El papel de Stearoyl-CoA desaturase-1 en el metabolismo y en la función del músculo esquelético

Stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD1) convierte ácidos grasos saturados (SFA) en ácidos grasos monoinsaturados y es necesaria para que el metabolismo del hígado, el tejido adiposo, y de los lípidos del músculo esquelético sea correcto. Mientras hay una gran cantidad de información en cuanto a la expresión SCD1 en el hígado, la investigación sobre su efecto en el músculo esquelético es escasa. Además, la mayoría de información sobre su papel es sacada de ratones knockout global, que son conocidos por ser hipermetabólicos y capaces de acumular el sustrato SCD1'S, SFA. Ahora se sabe que la expresión SCD1 es importante en la regulación de la fluidez bicapa la lipídica, el aumento de la formación de triglicéridos, y permitiendo lipogénesis y puede proteger contra lipotoxicidad inducida por SFA. El ejercicio a demostrado que puede aumentar la expresión SCD1, que puede contribuir a un aumento de triglicéridos intramuscular a expensas de diacilglicéridos y ácidos grasos.

Stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD1) es una enzima del retículo endoplasmático que contiene hierro microsomal, esta enzima es necesaria para la formación endógena de ácidos grasos monoinsaturados  (MUFA) a partir de ácidos grasos saturados  (SFA). SCD1 convierte SFA a MUFA por incorporación de un doble enlace entre los carbonos 9 y 10 de los ácidos grasos de cadena larga acyl-CoAs, principalmente en Stearoyl-CoA (18:0) o Palmitoyl-CoA (16:0), para generar Oleoyl-CoA (18:1n9) o Palmitoleoyl-CoA (16:1n9), respectivamente (16). La reacción de desaturación requiere NADH/NAD +, citocromo b6, citocromo b6 reductasa, y el oxígeno.

SCD1 es una enzima limitante que es esencial para la conversión de SFA endógenos y exógenos en MUFA encontrada en los mamíferos. Hay dos isoformas identificadas en humanos (SCD1 y SCD5).  La isoforma SCD1 es sumamente  expresada en el músculo esquelético y parece influir en la composición ácidos grasos, en la esterificación de lípidos, lipogenesis, y ßeta-oxidación, todo lo cual indirectamente influye en la respuesta de la glucosa y la señalización de insulina. Sin embargo, la mayoría de investigaciones que implica SCD1 se han enfocado mucho más en la expresión hepática SCD1 y no la expresión en el músculo.

El Índice de desaturación y la Composición ácidos grasos como Indicadores Indirectos para la Expresión SCD1 en el Músculo  Esquelético

Mientras hay una escasez de datos que exclusivamente enfoca la expresión SCD1 en el músculo, se pueden hacer inferencias sobre la expresión SCD1 sobre el músculo (Tabla1), evaluando ciertos sustitutos de los marcadores actuales. Estas inferencias sobre la expresión de SCD1 incluyen el análisis de composición ácidos grasos y el índice de desaturación (DI) en entrenados por ejercicio contra grupos sedentarios y poblaciones delgadas y obesas.

La Composición del Cuerpo y el Nivel de Actividad Cambian la Expresión SCD1 en Músculo Esquelético

Diferencias han sido observadas cuando la expresión SCD1 en el músculo de grupos delgados y obesos han sido evaluadas.  La expresión SCD1 ha mostrado ser elevada en el sujeto humano obeso. El aumento de la expresión SCD1  fue correlacionado con cambios de la composición ácidos grasos de glicerolípidos con aumento oleico y disminución del ácido palmítico (16:0) y el ácido esteárico (18:0) en sujetos flacos. DI (16:1/16:0 y 18:1/18:0) era también más alto en el grupo de obesos comparado con el grupo de delgados. De modo interesante, la expresión aumentada de SCD1 en sujetos obesos estaba correlacionada con disminución de la ßeta-oxidación.

Un sólo de ejercicio aeróbico ha sido demostrado que es capaz de aumentar las concentraciones de proteína del músculo esquelético de SCD1 en el sujeto humano. El ejercicio crónico aeróbico influye en los niveles de proteína SCD1 en las personas. Un estudio que implica a atletas entrenados de resistencia y sujetos delgados sedentarios y obesos sedentarios fue conducido para evaluar diferencias del contenido en proteína SCD1.

La expresión de la proteína SCD1 era considerablemente más alto en atletas comparados con ambos grupos sedentarios. Pruebas también han manifestado que los atletas de resistencia han aumentado triglicéridos intramusculares (IMTG) y el ejercicio aumenta tanto la ß -oxidación como la lipogénesis dentro del músculo.

El papel de SCD1 en la Señalización de la Insulina y la Sensibilidad dentro del Músculo Esquelético

La SCD1de ratones knockout global (gKO) ha demostrado aumentos marcados en la señalización de la insulina en el tejido del hígado, adiposo, y el músculo. Los ratones gKO son ratones genéticamente son modificados para carecer de la expresión SCD1 en todos los tejidos. Rahman. et al. encontraron un aumentó en la activación  glucógeno sintasa y la glucógeno fosforilasa, aumentó el contenido de GLUT4, y elevación en el receptor de insulina. Estos ratones también expusieron un aumento significativo de la activación (AMPK). Además, SCD1en ratones gKO  muestran un aumento dramático de termogénesis, ß-oxidación, y la sensibilidad de insulina en el músculo esquelético y en otros tejidos.


SCD1 y Lipotoxicidad en el Músculo Esquelético

SFA puede causar stress celular e inflamación por varios mecanismos diferentes. SCD1 puede reducir la señalización proinflamatoria por aumento de la conversión SFA en MUFA.





 

 

 

 

 

Es generalmente aceptado que SFA, en particular el ácido palmítico y el ácido esteárico, es considerado lipotóxico en células y promueve la resistencia de insulina. El resultado de la lipotoxicidad puede provocar stress en el retículo endoplasmático (ER) y además inflamaci

 

ón, que es causada por la expresión citokinas. Los SFA de cadena larga  activan el receptor (TLR4), que también causa la stress en el ER y una respuesta proinflamatoria. Sin embargo, la capacidad de ácido palmítico para inducir la resistencia de la insulina era notablemente inferior cuando TLR4 fue inhibido en rata.

La alta expresión SCD1 puede ser beneficiosa con respecto a reducir SFA que puede activar TLR4. Mientras lo han mostrado que el aumentó de la expresión de SCD1 en células de músculo esquelético expuestas al ácido palmítico, lo rescata de la lipotoxicidad y la resistencia a la insulina por reducción de la inflamación y del stress del ER. Futuros estudios deberían ser conducidos para determinar si la expresión SCD1 puede reducir la activación TLR4 en el músculo esquelético.

Ácidos Grasos y Balance energético Influyen sobre la Expresión de SCD1en el Músculo Esquelético

A diferencia de la obesidad o el ejercicio, los ácidos grasos poliinsaturados  (PUFA) disminuyen la expresión SCD1 en el músculo esquelético. Un estudio conducido por Sotavento et al. (37) divulgó que mRNA SCD1 estaba  aumentado con una dieta alta en SFA y disminuido con dieta alta en PUFA. MUFA aparece disminuir la expresión SCD1 in vitro, aunque los resultados de cultivos celulares y en experimentos in vivo no sean concluyentes. Estas pruebas pueden indicar que la expresión SCD1 puede ser afectada por la presencia de MUFA y PUFAS y puede ser inhibida mediante feedback.

Papel del SCD1 en la Oxidación de Ácidos Grasos del Músculo Esquelético , Lipogénesis, y Esterificación

En atletas de resistencia se ha visto una alta expresión SCD1 y el contenido de IMTG, y elevación de la expresión de SCD1 puede promover un aumento de MUFA en el contenido de IMTG y la fluidez de membrana de la célula. No sea entendido  completamente por qué aumentó los niveles de SCD1 en individuos obesos correlacionados positivamente con la resistencia a la insulina mientras que la alta expresión SCD1 en atletas es asociada con la sensibilidad de insulina. Esto parcialmente podría ser atribuido a una disminución de la  ß-oxidación dentro del músculo esquelético como consecuencia de la obesidad, mientras que entrenamiento aeróbico en atletas demostró aumentó de la ß-oxidación.

El aumento de la ß-oxidación con la actividad física provocada en parte por un aumento de la activación del AMPK, que conduce a un aumento de la expresión de SCD1.






Los datos de ratones gKO SCD1  han mostrado aumentos de la activación de AMPK en fibras musculares oxidativas de tipo I , pero no fibras musculares de tipo II glucolíticas. Los investigadores especularon que el aumentó de la activación de AMPK en las fibras oxidativas puede inducir la ß-oxidación de ácidos grasos en ratones gKO SCD1. Un aumento de la carnitine palmitoyltransferase-1 (CPT-1) fue observado en las fibras oxidativas del tipo I en ratones gKO SCD1. Además, se ha visto que el consumo de O2 esta crónicamente elevado durante el ayuno y la alimentación en ratones gKO SCD1, que significa que el gasto de energía es más alto y pueden indicar una oxidación de ácidos grasos en estos animales. No sólo esta la ß-oxidación aumentada sino que la lipogénesis parece estar reducida también en ratones gKO SCD1.

En humanos, el ejercicio agudo aumentó SCD1 y aumentó la síntesis IMTG bajando DAG y reduciendo la inflamación. El aumento de la producción de MUFA parece aumentar la formación de TG y puede disminuir la  lipotoxicidad y mejorar la señalización de la insulina.

La Expresión de SCD1 Regula la Síntesis de Ceramidas en el Músculo Esquelético

SCD1 puede tener un efecto fuerte sobre la composición ácidos grasos dentro del músculo esquelético. El aumento de la expresión SCD1  no sólo es beneficioso para la conversión de SFA en MUFA, también puede disminuir la acumulación ceramidas. De la síntesis novo  de ceramidas en los humanos está regulado por seis ceramidas sintasas. En el músculo esquelético, la ceramida synthase-1, que sintetiza ceramidas con Stearoyl-CoA, es la forma predominante de ceramida sintasa. Otras sintasas sintetizan ceramidas con Palmitoyl-CoA que está también dentro del músculo esquelético. La alta actividad SCD1 reduce el flujo de SFA hacia la ceramida sintasa, convirtiéndolos (SFA) en MUFA.

A la inversa, disminuyendo la actividad SCD1 permite la acumulación de MUFA, causando un aumento de las vías de síntesis de ceramidas y la acumulación ceramidas en el tejido del músculo.



Table 2.

Los efectos de la composición de ácidos grasos en la expresión de SCD1 en el músculo esquelético

Organism/Model	SCD1 Expression	Skeletal Muscle Fatty Acid Composition	Pertinent Findings from Study
Obese and lean human females (29)	Higher in obese than in lean subjects	Obese had higher oleic acid, lower palmitic acid, and lower stearic acid than lean subjects	Fivefold higher fasting insulin levels in obese than in lean subjects
Healthy males with impaired glucose tolerance on rosiglitazone therapy for eight weeks (41)	Increased posttherapy	Reduction in stearic acid and increases in palmitoleate acid, oleic acid, and vaccenic acid	Decreased glucose and insulin during oral glucose tolerance testing
Healthy human males consuming a high-fructose diet for four weeks (35)	Increased postdiet	No change in intramyocellular lipids	Decrease in skeletal muscle GLUT4 and increase in fasting plasma glucose, leptin, TG, and VLDL-TG, but no change in insulin-mediated glucose disposal
Healthy premenopausal humans engaging in one bout of exercise (70)	Increased after one bout of exercise	Increase in TG, decrease in DAG, and decrease in ceramides	Decrease in inflammatory pathways and increased insulin sensitivity and fatty acid oxidation
Male athletes and sedentary men (4)	Higher in athletes	Higher total TG but lower saturated DAG in athletes	Twofold higher insulin sensitivity in athletes
Human athletes, sedentary normal-weight humans, and sedentary obese humans (3)	SCD1 highest in athletes	Ceramides were highest in the sedentary obese group, while DAG was highest in athletes, and TG were highest in both athletes and sedentary obese	Peripheral insulin sensitivity highest in athletes, followed by lean sedentary, then sedentary obese, and mitochondrial volume density was highest in athletes
Male Zucker diabetic fatty rats and male lean Zucker rats (84)	Higher in Zucker diabetic fatty rats than in lean Zucker rats	Zucker diabetic fatty rats had higher palmitoleoyl-CoA than lean Zucker rats	Zucker diabetic fatty rats displayed hyperinsulinemia, hyperglycemia, hypertriglyceridemia, hyperleptinemia, and elevated Hb A1c levels.
Male Sprague-Dawley rats fed an eight-week high-SFA diet, high-PUFA diet, or control diet for eight weeks (37)	Highest in high-SFA diet	TG (total and percent unsaturated fatty acids) were highest in high-PUFA diet, while total DAG and percent saturated fatty acids within TG were highest in high-SFA diet	Compared to control diet, high-SFA diet decreased glucose tolerance, while high-PUFA diet increased insulin sensitivity
Male Wistar rats performing a six-week treadmill program compared to sedentary controls (18)	Increased in soleus in exercise-trained rats but remained unchanged in EDL	FFA, DAG, and TG increased in soleus of exercise-trained rats but remained unchanged in EDL	PPARγ, PPARδ, acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, GPAT, and DGAT all increased in the soleus of exercise trained rats

• DAG, diacylglycerol; TG, triglyceride; SFA, saturated fatty acid; PPAR, peroxisome proliferator-activated receptor; GPAT, glycerol-3-phosphate acyltransferase; DGAT, acyl-CoA:diaclyglycerol acyltransferase.

Se ha demostrado que la síntesis de ceramidas en el músculo esquelético humano por la exposición a ácido palmítico puede provocar resistencia a la insulina. Un estudio que implica a atletas delgados, sujetos sedentarios delgados y participantes obesos donde se analizó la composición de ácidos grasos, se descubrió que el total, de ceramidas saturadas e insaturadas que fueron encontradas dentro del músculo esquelético, fueron considerablemente más altas en el grupo obesos que en el grupo de delgados y atletas. Además, los niveles de SCD1  en el estudio mostraron una relación positiva con la sensibilidad de la insulina, mientras que fueron observadas correlaciones negativas  con el total, de ceramidas saturadas e insaturadas. Un descubrimiento sorprendente del estudio consistió en que el DAG, que, como se piensa, promueve la resistencia de la insulina del músculo esquelético, era más alto en los atletas que en el grupo de sedentarios delgados y obesos, los investigadores principales del estudio para asumir que la paradoja " del atleta " puede ser aún más complicada que al principio se esperada (p. ej., no exclusivamente restringida a TG)

El contenido total de DAG no puede ser perjudicial en sí mismo, pero en cambio ciertas especies de DAG pueden ser lipotóxicas. En un estudio in vitro que se usan miocitos de ratón expuesto a SFA, demostraron que la acumulación ceramidas, y no la acumulación DAG , perjudicada las vías señalizadoras de la insulina.

Role of stearoyl-CoA desaturase-1 in skeletal muscle function and metabolism

Alexis D. Stamatikos , Chad M. Paton

American Journal of Physiology - Endocrinology and MetabolismPublished 1 October 2013Vol. 305no. E767-E775DOI: 10.1152/ajpendo.00268.2013

RELACIÓN DE LOS NIEVELES DE LEPTINA CON LA CONCENTRACIÓN PLAMSÁTICA DE PAI-1 EN NIÑOS

El síndrome metabólico esta asociado con la resistencia de insulina (IR), fibrinólisis inadecuada y altas concentraciones de leptina en sangre. En este estudio el objetivo era cuantificar la fibrinólisis y las variables relacionadas con el síndrome metabólico en niños obesos prepubertales y evaluar cambios de estas variables como consecuencia de la disminución del índice de masa corporal (BMI), IR y niveles de leptina después de 9 meses de tratamiento.


La obesidad es una patología crónica con altas tasas de mortalidad y de morbilidad, con frecuencia asociadas con varios desórdenes metabólicos definidos conjuntamente como el síndrome metabólico. El síndrome metabólico a mostrado ser predictor para el desarrollo de diabetes y enfermedades cardiovasculares en esta población jóven, en particular en el sobrepeso u obesos.

La obesidad ha sido asociada con alteraciones en el sistema hemostático caracterizado por una activación de la coagulación y una fibrinólisis inadecuada. En sujetos obesos, un aumento de los niveles fibrinógeno y del PAI-1 , entre otras cosas, ha sido relatado; que ambos factores están asociados con una incidencia aumentada de eventos cardiovasculares.

Altos niveles de insulina preceden el desarrollo de dislipidemia e hipertensión. La resistencia a la insulina es una característica importante de la diabetes mellitus tipo 2  y juega un papel importante en la enfermedad cardiovascular. En jóvenes, una correlación significativa ha sido encontrada entre la resistencia de insulina y factores de riesgo de síndrome metabólico.

Se ha sugerido que los niveles en plasma de leptina en adolescentes puede ser un predictor para el desarrollo de desórdenes del síndrome metabólico y enfermedades cardiovasculares. Las investigaciones recientes han identificado un mecanismo nuevo como rol protrombótico de la leptina en el desarrollo de arteriosclerosis: la leptina ha mostrado una regulación al alza de la expresión de PAI-1 en células endoteliales vasculares. La prevalencia de un fenotipo del síndrome metabólico es más alto en obesos que en niños no obesos, y aumenta con el grado de obesidad y con la resistencia de insulina aumentada.


Resultados

Los parámetros clínicos, antropométricos y  bioquímicos fueron medidos en los grupos obesos y de control antes del tratamiento.

 

 

 

Valores de la glucosa, la insulina, HOMA-IR, leptina y PAI-1 eran considerablemente más altos en el grupo obeso. Los niños obesos tenían un perfil de lípidos menos favorable que el grupo de no obesos, con niveles de triglicéridos considerablemente más altos  y valores mas bajos considerablemente de HDLc y Apo a-1.

 

Después de 9 meses, el 48 % de niños obesos mostró una disminución de IMC, los niños con disminución del IMC mostraron una disminución significativa en la insulina y del HOMA-IR comparado con niños obesos con el IMC estable. El perfil de lípidos mejorado en niños obesos con IMC reducido tuvo una caída significativa en niveles de triglicéridos  y un aumento igualmente significativo de HDLC, comparado con niños obesos con IMC estable. El aumento de niveles Apo a-1  en niños obesos con IMC reducido se acercó a la importancia estadística (p = 0.062). Los niveles de PAI-1 y leptina también disminuyeron en niños obesos con IMC reducido.

 

 

 



La obesidad es una patología crónica con altas tasas de mortalidad y de morbilidad y con frecuencia es asociada con varios desórdenes metabólicos agrupados en el título de síndrome metabólico. Los niveles de triglicéridos, la insulina de base, HOMA-IR, PAI-1 y de leptina era más alta en niños obesos prepubertal que en el grupo de no obesos, mientras HDLC y Apo-AI eran inferiores. Después de 9 meses de tratamiento hubo una mejora significativa  en estas variables. Sólo la leptina demostró ser un factor independiente predictor para cambios de PAI-1, aunque los resultados no fueran diferenciados por el sexo.

La obesidad es el principal factor de riesgo para la enfermedad cardiovascular. Esto puede estar previsto en parte por alteraciones en sistemas hemostáticos y fibrinolítico. El incremento en la  expresión  y la actividad de PAI-1 en individuos obesos pueden ser la conexión del riesgo cardiovascular aumentado  en esta población.

Alteraciones hemostáticas, en particular las implicadas en el sistema fibrinolítico, han sido relatadas en adultos; sin embargo, pocos estudios han sido realizados en niños obesos. Los desórdenes hemostáticos observados aquí eran similares a aquellos hechos en un informe en la obesidad adulta.

Relationship between Changes in Plasma Leptin Concentrations and Plasminogen Activator Inhibitor-1 in Obese Prepubertal Children after Nine Months of Treatment. Valle Jiménez M.^a · Martos R.^b · Morales R.M.^a · Valle R.^c · Cañete M.D.^d · Urbano M.M.^a · Bermudo F.^a · Cañete R.^e.  Ann Nutr Metab 2013;63:216-222                 
                                              

NUTRICIÓN EN CARRERA A PIE DE MEDIA Y LARGA DISTANCIA 1ª PARTE

 

El boom del pedestrismo en los años 70 y 80 ofreció la primera oportunidad a la nutrición deportiva para captar la atención de las masas. Hoy en día, millones de corredores recreativos buscan estrategias para mejorar su rendimiento simplemente por la satisfacción de alcanzar mejores logros.
Estos eventos implican una significativa demanda sobre los sistemas energéticos, tanto aeróbicos como anaeróbicos, y, a medida que se tornan de mayor duración, sobre las reservas corporales de energía.


La nutrición juega un papel clave tanto en la etapa de entrenamiento como en la competencia, y los científicos del deporte se interesaron por estudiar y escribir acerca de muchos de los problemas nutricionales de los corredores.




CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DE LOS DEPORTISTAS

Los corredores con éxito en la media y larga distancia son reconocidos por sus altas capacidades aeróbicas ( > 70-80 ml x kg x min para varones y > 60-70 ml x kg x min para mujeres ) por una capacidad para trabajar durante largos períodos a una fracción alta de esta capacidad, y por un estilo económico de carrera. Los factores físicos distintivos son una complexión corporal liviana con un bajo porcentaje de tejido adiposo subcutáneo. La relación peso potencia se convirtió en un mantra en todos los deportes en los cuales se requiere que el atleta traslade su propio peso corporal durante largos periodos de tiempo.

La masa corporal determina el costo energético total de la carrera a pie, mientras que la grasas corporal significa un peso muerto que  debe transportar a lo largo del camino. Por lo cuál un bajo nivel de peso y grasa corporal ayuda a la economía del movimiento, existe evidencia de que los corredores de élite muestran niveles bajos de grasa en los miembros inferiores. Si bien el tamaño del cuerpo de los corredores de larga distancia es variable, muchos de los competidores del más alto nivel tienen cuerpo pequeños y compactos.

Se prepuso que un cuerpo pequeño ofrece ventajas en cuanto a la termorregulación en los eventos de distancia en condiciones de calor, al reducir la cantidad total de calor producido ( menor masa muscular ) y lograr una disipación más eficiente del calor generado por el cuerpo ( mejor relación superficie-volumen). Esta hipótesis fue elaborada por Dennis y Noakes 1999 y evaluada en laboratorio por Marino y col. 2000,  calcularon  las tasas teóricas de producción de calor a partir d distintas velocidades de carrera y las tasas de intercambio de calor en distintas condiciones ambientales para corredores de maratón de 45 a 75 kg. De acuerdo con sus cálculos, a una temperatura de 35º C y con un 60% de humedad relativa, un corredor de 45 kg que corra el maratón a un ritmo correspondiente a un tiempo de 2 h 13 min ( 19,9 km/h ) puede mantener un equilibrio térmico al evaporar de 1,5 a 1,6 litros / hora para disipar 1000 W de calor, pero el deportista de 75 kg debería disminuir el ritmo de carrera unos 12,2 km/h  ( 3 h 28 min ) para poder mantener el equilibrio térmico. Los autores concluyeron que dado que los corredores más livianos almacenan menos calor a la misma velocidad de carrera, son capaces de correr más distancia o más rápido antes de alcanzar una temperatura central limitante, y disfrutan de una ventaja en c0ndicones limites de los mecanismos de disipación del calor.



PROBLEMÁTICA NUTRICIONALES MÁS COMUNES EN LA CARRERA DE MEDIA Y LARGA DISTANCIA

Problemática relacionadas con aspectos  de la composición corporal

• Deseo de reducir la grasa y la masa corporal para mejorar el rendimiento a través de mejorar la relación peso-potencia
• Riesgo de extremismo dietario. alimentación desordenada e inadecuada nutrición por intereses excesivos en disminuir la masas y grasa corporal

Problemáticas relacionadas al entrenamiento

• Altos requerimientos de energía e hidratos de carbono para alcanzar a cubrir las demandas del entrenamiento intenso.
• Recuperación entre las sesiones de entrenamiento ( reabastecimiento de nutrientes energéticos, rehidratación, reparación y adaptación)
• Ingesta adecuada de nutrientes energéticos y líquidos durante las sesiones de entrenamiento, que incluyen  la práctica de estrategias para el día de al competición.
• Comprometer el logro de los requerimientos energéticos y la ingesta adecuada de proteínas y micronutrientes cuando se restringe la ingesta calórica para lograr los objetivos de masa y grasa corporal.
• Riesgo de pérdida de hierro, especialmente en atletas mujeres y vegetarianos, debido a una ingesta inadecuada y a un aumento de los requerimientos diarios.
• Riesgo de alteraciones menstruales en las atletas mujeres secundario al vaciamiento de energía
• Riesgo de alteraciones gastrointestinales y malestar durante sesiones prolongadas o intensas de carrera a pie.

Problemáticas relacionadas con la competición

• Preparación de depósitos adecuados de energía para el día de la carrera: sobrecarga de hidratos de carbono antes de las maratones.
• Nutrición previa al evento: llenar a tope las reservas de nutrientes energéticos y nivel de hidratación sin ocasionar malestar gastrointestinal durante la prueba.
• Carrera a pie de larga distancia: reposición de nutrientes energéticos y liquido durante las carreras de más de 30 min. de duración considerar las necesidades y oportunidades para la ingesta en los puesto de apoyo.
• Carrera a pie de media distancia: considerar hacer una carga de bicarbonato o citrato antes de la carrera para mejorar la capacidad tampón y el rendimiento.
• Media y larga distancia: considerar la utilización de cafeína para mejorar el rendimiento
• Viajes: viajar para las carreras importantes y circuitos de competición

CONTINUA 2ª PARTE PROXIMAMENTE

¿COMO PUEDEN AYUDAR LOS FLAVONOIDES EN EL CANCER DE PULMÓN?

Como ya es sabido y probado hay muchas sustancias la mayoría de ellas de origen vegetal que tienen propiedades antitumorales, ayudan a que algunos tratamiento quimioterapéuticos y radioterapéuticos sean más efectivos, algunos de ellos son los flavonoides, en la dieta mediterránea lo podemos encontrar en muchos alimentos como frutas, hortalizas, verduras, cereales integrales, aceites vegetales como el de oliva, legumbres y frutos secos.


En los años ochenta, se empezaron a publicar resultados que relacionaban la incidencia de ciertos tipos de cáncer con la dieta, y creció el interés por la alimentación y la nutrición en la prevención de la carcinogénesis. Así, diversos estudios epidemiológicos han identificado relación inversa entre el consumo de frutas y hortalizas, legumbres y té y algunos tipos de cáncer. Se ha atribuido los efectos beneficiosos de frutas y hortalizas al alto contenido en diferentes compuestos bioactivos, entre ellos los fitoquímicos.


No hay que olvidar algo importante que es, que el tipo y concentración de fitoquímicos en las células vegetales depende de la variedad, la época del año, el grado de madurez, las condiciones de la cosecha y almacenamiento y el procesamiento.


Ya que si habláramos de todos los fitoquímicos nos extenderíamos muchos, me voy ha centrar en los compuestos fenólicos, en especial los flavonoides que son un amplio grupo de moléculas que aparecen de manera natural en las plantas, a las que se atribuyen multitud de efectos terapéuticos, incluidas propiedades anticancerígenas, por lo que muchos ensayos se han centrado en el estudio de la relación entre estas biomoléculas, en especial la quercetina, con el riesgo de padecer diferentes tipos de cáncer, incluido el cáncer de pulmón.


LOS FLAVONOIDES


Como ya hemos comentado antes los flavonoides son moléculas ampliamente distribuidas dentro del reino vegetal y constituyen un grupo de más de 6.000 moléculas que forman parte de diversos procesos bioquímicos y fisiológicos en las plantas y su relación con el entorno. Dentro de este amplio grupo de moléculas, las hay pigmentadas como las antocianinas, que dan su color característico a hojas, flores y frutos de ciertas plantas, y otras no pigmentadas. Están implicadas en un gran número de procesos como, por ejemplo, la atracción de agentes polinizantes mediante la coloración de órganos florales, la germinación del tubo polínico, la defensa contra los insectos actuando como insecticidas o como agente antifúngico.

Los flavonoides, isoflavonoides y neoflavonoides a su vez se dividen en diferentes grupos dependiendo por ejemplo del grado de oxidación y saturación del heterociclo central, o por la presencia de heterociclos adicionales a la estructura base^.








Al mismo tiempo los flavonoides se dividen en subtclases de flavonoides.







¿ DONDE ESTÁN LOS FLAVONOIDES EN LA DIETA ?


A causa de su presencia común en el reino vegetal, los flavonoides forman parte de la dieta animal y humana. Debido a la importancia que los flavonoides están adquiriendo, el Departamento de Agricultura de Estados Unidos está llevando a cabo un estudio sobre las cantidades de estos compuestos que los alimentos contienen. En la siguiente tabla se describe los contenidos en flavonoides de diferentes alimentos (entre otros, cebollas, manzanas y té). Asimismo, los flavonoides también se encuentran en plantas usadas tradicionalmente como medicinales^.






¿ POR QUÉ LOS FLAVONOIDES TIENE EFECTOS BENEFICIOSOS SOBRE LA SALUD ?


Los flavonoides tienen la capacidad de afectar a diversos sistemas enzimáticos y funciones biológicas de los mamíferos. La capacidad antioxidante es la más estudiada entre sus funciones biológicas. No obstante, muchos flavonoides también han mostrado actividad antitrombótica, inhibición de la activación leucocitaria o incluso actividad vasodilatadora, con lo que tienen un papel potencial contra enfermedades cardiovasculares. Otros flavonoides, derivados de plantas usadas tradicionalmente como medicinales, han mostrado actividad antibacteriana, antifúngica y antiviral (especialmente las isoflavonas) contra especies resistentes a antibióticos y contra infecciones por la bacteria Helicobacter pylori. Por último, también se les atribuyen posibles propiedades antialérgicas y protectoras del sistema vascular y del hígado y efectos en trastornos oculares y enfermedades neurodegenerativas. Asimismo, es importante mencionar la posible asociación entre el consumo de flavonoides y la prevención y el desarrollo de algunos tipos de cáncer, especialmente el de pulmón.


¿ COMO ACTÚAN LOS FLAVONOIDES EN EL CÁNCER DE PULMON ?

Después de comentar un poco que són, de donde vienen y que efectos tienen los flavonoides, ahora vamos a ver como actúan en el cáncer de pulmón.

Diversos artículos han revisado la posible actividad preventiva del consumo de ciertos alimentos contra el cáncer de pulmón, y señalan a los flavonoides (y especialmente las catequinas) como los compuestos bioactivos que causan dicha actividad. Los flavonoides pueden interferir en la carcinogénesis participando en el bloqueo o la supresión de diversos procesos. Entre los mecanismos biológicos que han recibido más atención debido a su relación con el proceso de carcinogénesis, se cuentan metabolismo del cáncer, reparación del ADN, proliferación celular, apoptosis, ciclo celular, angiogénesis y metástasis.

Funciones de los flavonoides:

• La fisetina, un flavonol presente en frutas y hortalizas (fresa, manzana, caqui, uva, cebolla y pepino), para inhibir la proliferación celular y el desarrollo de tumores, gracias a sus propiedades antioxidantes, en canceres de pulmón inducidos por humo de tabaco en ratones.
• La quercetina, un flavonol presente en gran número de frutas y verduras ha mostrado in vitro una acción inhibitoria de la proliferación celular y el desarrollo de tumores. También ha mostrado capacidad inhibitoria del crecimiento celular y capacidad para inducir apoptosis en células A549, mediante la activación de sistemas dependientes de caspasas (vía MAPK/ERK).
• El kaempferol, flavonol que podemos encontrar en hortalizas como la col rizada o el brócoli, podría inducir apoptosis en células cancerígenas del pulmón H460, in vitro, afectando a las dos vías metabólicas en la apoptosis, las denominadas dependientes e independientes de caspasa.
• La isoramnetina de la familia de los flavonoles podría actuar mediante la activación de una cascada de reacciones que forman parte del sistema proapoptótico mitocondria-citocromo C-caspasa 9. Esta actividad observada in vitro se ha confirmado in vivo en modelos animales, y se observa una clara disminución del tamaño y el peso de tumores inducidos en ratones a partir de dosis de 0,5 mg/kg.
• La naringenina, flavanona presente en cítricos, y en especial el pomelo, tiene la capacidad de activar esta la vía DR5 o también TRAIL-R2,  y producir apoptosis en células tipo A549 sin inhibir el crecimiento de fibroblastos normales tipo WI-38.
• La baicaleína, flavonoide presente en la planta Scutellaria baicalensis, ha mostrado capacidad de inducir la sobreexpresión del gen que codifica la enzima supeóxido dismutasa (SOD) en células cancerígenas, pues aumenta la producción de peróxido de hidrógeno, suprime la acumulación de la proteína hipóxica HIF-1α, inhibe selectivamente el crecimiento celular en células cancerígenas de pulmón A549 y muestra mínima alteración en células normales.
• La luteolina, una flavona presente en buena parte de las especias, podría actuar sobre enzimas clave en las vías de señalización celular, detener el ciclo celular e inducir la apoptosis de células cancerígenas de pulmón A549.

Por último, los tumores en estado avanzado muestran gran cantidad de proteína VEGF (vascular endothelial growth factor). Se cree que esta proteína es la principal reguladora de la angiogénesis fisiológica y patológica. El estudio in vitro de los efectos de diversos flavonoides en dicha proteína indica que los derivados de las flavonas tienen el potencial de inhibir la expresión de este factor en células no pequeñas cancerígenas de pulmón tipo H157.

A pesar de que muchos flavonoides hayan mostrado, en modelos celulares y animales, ciertas capacidades anticancerígenas, parece poco probable que una sola sustancia actúe de manera independiente, y atendiendo a la gran variedad de flavonoides presentes en los alimentos y de estructuras y actividades de cada uno de ellos, o incluso que las variaciones en el anillo central de los flavonoides y el número, el tipo y la posición de los sustituyentes podría modificar su actividad anticancerígena, es más probable que estos actúen en sinergia.


Referencia de estudios








Conclusiones

Pese a que estudios realizados en modelos celulares y animales muestran la capacidad potencial de los flavonoides para actuar contra diferentes tipos de cáncer, en especial el de pulmón, y que los posibles mecanismos de acción para esa actividad de los flavonoides actualmente están mejor estudiados, la presencia de datos contradictorios en los estudios epidemiológicos y la falta de estudios clínicos en humanos impiden realizar recomendaciones dietéticas basadas en la evidencia científica. Sin embargo, a la espera de nuevos y mejores estudios, los autores del presente artículo consideran oportuno seguir los consejos de las guías de alimentación saludable, que promocionan el consumo de alimentos ricos en flavonoides como, por ejemplo, la promoción de cinco o más raciones de fruta y verdura al día.

Asimismo, cabe esperar que una dieta o un estilo de vida mediterráneo —que implica seguir una dieta rica en frutas y hortalizas, cereales integrales y legumbres y, por lo tanto, rica en alimentos que contienen gran cantidad de flavonoides— y evitar el consumo de tabaco y realizar actividad física podrían ayudar en la disminución del riesgo o incluso en la prevención de muchas enfermedades crónicas, incluido el cáncer de pulmón. La promoción de la investigación de campo ofrecerá, en un futuro, la oportunidad de establecer recomendaciones específicas de ingesta de flavonoides a través de la dieta.

Flavonoides como agentes quimiopreventivos y terapéuticos contra el cáncer de pulmón

Flavonoids as Chemopreventive and Therapeutic Agents Against Lung Cancer

Albert Cabrera ^a, Núria Mach ^b,

^a Àrea de Ciències de la Salut, Institut Internacional de Postgrau de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), Barcelona, España
^b Àrea de Ciències de la Salut, Institut Internacional de Postgrau de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), Barcelona, España.INRA, Département de Génétique Animale et Biologie Intégrative, Jouy-en-Josas, France

¿ COMO PUEDEN REPONERSE LOS HIDRATOS DE CARBONO DURANTE EL EJERCICIO EN UN AMBIENTE CALUROSO ?

Hay que tener muy claro que la ingesta de hidratos de carbono es útil sobre todo en el ejercicio prolongado con un alto nivel de intensidad durante una hora o más. Los hidratos de carbono son e principal carburante durante este tipo de ejercicios y algunas investigaciones, pero no todas, sugieren que un ambiente caluroso acelera el consumo de glucógeno muscular. Por lo tanto, la ingesta de hidratos de carbono también puede mejorar el rendimiento durante el ejercicio en un ambiente caluroso, pero si la regulación de la temperatura tiene una importancia primordial, la reposición de agua ha de recibir máxima prioridad. De ahí que uno de los objetivos de los investigadores haya sido desarrollar un líquido que favorezca la reposición de hidratos de carbono durante el ejercicio en un ambiente caluroso y que no afecte a la reposición de agua.







Las investigaciones indican que la soluciones con una cantidad adecuada de hidratos de carbono son tan efectivas como el agua para mantener la temperatura corporal y pueden mejorar el rendimiento durante el ejercicio prolongado. El agua y los hidratos de carbono se complementan para mejorar el rendimiento físico. Below et al., en un único estudio, encontraron que tanto el agua como los hidratos de carbono, utilizados por separado, mejoraban el rendimiento de una hora de pedaleo en un ambiente caluroso, pero que, cuando se consumían conjuntamente, se sumaban los efectos beneficiosos de ambos. Mindy Millard-Stafford ha descrito también que las soluciones de hidratos de carbono, comparadas con el agua sola, mejoraban el rendimiento de corredores muy cualificados en carreras de 15 km.

Los resultados de los estudios realizados han comparado el grado de eficacia de diferentes combinaciones y concentraciones  de hidratos de carbono para la mejora del rendimiento físico durante ejercicios de resistencia prolongado. En general, parece que las SGE y las SGP entre el 5 y el 10% se vacían del estómago tan fácilmente como el agua durante el ejercicio prolongado en un ambiente caluroso y es posible que se absorban incluso más rápidamente en el tracto intestinal, No se ha observado que etas soluciones tengan algún efecto negativo relevante sobre el volumen plasmático, el índice de sudoración o la regulación de la temperatura, al compararlas con el agua. De hecho favorecen el mantenimiento del volumen plasmático, el glucógeno hepático y los niveles de glucosa en la sangre durante el ejercicio prolongado. Además, como hemos dicho anteriormente, la mayoría de los investigadores dicen que la ingesta de hidratos de carbono durante el ejercicio mejora la capacidad de resistencia durante la práctica de numerosos ejercicios en un ambiente caluroso. Coggan y Coyle recomiendan la ingesta de aproximadamente 1 g de h.c. por minuto. Además, parece que no hay diferencia en los resultados obtenidos con diferentes hidratos de carbono y que las SGE y las SGP son igualmente efectivas.






Aunque las altas concentraciones de hidratos de carbono liberan más glucosa al intestino, las soluciones con un porcentaje de concentración superior al 10-12% pueden retrasar el vaciamiento gástrico de forma importante y causar problemas gastrointestinales. Peters et al. señalaron que el exceso de hidratos de carbono puede pasar al colon, donde la fermentación bacteriana podría provocar una producción excesiva de gases y flatulencias, una necesidad urgente de defecar y calambres gastrointestinales, y los corredores serían más propensos que los ciclistas a sufrir estos trastornos. Las altas concentraciones de fructosa son particularmente debilitante. Sin embargo, los deportistas de alta resistencia pueden experimentar con altas concentraciones de hidratos de carbono durante el entrenamiento y adaptar estas soluciones concentradas a su uso en competición. En un estudio Alice Lindeman ha constatado que un ciclista que competía en la Race Across America, ingería una solución de hidratos de carbono del 23% sin sufrir trastornos gastrointestinales.


En resumen, en una declaración consensuada, un grupo de destacados investigadores, con  Ronald Maughan a la cabeza, han afirmado que las bebidas deportivas que contienen hidratos de carbono como fuente de energía son más efectivas que el aguas en la mejora del rendimiento. El agua es el nutriente esencial que necesita ser repuesto durante el ejercicio prolongado en un ambiente caluroso, ya que evita los efectos negativos causados por la deshidratación. Cuando se desee un reabastecimiento de hidratos de carbono, actualmente se recomiendan SGE, SGP o soluciones de polímero de glucosa y fructosa del 5 al 10%. las bebidas de cola y los zumos de frutas pueden diluirse en agua a partes iguales con el fin de conseguir una concentración del 5 al 10%.


En esta gráfica podemos ver como con un ejercicio al 80%VOmax es capaz de vaciar casi por completo el glucógeno muscular en 75 min.






















En este cuadro se muestran las concentraciones de las diferentes bebidas.

¿ A QUÉ VELOCIDAD SE DESHIDRATA UN INDIVIDUO DURANTE EL EJERCICIO ?

Esta seria la segunda parte del tema de deshidratación en el deporte,  y como todos sabemos para evitar en todo lo posible este problema lo ideal sería calcular el liquido que vamos a perder para elaborar una estrategia que nos permita anticiparnos a la deshidratación.

Dado que la máxima tasa de sudoración en un deportista entrenado es de aproximadamente de 2 a 3 l/h, éste no tardará mucho tiempo en sufrir una perdida del 2-3% de su peso corporal. Dos litros de sudor equivales a 2,2 kg ( 1 l = 1 kg ), de forma que un corredor con un peso de 68 kg podría sufrir una pérdida del 3%  de su peso en 1 hora ( 2,2/68= 0,03; 0,03x100= 3% ), circunstancia que causaría fatiga prematura.

 

Meyer y Bar-Or seañalan que, aunque los niños sudan menos que los adultos, pueden llegar a sufrir una hipohidratación comparable a la de estos últimos. La deshidratación no afecta tan sólo al rendimiento físico, sino que también puede perjudicar la salud.

¿ COMO PUEDO DETERMINAR MI ÍNDICE DE SUDORACIÓN ?

El índice de sudoración varía de un individuo a otro, de modo que algunos son más propensos a deshidratarse que otros. El Gatorade Sports Science Institute  presentó un método para calcular el índice de sudoración durante el ejercicio. Para ello, hay que medir el peso corporal exacto antes y después del ejercicio, así como el consumo de líquidos y la cantidad de orina excretada durante el ejercicio.

El siguiente ejemplo puede servirnos de guía para calcular nuestro propio índice de sudoración durante el ejercicio. Recordemos que 1g equivale a 1ml.



A. Peso corporal antes del ejercicio- 70,5 kg
B. Peso corporal después del ejercicio- 68,9 kg
C. Variación de peso- -1,6kg/1600g
D. Ingesta de líquido- +300 ml
E. Volumen de orina- -100 ml
F. Perdida de sudor ( C+D-E)- 1800 ml
G. Duración del ejercicio- 60 min
H. Índice de sudoración ( F/G ) 30 ml/min

¿COMO INFLUYE EL CALOR AMBIENTAL EN EL RENDIMIENTO FISICO?

Ya que estamos en temporada muy calurosa y con riesgo de deshidratación voy a tratar de explicar como el calor y la deshidratación influyen en el rendimiento deportivo y en la salud, a través de una serie de capítulos sobre este tema.

El rendimiento en lo que se refiere a fuerza, potencia o velocidad parece no verse afectado negativamente por el calor ambiental durante pruebas de menos de un minuto. Sin embargo, por lo general, en actividades de resistencia aerobia prolongadas, el rendimiento empeora si lo comparamos con el obtenido durante la práctica de ejercicio en temperaturas más frescas. Puede que la velocidad no disminuya en el caso de un esprinter; un corredor que participe en una prueba de 5 km tendrá que aminorar el ritmo normal de la marcha, mientras que el rendimiento de un corredor de maratón empeorará de forma considerable.

Durante la carrera de 5 km, el metabolismo basal del corredor estará bastante alto, por lo que producirá calor rápidamente. Para controlar un excesivo aumento de la temperatura corporal, la afluencia de sangre hacia la piel se hará más notoria para poder así dispersar el calor hacia el entorno. Esta afluencia de sangre hacia la piel provocará una disminución de la cantidad de sangre y, por lo tanto, del oxígeno que llega hasta los músculos activos. Nadel y Young señalaron que, en estas condiciones, el metabolismo celular sufre algún cambio y se produce una mayor acumulación de ácido láctico si el deportista intenta mantener el mismo ritmo que llevaría en un ambiente más fresco. Yaspelkis et al. Obtuvieron resultados similares en sus estudios en lo que se refiere al lactato, pero no constataron ningún incremento del consumo de glucógeno muscular. Especularon sobre la posibilidad de que existiera una relación entre el aumento de ácido láctico y una disminución de la eliminación de toxinas por el hígado.




No obstante, el aumento de ácido láctico podría ir asociado con una mayor sensación de estrés. En algunos individuos, los reajustes circulatorios pueden no ser los adecuados, de modo que la temperatura corporal subirá rápidamente y se producirán síntomas de debilidad e hipertermia. A causa de estos cambios, y posiblemente de otros todavía no identificados, por lo general el corredor tendrá que aminorara la marcha. Aunque el corredor de los 5 km sudará copiosamente, la duración de la prueba es habitualmente corta, de manera que no se producirá una pérdida excesiva de líquidos corporales.



Sin embargo, en pruebas más largas, los deportistas pueden tener los problemas citados anteriormente, además de sufrir los efectos negativos de la deshidratación. Los corredores de maratón pueden llegar a perder un 5% e incluso más de su peso corporal (agua en su mayor parte) durante la carrera, lo cual puede no sólo empeorar su rendimiento, sino también tener consecuencias graves para la salud.