Carbohidratos 101

Por William Misner, Ph.D.

La fuente principal de producción de energía muscular es el trifosfato de adenosina (ATP). Para producir ATP, las células vivas extraen glucosa del glucógeno, un carbohidrato complejo de cadena larga almacenado cerca de los músculos o el hígado. Cada reserva muscular de glucógeno tiene una estructura química casi idéntica al almidón común y similar a la maltodextrina de cadena larga. El glucógeno es un polisacárido endógeno de glucanos, un carbohidrato muy complejo que consiste en largas cadenas de glucosa unidas entre sí. Durante el ejercicio, la primera opción del cuerpo es reducir el glucógeno a moléculas de glucosa individuales, que se transportan a pequeñas células mitocondriales, que convierten la glucosa en ATP para el metabolismo energético. La grasa y los aminoácidos complementarios (del tejido muscular magro) se movilizan para posponer el agotamiento rápido del glucógeno y compensar cualquier déficit de glucosa en el glucógeno. La síntesis de ATP a partir del glucógeno muscular es la fuente de energía más eficiente, ya que regenera más del doble de la velocidad de la energía que se obtiene a partir de la grasa y la proteína muscular magra combinadas.

El glucógeno, ->o "almidón animal"), tiene una estructura idéntica a la del almidón vegetal amilopectina. Los alimentos ricos en almidón con el mayor porcentaje de amilopectina son estructuralmente más parecidos al glucógeno muscular humano. La espirulina es la única fuente de alimentos conocida que contiene glucógeno puro ->24% de sus calorías provenientes de carbohidratos complejos son glucógeno "puro". El almidón de papa es el 2.º glucógeno similar a los alimentos y el 3.er lugar cercano son las maltodextrinas de los cereales.

El almidónes un carbohidrato complejo blanco, granulado o en polvo, inodoro e insípido, ->C₆H₁₀O₅)_x, abundante en las semillas de las plantas de cereales y en los bulbos y tubérculos. Las moléculas de almidón están formadas por cientos o miles de átomos, que corresponden a valores de x, como se indica en la fórmula anterior, que varían entre aproximadamente 50 y muchos miles. El almidón nativo denota almidón sin tratar. Las moléculas de almidón presentan dos estructuras.

En el primer tipo, Amilosa ->figura 1), que constituye alrededor del 20-25 por ciento del almidón ordinario, los grupos C₆H₁₀O₅ están dispuestos en una cadena continua pero "enroscada" algo así como una bobina de cuerda.

En el segundo tipo, Amilopectina ->figura 2), se produce una cantidad considerable de ramificaciones laterales en esta molécula.

Amilosa ->figura 1) Amilopectina ->figura 2)

Las plantas verdes fabrican almidón durante el proceso de fotosíntesis. Forma parte de las paredes celulares de las plantas, constituye parte de las fibras vegetales rígidas y sirve como una especie de almacenamiento de energía para las plantas, porque su oxidación a dióxido de carbono y agua libera energía. Los gránulos de almidón presentes en cualquier planta tienen un tamaño, forma y marcas características de la especie de planta en la que se fabrica el almidón. El almidón es casi insoluble en agua fría y en alcohol, pero con agua hirviendo da una suspensión coloidal que puede formar una gelatina al enfriarse. El agua caliente transforma el almidón lentamente en moléculas más pequeñas. Esta reacción, un ejemplo de hidrólisis, es catalizada por ácidos y por algunas enzimas, dando lugar a moléculas aún más sencillas, siendo los productos finales la maltosa, C₁₂H₂₂O₁₁, un disacárido, y la glucosa, C₆H₁₂O₆, un monosacárido.

La digestión del almidón en el cuerpo humano sigue el siguiente curso: la hidrólisis comienza en la boca bajo la acción de la ptialina salival, pero se completa en el intestino delgado. El cuerpo no utiliza inmediatamente toda la glucosa absorbida en la digestión del almidón, sino que convierte gran parte de ella en glucógeno, que se almacena en el hígado. ->El glucógeno, llamado almidón animal, tiene una estructura casi idéntica a la de la amilopectina.) A medida que el cuerpo necesita glucosa, la hidrólisis del glucógeno la libera en el torrente sanguíneo. El glucógeno proporciona una reserva de energía para los animales de la misma manera que el almidón común lo hace para las plantas.

Contenido de amilosa y tamaño de los gránulos de varios almidones[2]

Los carbohidratos complejos consisten en cadenas ramificadas de unidades de glucosa unidas entre sí. El almidón vegetal es la contraparte del glucógeno humano con una estructura química descrita simplemente como alta amilopectina: ninguna a baja amilosa. La fracción de carbohidratos de la espirulina es la única fuente dietética conocida de glucógeno (>58% de proteínas, 24% de carbohidratos, 18% de grasas). La glutamina es la única proteína que el cuerpo recluta para fabricar glucógeno. Se ha informado que otros sustratos mejoran la tasa de almacenamiento de glucógeno, incluida su producción o conversión en glucosa para energía: semillas de girasol, magnesio, potasio, ácido alfa lipoico, L-carnitina, vitamina K, dimetil o trimetilglicina y vitamina B6. El ácido hidroxicítrico (>HCA) aumenta la producción de glucógeno del cuerpo al desviar los carbohidratos de la lipogénesis hacia la producción de glucógeno. Este efecto se logra inhibiendo la enzima ATP-citrato liasa.[4]

El almidón es la forma vegetal de glucógeno/carbohidrato almacenado ->para el metabolismo energético) casi idéntico en estructura y función al glucógeno humano, excepto por un grado mucho menor de ramificación ->aproximadamente cada 20-30 residuos). El almidón no ramificado se llama amilosa; el almidón ramificado se llama amilopectina. La maltodextrina generalmente se estructura como una proporción de amilopectina:a-amilosa de 7:3 en comparación con la proporción de amilopectina:a-amilosa de 10:0 del glucógeno puro o la proporción de amilopectina:a-amilosa de 8:2 del almidón de patata. Los almidones de maíz y trigo tienen una proporción de 7:2-3, mientras que las variedades de tapioca y arroz tienen una proporción cercana a la de la papa de 8:2 Amilopectina:a-Amilosa.

LA ENERGÍA DE LOS CARBOHIDRATOS COMIENZA CON LA DIGESTIÓN

Los carbohidratos de la dietade los cuales los humanos obtienen energíaingresan al cuerpo en formas simples o complejas:

 ->1) Mono-/Di-Sacáridos/Azúcares simples de cadena corta

->2) Polímeros de cadena larga Almidón/Maltodextrinas ->Amilosa + Amilopectina)

->3) Glucógeno

 La celulosa polimérica también se consume, pero no se digiere. El primer paso en el metabolismo de los carbohidratos digeribles es la conversión de los polímeros superiores en formas solubles más simples que pueden transportarse a través de la pared intestinal y llegar a los tejidos. La descomposición de los azúcares poliméricos comienza en la boca. La saliva tiene un pH ligeramente ácido de 6,8 y contiene amilasa lingual que inicia la digestión de los carbohidratos. La acción de la amilasa lingual se limita al área de la boca y el esófago; se inactiva virtualmente por el pH mucho más ácido del estómago. Una vez que el alimento ha llegado al estómago, la hidrólisis ácida contribuye a su degradación; proteasas y lipasas gástricas específicas ayudan a este proceso para las proteínas y las grasas, respectivamente. La mezcla de secreciones gástricas, saliva y alimentos, conocida colectivamente como quimo, se desplaza al intestino delgado. La principal enzima digestiva de carbohidratos poliméricos del intestino delgado es la alfa-amilasa. Esta enzima es secretada por el páncreas y tiene la misma actividad que la amilasa salival, produciendo disacáridos y trisacáridos. Estos últimos son convertidos en monosacáridos por las sacaridasas intestinales, incluyendo las maltasas que hidrolizan los di- y trisacáridos, y las disacaridasas más específicas, sacarasa, lactasa y trehalasa. El resultado neto es la conversión casi completa de carbohidratos digeribles a sus monosacáridos constituyentes. La glucosa resultante y otros carbohidratos simples son transportados a través de la pared intestinal a la vena porta hepática y luego a las células parenquimatosas del hígado y otros tejidos. Allí se convierten en ácidos grasos, aminoácidos y glucógeno, o bien se oxidan por las diversas vías catabólicas de las células. La oxidación de la glucosa se conoce como "glucólisis". La glucosa se oxida a lactato o piruvato. En condiciones aeróbicas, el producto dominante en la mayoría de los tejidos es el piruvato y la vía se conoce como "glucólisis aeróbica". Cuando se agota el oxígeno, como por ejemplo durante un ejercicio intenso y prolongado, el producto glucolítico dominante en muchos tejidos es el "lactato" y el proceso se conoce como "glucólisis anaeróbica".

Las reservas de glucosa fácilmente disponibles para suministrar a los tejidos una fuente de energía oxidable se encuentran principalmente en el hígado, en forma de glucógeno. Una segunda fuente importante de glucosa almacenada es el glucógeno del músculo esquelético. Sin embargo, el glucógeno muscular no suele estar disponible para otros tejidos, porque el músculo carece de la enzima glucosa-6-fosfatasa.

El principal lugar de consumo diario de glucosa (>75%) es el cerebro a través de vías aeróbicas. La mayor parte del resto es utilizado por los eritrocitos, el músculo esquelético y el músculo cardíaco. El cuerpo obtiene la glucosa directamente de la dieta o de los aminoácidos y el lactato a través de la gluconeogénesis. La glucosa obtenida de estas dos fuentes principales permanece soluble en los fluidos corporales o se almacena en una forma polimérica, el glucógeno. El GLUCÓGENO se considera la principal forma de almacenamiento de glucosa y se encuentra principalmente en el hígado y los músculos, aunque también se encuentran en los riñones y los intestinos lugares de almacenamiento menores. Con hasta un 10% de su peso en glucógeno, el hígado tiene el contenido específico más alto de todos los tejidos corporales. El músculo tiene una cantidad mucho menor de glucógeno por unidad de masa de tejido, pero como la masa total del músculo es mucho mayor que la del hígado, el glucógeno total almacenado en el músculo es aproximadamente el doble que el del hígado. Las reservas de glucógeno en el hígado se consideran el principal amortiguador de los niveles de glucosa en sangre.

DEGRADACIÓN DEL GLUCÓGENO ALMACENADO ->glucogenólisis) ocurre a través de la acción de la glucógeno fosforilasa. La acción de la fosforilasa es eliminar fosforolíticamente residuos de glucosa individuales de enlaces a-->1,4) dentro de las moléculas de glucógeno. El producto de esta reacción es glucosa-1-fosfato. La ventaja de que la reacción se lleve a cabo a través de un paso fosforolítico es que:

1. La glucosa se elimina del glucógeno en un estado activado, es decir, fosforilado y esto ocurre sin hidrólisis de ATP.

2. La concentración de Pi en la célula es lo suficientemente alta como para llevar el equilibrio de la reacción en la dirección favorable, ya que el cambio de energía libre de la reacción en estado estándar es positivo.

La glucosa-1-fosfato producida por la acción de la fosforilasa se convierte en glucosa-6-fosfato por la fosfoglucomutasa: esta enzima, al igual que la fosfoglicerato mutasa ->de la glucólisis), contiene un aminoácido fosforilado en el sitio activo ->en el caso de la fosfoglucomutasa es un residuo Ser). El fosfato de la enzima se transfiere al C-6 de la glucosa-1-fosfato generando glucosa-1,6-fosfato como intermediario. El fosfato en C-1 se transfiere luego a la enzima que lo regenera y la glucosa-6-fosfato es el producto liberado. Como se mencionó anteriormente, la liberación de glucosa a partir del glucógeno mediada por la fosforilasa produce un residuo de glucosa cargado sin la necesidad de hidrólisis de ATP. Una necesidad adicional de liberar glucosa fosforilada a partir del glucógeno asegura que los residuos de glucosa no se difundan libremente desde la célula. En el caso de las células musculares, esto es muy evidente, ya que el propósito de la glucogenólisis en las células musculares es generar sustrato para la glucolisis.

La conversión de glucosa-6-fosfato a glucosa, que ocurre en el hígado, el riñón y el intestino, por la acción de la glucosa-6-fosfatasa no ocurre en el músculo esquelético, ya que estas células carecen de esta enzima. Por lo tanto, cualquier glucosa liberada de los depósitos de glucógeno del músculo se oxidará en la vía glucolítica. En el hígado, la acción de la glucosa-6-fosfatasa permite que la glucogenólisis genere glucosa libre para mantener los niveles de glucosa en sangre. La glucógeno fosforilasa no puede eliminar los residuos de glucosa de los puntos de ramificación (enlaces a-1,6) en el glucógeno. La actividad de la fosforilasa cesa 4 residuos de glucosa del punto de ramificación. La eliminación de los residuos de glucosa de este punto de ramificación requiere la acción de la enzima desramificante (también llamada glucano transferasa), que contiene 2 actividades: glucotransferasa y glucosidasa. La actividad de la transferasa elimina los 3 residuos de glucosa terminales de una rama y los une a un extremo C-4 libre de una segunda rama. La glucosa en el enlace a-->1,6) en la rama es luego eliminada por la acción de la glucosidasa. Este residuo de glucosa no tiene carga ya que la reacción catalizada por la glucosidasa no es fosforilada. Esto significa que teóricamente la glucogenólisis que ocurre en el músculo esquelético podría generar glucosa libre, que podría ingresar al torrente sanguíneo. Sin embargo, la actividad de la hexoquinasa en el músculo es tan alta que cualquier glucosa libre es fosforilada inmediatamente y entra en la vía glucolítica. De hecho, la razón precisa de la aparición temporal de la glucosa libre a partir del glucógeno es la necesidad de la célula del músculo esquelético de generar energía a partir de la oxidación de la glucosa, lo que impide cualquier posibilidad de que la glucosa entre en la sangre.

ENERGÍA DERIVADA DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA

La glicólisis aeróbica de la glucosa a piruvato requiere dos equivalentes de ATP para activar el proceso, con la consiguiente producción de cuatro equivalentes de ATP y dos equivalentes de NADH. Por lo tanto, la conversión de un mol de glucosa en dos moles de piruvato va acompañada de la producción neta de dos moles de ATP y dos de NADH.

Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ + 2 Pi -----> 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+

El NADH generado durante la glucólisis se utiliza para alimentar la síntesis de ATP mitocondrial a través de la fosforilación oxidativa, produciendo dos o tres equivalentes de ATP dependiendo de si se utiliza la lanzadera de fosfato de glicerol o la lanzadera de malato-aspartato para transportar los electrones desde el NADH citoplasmático a las mitocondrias. El rendimiento neto de la oxidación de 1 mol de glucosa a 2 moles de piruvato es, por lo tanto, 6 u 8 moles de ATP. La oxidación completa de los 2 moles de piruvato, a través del ciclo del TCA, produce 30 moles adicionales de ATP; El rendimiento total, por tanto, es de 36 o 38 moles de ATP a partir de la oxidación completa de 1 mol de glucosa a CO2 y H2O.

¿CÓMO SE REGULA LA GLUCOSA EN SANGRE?

Si no fuera por otra razón, es debido a las demandas del cerebro de glucosa oxidable que el cuerpo humano regula exquisitamente el nivel de glucosa que circula en la sangre. Este nivel se mantiene en el rango de 5 mM. Casi todos los carbohidratos ingeridos en la dieta se convierten en glucosa después del transporte al hígado. El catabolismo de las proteínas dietarias o celulares genera átomos de carbono que pueden utilizarse para la síntesis de glucosa a través de la gluconeogénesis. Además, otros tejidos además del hígado que oxidan la glucosa de forma incompleta (principalmente el músculo esquelético y los eritrocitos) proporcionan lactato que se puede convertir en glucosa a través de la gluconeogénesis. El mantenimiento de la homeostasis de la glucosa en sangre es de suma importancia para la supervivencia del organismo humano. El tejido predominante que responde a las señales que indican niveles reducidos o elevados de glucosa en sangre es el hígado. De hecho, una de las funciones más importantes del hígado es producir glucosa para la circulación.

Tanto los niveles elevados como los reducidos de glucosa en sangre desencadenan respuestas hormonales que inician vías diseñadas para restablecer la homeostasis de la glucosa. Un nivel bajo de glucosa en sangre desencadena la liberación de glucagón de las células a pancreáticas. Un nivel alto de glucosa en sangre desencadena la liberación de insulina de las células b pancreáticas. Otras señales, la ACTH y la hormona del crecimiento, liberadas por la pituitaria actúan para aumentar la glucosa en sangre al inhibir la absorción por los tejidos extrahepáticos. Los glucocorticoides también actúan para aumentar los niveles de glucosa en sangre al inhibir la absorción de glucosa. El cortisol, el principal glucocorticoide liberado por la corteza suprarrenal, se secreta en respuesta al aumento de la ACTH circulante. La hormona de la médula suprarrenal, la epinefrina, estimula la producción de glucosa al activar la glucogenólisis en respuesta a estímulos estresantes. La unión del glucagón a sus receptores en la superficie de las células hepáticas desencadena un aumento en la producción de AMPc que conduce a un aumento de la tasa de glucogenólisis al activar la glucógeno fosforilasa a través de la cascada mediada por PKA. Esta es la misma respuesta que tienen los hepatocitos a la liberación de epinefrina. Los niveles aumentados de G6P resultantes en los hepatocitos se hidrolizan a glucosa libre, por la glucosa-6-fosfatasa, que luego se difunde a la sangre. La glucosa ingresa a las células extrahepáticas donde es refosforilada por la hexoquinasa. Dado que las células musculares y cerebrales carecen de glucosa-6-fosfatasa, el producto de glucosa-6-fosfato de la hexoquinasa es retenido y oxidado por estos tejidos.

En oposición a las respuestas celulares al glucagón ->y la epinefrina en los hepatocitos, la insulina estimula la captación extrahepática de glucosa de la sangre e inhibe la glucogenólisis en las células extrahepáticas y, a la inversa, estimula la síntesis de glucógeno. A medida que la glucosa ingresa a los hepatocitos, se une a la actividad de la glucógeno fosforilasa e inhibe su actividad. La unión de la glucosa libre estimula la desfosforilación de la fosforilasa, inactivándola. ¿Por qué la glucosa que entra en los hepatocitos no se fosforila ni se oxida inmediatamente? Las células hepáticas contienen una isoforma de la hexoquinasa llamada glucoquinasa. La glucoquinasa tiene una afinidad mucho menor por la glucosa que la hexoquinasa. Por lo tanto, no es completamente activa en los rangos fisiológicos de glucosa en sangre. Además, la glucoquinasa no es inhibida por su producto G6P, mientras que la hexoquinasa sí lo es por G6P. Una respuesta importante de los tejidos no hepáticos a la insulina es el reclutamiento, hacia la superficie celular, de complejos transportadores de glucosa. Los transportadores de glucosa comprenden una familia de cinco miembros, GLUT-1 a GLUT-5. GLUT-1 se distribuye de forma ubicua en varios tejidos. GLUT-2 se encuentra principalmente en el intestino, los riñones y el hígado. GLUT-3 también se encuentra en el intestino y GLUT-5 en el cerebro y los testículos. GLUT-5 es también el principal transportador de glucosa presente en la membrana del retículo endoplasmático ->ER) y cumple la función de transportar la glucosa al citosol después de su desfosforilación por la enzima glucosa 6-fosfatasa del RE. Los tejidos sensibles a la insulina, como el músculo esquelético y el tejido adiposo, contienen GLUT-4. Cuando la concentración de glucosa en sangre aumenta en respuesta a la ingesta de alimentos, las moléculas pancreáticas GLUT-2 median un aumento en la captación de glucosa, lo que conduce a un aumento de la secreción de insulina. Evidencias recientes han demostrado que el receptor de superficie celular para el virus de la leucemia de células T humanas ->HTLV) es el ubicuo GLUT-1.

Los hepatocitos, a diferencia de la mayoría de las demás células, son libremente permeables a la glucosa y, por lo tanto, esencialmente no se ven afectados por la acción de la insulina a nivel de aumento de la captación de glucosa. Cuando los niveles de glucosa en sangre son bajos, el hígado no compite con otros tejidos por la glucosa, ya que la captación extrahepática de glucosa se estimula en respuesta a la insulina. Por el contrario, cuando los niveles de glucosa en sangre son altos, las necesidades extrahepáticas se satisfacen y el hígado absorbe la glucosa para convertirla en glucógeno para necesidades futuras. En condiciones de alta glucosa en sangre, los niveles de glucosa en el hígado serán altos y la actividad de la glucoquinasa será elevada. La G6P producida por la glucoquinasa se convierte rápidamente en G1P por la fosfoglucomutasa, donde luego puede incorporarse al glucógeno.[6] La producción de energía está estrechamente relacionada con el consumo del tipo y la cantidad adecuados de carbohidratos, el nutriente que limita el rendimiento. El proceso es muy complicado e intrincado y se han omitido muchas de las reacciones enzimáticas. Para comprender cada uno de ellos en profundidad, consulte las referencias de la página de Bioquímica Médica del Profesor King. ^46-47

LA IMPORTANCIA DE ENTRENAR LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS PARA EL RENDIMIENTO

Es importante darse cuenta de que tanto el cuerpo como el cerebro recuerdan y registran el ritmo. Cuando el ritmo disminuye, la huella en la fisiología queda registrada para repetirse en un día posterior. Entrenar lento se traduce en competir lento. Cuando se agotan las reservas de carbohidratos, la calidad del entrenamiento se ve afectada. Si un atleta "enseña" a la bioquímica del cuerpo a adaptarse a un ritmo rápido o prolongado, parte de esta impresión de ritmo se traslada al siguiente entrenamiento, al siguiente y al siguiente, así sucesivamente, hasta que el día de la carrera se expresa una huella de ritmo de rendimiento. El entrenamiento diario con combustibles, líquidos y electrolitos está estrechamente relacionado con la cantidad y calidad de las reservas de glucógeno muscular. El punto es que si las fibras musculares no se entrenan diariamente para utilizar combustibles, líquidos y electrolitos a una variedad de ritmos, especialmente en sesiones prolongadas a ritmo de carrera, el cuerpo no alcanzará su rendimiento potencial óptimo.

CÓMO SE TRADUCEN LOS CARBOHIDRATOS EN ENERGÍA

Los carbohidratos de la dieta se almacenan enzimáticamente en porcentajes:

1.) Glucógeno muscular ->73%) Glucógeno sintetasa ->una enzima liberada cuando las reservas de glucógeno se agotan ->70-90 minutos de ejercicio) restaura el glucógeno rápidamente las primeras 2 horas solo lentamente en pequeñas cantidades 6 horas DESPUÉS del ejercicio. Después de una sesión exhaustiva, puede llevar hasta 3 días después del ejercicio llenar las reservas de glucógeno en los sitios musculares.

2.) Glucógeno hepático ->25%) Las reservas mantienen principalmente los niveles de azúcar en sangre de glucosa para la vida de las células cerebrales. El glucógeno hepático se agota rápidamente. Las reservas de glucógeno en el hígado se consideran el principal amortiguador de los niveles de glucosa en sangre. En el hígado, la acción de la glucosa-6-fosfatasa permite que la glucogenólisis genere glucosa libre para mantener los niveles de glucosa en sangre. La comida previa al evento que se toma 3 horas antes de una carrera matutina completa el glucógeno hepático que se gasta para el soporte vital durante el sueño.

3.) La glucosa en sangre ->2%) es inducida enzimáticamente por la hexoquinasa, que limita el uso del azúcar en sangre por parte del cuerpo directamente para el metabolismo del ejercicio. La rápida renovación de la glucosa en sangre durante el ejercicio es el único momento en el que se deben consumir pequeñas dosis frecuentes de carbohidratos de alto índice glucémico. Se recomienda a los atletas que no consuman carbohidratos procesados ​​con bajo contenido de fibra y alto índice glucémico en las comidas sedentarias.

La "retirada" del gasto de energía cambia durante el ejercicio a partir de diferentes fuentes:

No todos los ejercicios gastan calorías al mismo ritmo:

EL MEJOR CARBOHIDRATO REPONE EL GLUCÓGENO

La síntesis de glucógeno a partir de la ingesta de carbohidratos se produce más rápidamente los primeros 30-120 minutos después del ejercicio, aunque puede ocurrir hasta 6 horas después del agotamiento, aunque menos rápidamente ->gotea lentamente). El mejor reemplazo de glucógeno es un carbohidrato complejo procesado, el polímero de glucosa [9] moléculas de glucosa sin fibra unidas entre sí en cadenas largas. La fibra es buena para la salud del colon y para romper la tasa de absorción de carbohidratos, pero no se debe consumir inmediatamente después del ejercicio.

TASA DE ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOS ESPECÍFICOS

La tasa de absorción intestinal es más rápida con soluciones de polímeros de glucosa (>maltodextrinas) que con soluciones de azúcar simple, lo que permite una mayor tasa de absorción total de calorías debido a los niveles de osmolalidad compatibles.[10] Los líquidos corporales se absorben inmediatamente a través de los revestimientos intestinales a una osmolalidad de 280-303 mOsm sin demora. En una solución de una onza líquida, el volumen de calorías debe mezclarse a niveles de osmolalidad de los líquidos corporales para que se produzca una absorción inmediata. Cuando los carbohidratos se mezclan con agua, se limitan a los siguientes niveles de osmolalidad de la solución corporal; de lo contrario, la absorción se retrasará hasta que el estómago diluya la solución hipertónica retirando los líquidos del suero:

La absorción de la solución intestinal se puede predecir inmediatamente a niveles de fluido corporal de 280-303 mOsm para beneficios óptimos de energía muscular, especialmente para posponer la fatiga inducida por el ejercicio. Se agregan muchas sustancias a las soluciones de carbohidratos para mejorar la eficiencia del ciclo de reposición de energía. Sin embargo, dichas sustancias (>calorías de proteínas, ácidos grasos y electrolitos) sorprendentemente aumentan la osmolalidad. El Dr. David Ciaverella, D.O., neurorradiólogo de Portland, Oregón, y triatleta de élite de Ironman, fue reclutado para determinar la osmolalidad de varias soluciones de Hammer Nutrition (cortesía del Centro Médico Portland Providence, servicios de laboratorio, Portland, Oregón).

La siguiente tabla refleja los resultados del Dr. Ciaverella[11] a continuación código de color rojo muestra las medidas de osmolalidad de la solución de 4 u 8 onzas líquidas de soluciones de agua destilada con 25 gramos de los siguientes sólidos: Hammer Gel simple, HEED, Perpetuem y Sustained Energy. Osmolalidad isotónica de la solución ->mOsm) a nivel de fluidos corporales para que se absorban inmediatamente entre 280-303 mOsm. Con base en estas medidas reales de mOsm de la solución, el  código de color azul refleja la versión recomendada del nivel de mOsm de los fluidos corporales. Para simplificar estas instrucciones, una proporción de sólidos a líquidos del 10 % alcanza un rango casi isotónico de 270-296 mOsm. La osmolalidad de cada solución se basó en la hipertónica predeterminada. A 4 onzas líquidas se agregaron 3 Endurolytes y luego se diluyeron en soluciones de 8 onzas líquidas a las que también se agregaron 3 Endurolytes por cada 25 gramos de Hammer Gel, o HEED, o Perpetuem, o Sustained Energy. A partir de estas medidas, aprendimos precisamente qué soluciones de carbohidratos mezcladas predijeron la osmolalidad a nivel de fluidos corporales ->isotónico) si se mezclaban 3 Endurolytes cada hora. Los endurolitos añaden 25 mOsm por cápsula en una solución diluida o hasta 40 mOsm por solución viscosa. Las soluciones revisadas tienen en cuenta las calorías por porción en función de soluciones de 10, 20 o 25 onzas líquidas. Las botellas de agua tienen una capacidad de 20 o 25 onzas líquidas por envase.

SOLUCIONES ISOTÓNICAS RECOMENDADAS:

1. GEL HAMMER 1 porción por cada 12 onzas líquidas o 2 porciones por cada 25 onzas líquidas
2. HEED 1 cucharada por cada 10 onzas líquidas o 2 cucharadas por cada 25 onzas líquidas
3. PERPETUEM 1 cucharada por cada 12 onzas líquidas o 2 cucharadas por cada 25 onzas líquidas
4. ENERGÍA SOSTENIDA 1 cucharada por cada 10 onzas líquidas o 2 cucharadas por cada 25 onzas líquidas

Las soluciones energéticas recomendadas al 10 % de producto en polvo o gel respecto a la solución son razonablemente cercanas a la osmolalidad isotónica de los fluidos corporales cuando un atleta consume 3 Endurolytes por hora con cada solución de 25 onzas líquidas. Se aconseja a cada deportista experimentar con polvos o geles en una solución al 9-11% para determinar en el crisol del entrenamiento qué solución se ajusta mejor a su eficiencia de rendimiento. Según las mediciones de laboratorio de la solución de osmolalidad real, se recomienda una solución al 10 % (peso en gramos de polvo o gel dividido por el peso en gramos de onza líquida de agua).

A medida que se digieren los carbohidratos, Jenkins informa que [15] ->a continuación) el tipo de carbohidrato consumido influye en la glucosa en sangre:

RESPUESTA DE LA GLUCOSA EN SANGRE ->Cambio promedio: + o - mg/dl)

CARBOHIDRATOS ->CHO)

30 MINUTOS

60 MINUTOS

90 MINUTOS

Fructosa 

+5

+1 a +2

-5

Sacarosa, glucosa 

+35

10 a -15

-10

Maltodextrina

+25 o +30

+10 a +15

+1

Carbohidratos complejos

Otros CHO

+25 o +30

+10 a +15

+1

Después de un ejercicio exhaustivo, Colgan [16]recomienda limitar la ingesta de polímeros de glucosa a 225 gramos después de 2 a 4 horas posteriores al ejercicio. Mucho más que eso solo aumentará el peso de la grasa corporal. Otra investigación informa que un promedio de 650 gramos totales de carbohidratos es todo el volumen de carbohidratos-calorías que el cuerpo puede restaurar a las reservas de glucógeno diariamente. Esto calcula entre 1.0-1.5 gramos de carbohidratos por hora de ejercicio por libra de peso corporal. Ivy[17] también informó que la síntesis máxima de carbohidratos humanos es de 225 gramos de polímeros de glucosa 4 horas después del ejercicio. Por encima de los 225 gramos, el cuerpo comienza a convertir el exceso de carbohidratos en grasa de peso muerto.

Colgan también sugiere que existe una relación entre el tamaño corporal y la cantidad de carbohidratos necesarios para reemplazar el gasto inducido por el ejercicio:

Sin embargo, esta cantidad de carbohidratos no debe consumirse en porciones grandes de comida. La resíntesis de glucógeno a partir de los carbohidratos consumidos se produce más rápidamente durante los primeros 30 minutos, aunque esta tasa disminuye hasta dos horas después del ejercicio. La tasa de almacenamiento de glucógeno puede continuar a un ritmo lento hasta seis horas después del ejercicio. Si el atleta consume demasiados carbohidratos, el exceso se almacena de manera eficiente como grasa.

El gasto de carbohidratos se puede calcular por peso corporal X duración o como un evento representativo:

PAUTAS PRÁCTICAS: CÓMO MAXIMIZAR LA SELECCIÓN DE COMBUSTIBLE PARA EJERCICIOS DE RESISTENCIA

1.) Durante el ejercicio, Consuma entre 60 y 70 gramos de carbohidratos complejos para retrasar el agotamiento del glucógeno durante el ejercicio. El límite recomendado para la ingesta total de carbohidratos depende del tamaño y el nivel de actividad de cada individuo; sin embargo, la mayoría de los atletas de resistencia requieren de 600 a 900 gramos por día de entrenamiento. Las soluciones de carbohidratos que cada individuo tolere deben determinarse durante el entrenamiento. Lo que funciona para un atleta puede ser inhibidor del rendimiento para otro.

2.) El carbohidrato de elección con estructura de glucógeno que mejora el rendimiento es el polímero de glucosa de cadena larga, la maltodextrina.

3.) Se recomiendan comidas pequeñas e intermitentes ricas en carbohidratos que incluyan hasta 100 gramos 3 horas antes de un entrenamiento, 60-70 gramos de carbohidratos por hora durante los entrenamientos y 200-225 gramos de polímeros de glucosa de cadena larga u otros carbohidratos complejos 30-120 minutos después de los entrenamientos para restablecer glucógeno hepático y glucógeno muscular en niveles máximos.

4.) Evite el uso de suplementos o alimentos ricos en niacina 3 horas antes de una sesión de entrenamiento. La vitamina B-3 inhibe la movilización de ácidos grasos y la contribución de los ácidos grasos al metabolismo energético durante el ejercicio.

5.) Evite los azúcares simples periodo & antes, durante o después del ejercicio. Esto ayuda al atleta a evitar reacciones gastrointestinales, picos bruscos de insulina y la consiguiente "caída" de azúcar en sangre que prevalece entre las personas que consumen alimentos y bebidas con alto contenido de azúcar simple.

6.) Evite las bebidas energéticas, las barras y los geles que contengan estos aditivos: sacarosa, fructosa o sólidos de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa.

7.) Use bebidas energéticas, barras o geles que contengan predominantemente carbohidratos complejos ->base de polímero de glucosa de cadena larga) y/o aminoácidos de músculo magro provenientes de soja, suero o claras de huevo. Cuando las calorías de un combustible energético provenientes de aminoácidos oscilan entre el 5 y el 12 %, este perfil proteico evita la pérdida de masa muscular magra, favorece la recuperación y puede ahorrar glucógeno muscular cuando se consume durante o después de un entrenamiento prolongado.

8.) RECOMENDACIONES DE DOSIS DE CARBOHIDRATOS PARA UN ALMACENAMIENTO MÁXIMO DE CARBOHIDRATOS EN RELACIÓN CON EL GLUCÓGENO MUSCULAR:

CUÁNDO, QUÉ Y CUÁNTO

ANTES DEL EJERCICIO

Tome 100 gramos de carbohidratos

3 o 4 cucharadas de Sustained Energy o 4 porciones de Hammer Gel 3 horas antes de la carrera.

DURANTE EL EJERCICIO:

Tome de 60 a 70 gramos de carbohidratos por hora Solución de la tabla de osmolalidad de soluciones que se incluye en la página 28).

Esta estimación identifica la dosis de carbohidratos recomendada en función del peso y las porciones de producto por hora durante el ejercicio ->-/+10%):

¿Le parece que son muchos carbohidratos? No, no lo son, porque muchos atletas de resistencia esperan demasiado tiempo después de sus entrenamientos y no utilizan la enzima sensible del cuerpo, la glucógeno sintasa, que es el mecanismo para reemplazar el glucógeno agotado. Las investigaciones actuales demuestran que cuando se mezclan 3 o 4 partes de carbohidratos con 1 parte de proteínas y se consumen inmediatamente después del ejercicio, el sistema inmunológico recibe los metabolitos que necesita para acelerar la recuperación al máximo.

Existen 2 soluciones que cumplen con esta recomendación:

->1) Consuma el producto específico para la recuperación muscular premezclado,  Recoverite , como se indica en las instrucciones de la etiqueta.

->2) Consuma una mezcla de porciones calóricas de uno de los siguientes: 4 partes de  Hammer Gel, o Sustained Energy, o Perpetuem, o HEED a 1 parte de Hammer Whey o Hammer Soy.

¿Por qué es tan importante programar la dosis de carbohidratos para mantener las reservas de glucógeno muscular y hepático en sus niveles máximos?

LA DOSIS DE CARBOHIDRATOS EN EL MOMENTO EFECTA LA REPOSICIÓN DE GLUCÓGENO

El profesor Noakes recomienda 600 ml de líquido por hora (>20 fl oz) con hasta 120 gramos de bebida energética con maltodextrina para convertir el 50 % de carbohidratos complejos en una bebida (>60 gramos) solución de maltodextrina) en el ciclo energético a partir de alimentos ricos en carbohidratos exógenos procesados ​​desde el hígado y enviados para ayudar a los músculos con el gasto de energía. Existen diferentes intervenciones dietéticas conocidas y demostradas que[20] tienen un efecto drástico en las reservas de glucógeno (>carbohidratos) musculares y hepáticas:

El "destino metabólico" de las comidas ricas en carbohidratos es de corta duración, en proporción a su rápida pérdida durante el ejercicio. Al consumir un alto porcentaje de alimentos ricos en carbohidratos de cadena larga, los atletas de resistencia mantienen, como era de esperar, un nivel de energía mucho mayor, lo que retrasa la fatiga. Los problemas imprevistos, inesperados y ocultos que inhiben el rendimiento se eliminan notablemente en proporción al gasto de energía de resistencia que hace el atleta con las calorías de los carbohidratos. Este proceso comienza con el compromiso de seguir un plan de nutrición saludable a base de alimentos integrales, como la dieta de resistencia, y continúa con la ingesta en el momento preciso de los carbohidratos de cadena larga, lo que da como resultado un rendimiento de resistencia máximo en caso de elección.

[1] Director de investigación y desarrollo de productos de EMG, Whitefish, Montana.

[2] Con permiso, cortesía del International Starch Institute.

 Parque Científico de Aarhus, DK-8000 Aarhus, Dinamarca. http://www.starch.dk/isi/starch/starch.htm

Teléfono: +45 8620 2000. Telefax: +45 8620 1222. CVR: 17703188

international@starch.dk www.starch.dk

[3] Alto 80-100 % La amilopectina en el almidón de patata es casi idéntica al glucógeno humano.

[4] In-Tele-Health - 2002 (del CD-ROM Hyperhealth Pro)

[5] Con permiso, cortesía del Profesor Michael W. King, Facultad de Medicina de la IU y Centro de Biología y Medicina Regenerativa de la IU, THCME en la Sala 135HH de la ISU, Terre Haute, IN. 47809, (voz) 812-237-3417. La página de bioquímica médica @:

http://www.indstate.edu/thcme/mwking/home.html

[6] Con permiso, cortesía del Profesor Michael W. King, Facultad de Medicina de IU y Centro de Biología y Medicina Regenerativa de IU. La página de bioquímica médica @

http://www.indstate.edu/thcme/mwking/home.html

[7] Costill, D.L., Respuestas metabólicas durante las carreras de larga distancia. REVISTA DE FISIOLOGÍA APLICADA 28, 1970:251-255.

[8] Ahlborg B., et al., Glucógeno muscular y electrolitos durante el ejercicio físico prolongado. ACTA PHYSIOL SCAND, 1967;70:129-142.

[9] LOS POLÍMEROS DE GLUCOSA son carbohidratos de cadena larga comúnmente llamados maltodextrinas.

[10] Jones B.J.M. et al., Absorción de glucosa a partir de maltotriosa y oligómeros de glucosa en el yeyuno humano, Clinical Science, 1987;72:409-414.

[11] Cortesía de Dr. David Ciaverella, D.O., neurorradiólogo y Centro Médico Portland Providence, servicios de laboratorio, Portland, Oregón.

[12] Un agradecimiento especial al Dr. David Ciaverella D.O., Columbia Imaging Group, 8614 E. Mill Plain Blvd., Suite 200A, Vancouver, WA 98664, (360) 892-9664 por su ayuda con las mediciones de mOsm en solución de laboratorio.

[13] Simplificación: el adagio KISS dice: "Keep It Simple Stupid" es apropiado para una traducción generalizada de 10% de sólidos a solución fluida.

[14] Cortesía del Dr. David Ciaverella, D.O. y del Centro Médico Portland Providence, servicios de laboratorio; Portland, Oregón.

 [15]Jenkins, J.A., Índice glucémico de una variedad de alimentos, datos de individuos normales. Revista estadounidense de nutrición clínica (tabla).

[16] Colgan, M., NUTRICIÓN DEPORTIVA ÓPTIMA, Advanced Research Press, Nueva York, 1993:94-110.

[17] Ivy JL, Lee MC, Brozinick JT Jr, Reed MJ Almacenamiento de glucógeno muscular después de diferentes cantidades de ingestión de carbohidratos. J Appl Physiol 1988 Nov 65:5 2018-23.

[18] Colgan, M., NUTRICIÓN DEPORTIVA ÓPTIMA, Advanced Research Press, Nueva York, 1993:94-122.

[19] Hawley, J.A., Burke, L.M., Entrenamiento de máximo rendimiento y estrategias nutricionales para el deporte, Allen e Irwin, Sidney, 1998.

[20] Noakes T.D., Rehrer N.J., Maughn R.J., La importancia del volumen en la regulación del vaciamiento gástrico, Medicina y ciencia en deportes y ejercicio, 23(3)1991.

[i] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 mOsm/cápsula solución mezcla de calorías depende

[ii] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 mOsm/cápsula solución mezcla de calorías depende

[iii] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 mOsm/cápsula solución mezcla de calorías depende

[iv] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 mOsm/cápsula solución mezcla de calorías dependiente

[v] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 mOsm/cápsula solución mezcla de calorías dependiente

[vi] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 Solución de cápsulas/mOsm según la combinación de calorías

[vii] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 Solución de cápsulas/mOsm según la combinación de calorías

[viii] ENDUROLYTE mOsm = 25-40 mOsm/cápsula de solución de calorías según la mezcla