte de energía en deportistas han de cubrirse incrementando los hidratos de carbono en la dieta hasta incluso un 70% del contenido total calórico de la dieta. Es necesario distinguir el tipo de deporte que se practica, debido a que el metabolismo energético en cada uno de ellos variará. En el caso de los deportes de fuerza, sí está justificado un aumento en el aporte de hidratos de carbono debido al predominio del metabolismo glucolítico aneróbico en la mayoría de ellos. En deportes de endurance el metabolismo predominante será el oxidativo a partir de los ácidos grasos así como el glucolítico aeróbico dependiendo de la intensidad (%VO2 MÁX).

Muchos autores aseguran que un aumento en el aporte de los hidratos de carbono es necesario para un mayor rendimiento deportivo e incrementar la duración del ejercicio. Cabe destacar que un aporte de hidratos de carbono como base de la alimentación en un deportista puede disminuir su adaptación metabólica a una dieta alta en grasas y empeorar su rendimiento deportivo durante el consumo de la misma. Un deportista acostumbrado a una dieta alta en hidratos de carbono reducirá su rendimiento sin duda al consumir una dieta alta en grasas debido a la poca adaptación enzimática para la ẞ-oxidación y uso de cuerpos cetónicos como sustrato energético.

El tiempo de adaptación medio a una dieta al20100613 lpr 1458ta en grasas es de 3-4 semanas, tiempo suficiente para que se produzca un incremento de enzimas oxidativas como 3-hidroxi-CoA deshidrogenasa (HAD complex) y transferasas como Succinil CoA:3-cetoácido CoA tranferasa la cual transfiere un grupo succinato+CoA al acetoacetato para formar acetoacetyl CoA y poder ser usado como sustrato energético en las mitocondrias de numerosos tejidos como músculo y cerebro gracias a la presencia de esta enzima.

Se acusa a las dietas altas en grasas y cetogénicas de aumentar el catabolismo muscular y disminuir la masa muscular debido a un aumento de las enzimas gluconeogénicas: fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, fructosa-1,6-bifosatasa y glucosa-6-fosfatasa y una inhibición de la piruvato quinasa, 6-fosfofructo-1-quinasa y hexoquinasa. Estos cambios aumentan la tasa gluconeogénica y una mayor facilidad para la síntesis de glucosa a partir de aminoácidos. Sin embrago, en este estado el organismo es capaz de reducir la utilización de glucosa reduciendo por ello la gluconeogénesis. Esto produce un mayor consumo alternativo de cuerpos cetónicos como fuente energética por parte del cerebro ya que necesita un aporte continuo de glucosa. La cantidad de aminoácidos necesaria para sintetizar 1 g de glucosa es de 1.6 g , por lo que si toda la energía demandada por el cerebro en forma de glucosa fuera sintetizada gluconeogénicamente a partir de aminoácidos, se produciría un catabolismo diario de 160-200 g de proteína para obtener unos 110-120 g, teniendo en cuenta que el cerebro consume unos 5-6 g/h de glucosa.

Queda demostrado que una dieta cetogénica NO aumenta el catabolismo muscular.

Es cierto que una dieta cetogénica alta en proteína puede impedir una buena adaptación a los cc debido a la carga de aminoácidos glucogénicos de la dieta, por lo que en muchas ocasiones es necesario disminuir la cantidad de proteína para llegar al estado de cetosis, aunque por ello no vamos a perder masa muscular.

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Otro efecto anticatabólico de los cuerpos cetónicos es la disminución de la actividad de la enzima BCAKDH (Branched chain alfa ketoacids deshidrogenase) presente en hepatocitos, la cual produce metabolitos intermediarios de ciclo de Krebs a partir de α-cetoácidos ramificados (α-cetoisocaprocio, α-ceto-ẞ-metilvalérico α-cetoisovalérico), productos del catabolismo de aminoácidos ramificados en el músculo esquelético.

Cabe destacar que el rendimiento energético (ATP) es superior por parte de los cuerpos cetónicos al compararlo con la glucosa. Además de poseer un transporte específico que aumenta su actividad en función de la concentración de CC en plasma , al poseer un Km superior a la concentración de cc en un estado de cetosis o dieta baja en hidratos de carbono, así como un Vmax muy superior, por lo que no existe riesgo de saturación de este transportador produciendo la consecuente falta de aporte de energía al tejido nervioso.

Aunque se reduzca la demanda de glucosa, es necesario mantener un pequeño aporte continuo, incluso si parte de dicho aporte proviene de la gluconeogénesis a partir de aminoácidos, la actividad de piruvato deshidrogenasa disminuye en ausencia de insulina y las concentraciones de piruvato crecen, aumentando la producción de ácido láctico, actuando éste como sustrato gluconeogénico.

Una dieta alta en grasa está relacionada con una mejora en los perfiles lipídicos, aumentando la concentración de lipoproteínas HDL y disminuyendo la producción hepática de triglicéridos. Por otro lado, dichos efectos se ven aumentados cuando se añaden ácidos grasos Ω-3 a la dieta, los cuales interactúan con factores de transcripción hepáticos SREBP (sterol regulatory element-binding protein) implicados en la síntesis de colesterol y PPAR-α (peroxisome proliferator-activated receptor-alfa) y oxidación ácidos grasos.

La práctica de ejercicio físico durante el consumo de una dieta alta en grasa después de un correcto periodo de adaptación, aumenta la oxidación de ácidos grasos durante el ejercicio de 2 a 5 horas y también durante el estado de reposo (RER). Los beneficios de una dieta cetogénica relacionados con el deporte de “endurance” así como en deportes de potencia y fuerza, son una mejora de la composición corporal así como un mejor perfil lipoproteico, junto con una disminución de marcadores de daño muscular como CK y LDH.

Durante el consumo de una dieta cetogénica, se reduce el RER y las concentraciones de lactato cuando se realiza un ejercicio entre el 50% y 70% (%VO2 MÁX) si se compara con una dieta alta en hidratos de carbono, especialmente a los 15 min, así como en el periodo de recuperación.lnlknklnlknlklknknlknl

El aumento en el (%VO2 MÁX) observado en los sujetos que consumen una dieta cetogénica, así como el umbral del lactato (%VO2 LT) puede ser debido a un transporte de oxígeno más eficiente, aumentado el número de globulos rojos, hematocrito y hemoglobina. Dicho efecto se ve incrementado debido a las propiedades erogénicas de los ácidos grasos Ω-3 afectando a la viscosidad e integridad de membrana en dichas células.

Otro efecto a destacar cuando se compara una dieta alta en hidratos de carbono con una dieta alta en grasa es el producido a nivel hormonal. Dichos cambios vienen producidos por la necesidad de adaptarse a sustratos energéticos diferentes, observándose un aumento en las concentraciones de cortisol durante el ejercicio a moderada intensidad. Sin embargo, no se observan cambios notables en las concentraciones plasmáticas de cortisol en ejercicios de alta intensidad, así como en periodos de reposo en sujetos bien adaptados.

Está claro que la adaptación a una dieta alta en grasa aporta beneficio para el deportista, la mayoría de estudios miden el rendimiento deportivo en un periodo no demasiado largo (90 min) a un VO2 constante, lo que no simula condiciones reales de carrera, como cambios de ritmo o sprints. Existen ciertos estudios que valoran cómo esta adaptación a una dieta alta en grasa, provoca una desadaptación al metabolismo de los hidratos de carbono, pudiendo comprometer el rendimiento en situaciones de esfuerzo máximo.

En sujetos adaptados a una dieta alta en grasa, ciertas enzimas como la piruvato deshidrogenasa disminuyen su actividad. La piruvato deshidrogenasa es una enzima compleja que puede ser regulada de forma covalente por otro complejos enzimáticos regulados hormonalmente a través de la insulina (PDK,2,4/PDP1) así como mediante los niveles de NAD , ADP, CoASH y piruvato, altas concentraciones de estos elementos disminuyen la actividad de la PDK2. Otros reguladores como el Ca2+ actúa de forma similar al ser liberado del retículo sarcoplasmático durante la contracción muscular, aumentando en este caso la actividad de la PDP1.

Como hemos dicho antes, existe una desadaptación al metabolismo de los hidratos de carbono en sujetos que están suficientemente adaptados a una dieta alta en grasa. Este fenómeno se produce debido que existe una competencia entre el metabolismo de los hidratos de carbono y el de los ácidos grasos, por lo que es imposible que ambas vías metabólicas funcionen al 100% simultáneamente, de ahí que se vea un peor rendimiento en esfuerzos máximos de sujetos adaptados previamente (3-4 semanas dieta cetogénica) y posteriormente repletados con hidratos de carbono, ya que el problema no es la cantidad de substrato, si no la capacidad del organismo para optar por uno u otro.

Los principales complejos enzimáticos que regulan el metabolismo de HC y de ácidos grasos, son la Piruvato deshidrogenasa y la Carnitina palmitoiltransferasa 1. La limitación del funcionamiento simultáneo con una alta tasa de actividad de ambas enzimas depende de la concentración de carnitina y del VO2 máx al que se produzca el esfuerzo. En situaciones en las que la demanda de energética es alta, la concentración de carnitina muscular disminuye hasta un 75%. Esta disminución se debe a que la producción de acetil-CoA por parte de la piruvato deshidrogenasa es mucho mayor que la cantidad de acetil-CoA que es capaz de ingresar en el ciclo de Krebs. La carnitina, además de actuar como un transportador de los acil-S-CoA (lipofóbicos) al interior de la matriz mitocondrial, puede actuar como un regulador de las concentraciones de acetil-CoA/CoASH debido a que funciona como un aceptor de grupos (COCH3). Cuando existe un exceso del mismo, la carnitina se une al grupo acetilo para formar acetil-carnitina, desplazando una molécula de CoA permitiendo el correcto funcionamiento del ciclo de Krebs, como por ejemplo la producción de poder reductor (NADH) y succinil-CoA.

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Como conclusión, NO es viable seguir una dieta low-carb durante un periodo de tiempo de más de tres semanas y hacer refeeds con la intención de aumentar el rendimiento. Muchos deportistas pueden beneficiarse de una dieta alta en grasa con todos los beneficios que ello conlleva para la salud sin necesidad de seguir de forma sistemática una dieta alta en hidratos de carbono como muchos erróneamente creen. Está claro que en el ámbito del alto rendimiento es inviable seguir una dieta cetogénica o alta en grasa debido a que las necesidades y condiciones del ejercicio no lo hacen posible. No obstante, combinar periodos cortos con dietas altas en grasa junto con periodos altos en hidratos de carbono puede suponer un beneficio a nivel metábolico a la hora de afrontar una competición, debido a que no tiene porque producirse la desadaptación a los HC como he mencionado anteriormente, pero sí una mayor eficiencia energética (mayor densidad mitocondrial, mayor sensibilidad a la insulina, mayor flexibilidad metabólica, mayor capacidad lipoítica).

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