Relación entre oxidación lipídica e intensidades en la actividad física

Repasemos algunos conceptos que despiertan enorme interés en la consulta clínica en relación a la adecuación de un programa de entrenamiento cardiovascular o endurance y la utilización de las grasas como combustible energético.

Subrayo en negrita “consulta clínica” ya que los datos de este post son válidos para sujetos en situación de sobrepeso, obesidad y/o baja forma física. Estudios recientes han demostrado que individuos entrenados pueden presentar importantes diferencias metabólicas y por tanto, tener valores distintos en relación a la intensidad del entrenamiento y uso del sustrato energético, tanto en reposo como en entreno.

En 1994, Brooks y Mercier propusieron el concepto “Crossover” con el objetivo de describir los cambios en la elección del sustrato metabólico que se producen durante la práctica deportiva señalada en la introducción y la utilización de los hidratos de carbono (CHO) o grasas en función de variables como: intensidad, estado nutricional, edad, sexo y estado físico del sujeto (1)

Según este postulado, el entrenamiento de resistencia provoca adaptaciones bioquímicas y musculares, con el objetivo de promover la oxidación de las grasas así como una disminución en el sistema nervioso simpático (SNS) en esfuerzos submáximos. Por contra, un incremento de la intensidad dará lugar a un incremento de la glucogenólisis muscular, al igual que sucede en el SNS. Es decir, la utilización de un sustrato u otro, en un momento dado, dependerá de la respuesta a la intensidad inducida por el ejercicio (el cual incrementa el uso de los CHO) y la respuesta inducida al entrenamiento endurance (el cual incrementa la oxidación lipídica). El punto de inflexión en el que la fuente energética procedente de la oxidación de los CHO se ve incrementada debido a la intensidad del ejercicio predomina sobre los lípidos, es conocido como “crossover”.

Crossover

Como podemos apreciar en la figura, la energía procedente de los CHO y su utilización, a costa de reducir el aporte de los lípidos irá en función de la potencia aeróbica con la que nos ejercitemos. A mayor intensidad, mayor dependencia de los CHO.

Son fuente de CHO (a destacar):

  • Glucógeno muscular y hepático.
  • Glucosa en sangre.
  • Lactato procedente de sangre, músculo e hígado.

Son fuente de lípidos (principalmente):

  • Triglicéridos.
  • Ácidos grasos libres, presentes en sangre.

Algunas conclusiones que podemos extraer de este principio son:

  1. La intensidad con la que practicamos deporte será determinante para inclinar la balanza en el uso de los CHO o lípidos como combustible energético.
  2. En intensidades > 65%, glucosa y glucógeno serán la fuente energética protagonista, con descenso en el uso de los lípidos de forma crítica.
  3. El entrenamiento endurance y las características de nuestra dieta, pueden alterar la forma en la que usamos un tipo de combustible u otro, pero, jugando un papel secundario comparado con la intensidad a la que nos ejercitamos.
  4. Edad, sexo, nivel de estado físico, entre otros factores, tendrán impacto en el ratio metabólico requerido para garantizar el flujo energético y por lo tanto, inclinar a nuestro organismo a utilizar uno y otro sustrato en nuestra actividad física.
  5. La principal fuente energética en reposo son los lípidos

Oxidación de las grasas durante el ejercicio

Las grasas contribuyen al 90% de las demandas energéticas del músculo esquelético en reposo (2), sin embargo debemos tener en cuenta que en reposo, la actividad muscular es relativamente baja y recibe únicamente el 20% del gasto cardíaco total. No olvidemos que en actividad física a intensidad máxima, el consumo de oxígeno intramuscular y el flujo sanguíneo al músculo esquelético puede verse incrementado por 30, pasando a representar un 80% del gasto cardiaco total.

La preferencia del sustrato durante el ejercicio varía en función de la intensidad. Entrenamiento a muy baja intensidad (<40%), los lípidos van a ser claros protagonistas y a medida que la intensidad se incrementa, los CHO irán participando en mayor medida. El pico máximo de aporte energético procedente de los lípidos se estima en el 45-65% del VO2max (se puede apreciar en la gráfica anterior). Este postulado ha sido confirmado posteriormente en estudios de medida de utilización de sustratos energéticos en el ejercicio mediante el cociente respiratorio o tasa de intercambio respiratorio, tanto en reposo como en ejercicio (RER). La expiración de CO2 en la respiración también ha confirmado que en porcentajes del 45 al 65% de intensidad se produce el pico de oxidación de las grasas, y que decrece a medida de que se incrementa por encima de estos valores.

El músculo esquelético puede suponer entre un 55 y 75% de las demandas totales de grasas durante el entrenamiento a niveles submáximos (65%) y debemos tener en cuenta que la contribución de las grasas como combustible energético estará incrementada en entrenamientos que superen los 90 minutos, algo que no se observa en actividad física inferior a 60 minutos (3).

Lipolisis del tejido adiposo y uso de los ácidos por el músculo esquelético

La lipolisis (hidrólisis de triglicéridos intracelulares a ácidos grasos libres y glicerol) ocurre en todos los tejidos del organismo, aunque de forma destacada en el tejido adiposo. Este proceso es estimulado por un conjunto de hormonas catabólicas como son:

  • glucagón.
  • epinifrina.
  • norepinifrina.
  • hormona del crecimiento.
  • cortisol.

Esquema de la cascada lipolítica

lipolisis

Este mecanismo ocurre a un ritmo relativamente constante en reposo, pero debemos tener en cuenta que el aproximadamente el 70% de los ácidos grados (AG) son resterificados en triglicéridos. Durante los primeros 15 minutos de entrenamiento, suele producirse un descenso en la concentración plasmática de AG debido a un mayor aclaramiento por el músculo esquelético. Tras este punto, la circulación de AG se ve incrementada gradualmente con el paso del tiempo. La reserva de triglicéridos (TG) constituyen la mayor fuente de recurso energético empleado tanto por el músculo cardíaco como esquelético durante la práctica de actividad física en condiciones aeróbicas. La activación del sistema adenilato ciclasa a través de los receptores B-adrenérgicos acoplados, es la principal responsable de la liberación de los AG libres al torrente circulatorio gracias a la estimulación de la respuesta lipolítica de los adipocitos. Este mecanismo triplica el incremento de lipolisis y reduce el ratio de resterificación en un 25% dentro de los primeros 30 minutos de ejercicio (4).

Un mayor impulso simpático durante la actividad física, mejora la circulación al músculo esquelético así como incrementa el flujo sanguíneo al tejido adiposo, en una cantidad estimada de x 2 a x 7. Estas adaptaciones aseguran una entrega suficiente de combustible lipídico al músculo.

Tope de uso de las grasas en el ejercicio físico en función de la intensidad

El pico en el uso de los lípidos como recurso energético se producirá en intensidades moderadas. El descenso en la oxidación de las grasas en intensidades bajas y elevadas está bien demostrado. Recomendable en este sentido el trabajo de Romijn et al (5), que estudia la lipolisis del tejido adiposo y entrega de AG al músculo esquelético en ejercicios con intensidades equivalentes al 25%, 65% y 85% VO2max.

remijn

A baja intensidad, la grasa fue de forma predominante el sustrato energético y principalmente, estos lípidos procedían de plasma, mientras que la contribución de TG fue escasa. Según estos resultados (gráfica superior)(5), parece que el porcentaje relativo de la contribución de las grasas como sustrato es máxima durante intensidades bajas, teniendo en cuenta el aporte procedente de los AG plasmáticos. Si sumamos los TG almacenados en músculo, observamos lo descrito en el concepto “Crossover”, el pico máximo de oxidación lipídica se produce en trabajos con intensidades del 65% VO2max.

Un descenso en la oxidación de las grasas en actividad física al 85% VO2max no puede ser explicada por una alteración de la lipolisis del tejido adiposo, pero si que se produce una reducción en aproxidamente el 50% en los niveles de AG plasmáticos, aspecto que sugiere un incremento de la resterificación lipídica en el tejido adiposo durante entrenos a intensidades elevadas. En definitiva, parece evidente que existe una limitación a oxidar grasas a intensidades altas.

Abreviaturas

CHO = hidratos de carbono

SNS = sistema nervioso simpático

RER = tasa de intercambio respiratorio

AG = ácidos grasos

TG = triglicéridos

Fuentes

  1. G. A. Brooks, J. Mercier; Journal of Applied Physiology Published 1 June 1994 Vol. 76 no. 6, 2253-2261
  2. Dagenais GR, Tancredi RG, Zierler KL. Free fatty acid oxidation by forearm muscle at rest, and evidence for an intramuscular lipid pool in the human forearm. Journal of Clinical Investigation. 1976;58(2):421-431.
  3. Roepstorff C Steffensen C Madsen M Stallknecht B Kanstrup I Richter E Kiens B Madsen M Kanstrup I; Gender differences in substrate utilization during submaximal exercise in endurance-trained subjects; Am J Physiol Endocrinol Metab 282: E435–E447, 2002
  4. R. R. Wolfe, S. Klein, F. Carraro, J. M. Weber. Role of triglyceride-fatty acid cycle in controlling fat metabolism in humans during and after exercise. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism Published 1 February 1990 Vol. 258 no. 2, E382-E389
  5.  J. A. Romijn, E. F. Coyle, L. S. Sidossis, A. Gastaldelli, J. F. Horowitz, E. Endert, R. R. Wolfe. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism Published 1 September 1993 Vol. 265 no. 3, E380-E391

 

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