INTRODUCCIÓN

Los ejercicios de alta intensidad necesitan niveles elevados de sustrato y generan acumulación de metabolitos en el músculo esquelético ¹. A medida que el ejercicio avanza hasta el punto de fatiga, ocurre una acumulación rápida de lactato e hidrogeniones (H+) ¹. La acumulación de estos metabolitos contribuye en el descenso del pH, generando una brusca acidosis metabólica cuando la acumulación intracelular de H+ supera la capacidad aeróbica de remoción ². De esta manera, se producen efectos perjudiciales sobre la función del músculo esquelético y en la generación de fuerza que contribuyen a la fatiga ¹. Específicamente, la acumulación de H+ en el músculo esquelético ha demostrado que interrumpe la resíntesis de fosfato de creatina ³, inhibe la glucólisis ³ e interfiere con la liberación de Ca++ desde el retículo sarcoplasmático y el acoplamiento de excitación-contracción ⁴. Más recientemente, la evidencia apunta a un efecto que conlleva la acumulación de H+ en la sangre en la percepción del esfuerzo durante el ejercicio intermitente de alta intensidad ⁵, lo que podría también contribuir a la fatiga indirectamente.

En los últimos años se han probado varios suplementos nutricionales que teóricamente mantienen una mayor estabilidad en el pH durante ejercicios de alta intensidad ^2,6,7. Por consiguiente, los amortiguadores fisicoquímicos en el músculo, entre los que se encuentra la carnosina, proporcionan la primera línea de defensa contra los cambios locales en el pH ². La carnosina (b-alanil-L-histidina), por su parte, es un dipéptido citoplasmático formado por beta-alanina (BA) y L-histidina; no obstante, el precursor limitante en la síntesis de la carnosina en las fibras musculares viene dado por la BA (8). Se ha demostrado que la suplementación con BA aumenta significativamente los niveles de carnosina en las fibras musculares humanas de tipo I y tipo II del vasto lateral ⁸, así como en el tibial anterior, sóleo y gastrocnemio ^9,10,11. Además, la carnosina desempeña un papel importante en el tamponamiento intracelular de H+ debido a su anillo de imidazol, que tiene un pKa de 6,83 ¹², y dado que la acidosis muscular es probablemente la que contribuye al inicio de la fatiga durante el ejercicio de alta intensidad, el aumento de la concentración de carnosina muscular teóricamente aumentaría la capacidad de tamponamiento intracelular, lo que podría retrasar la aparición de fatiga ².

Del mismo modo, en un metaanálisis desarrollado por Hobson y cols. ² se demostró la eficacia de la suplementación con BA en ejercicios de alta intensidad, particularmente en ejercicios que duran entre uno y cuatro minutos, pero también los investigadores concluyeron que en las pruebas inferiores a 60 segundos de duración la suplementación con BA no produce efectos significativos, y que tanto el tipo como la intensidad y la duración del ejercicio influencian positivamente el efecto ergogénico de la BA, partiendo del respaldo que el beneficio de la BA se produce a través de un aumento en el buffering del pH intracelular ². Igualmente, los beneficios de la suplementación con BA parecen ser consistentes en actividades que duran hasta diez minutos ¹³. Por otra parte, la dosificación con BA varía de 3,2 a 6,4 g·día-1, con protocolos de suplementación de entre cuatro y 12 semanas ^14,15. Sin embargo, en vivo, las concentraciones de carnosina se ven influenciadas por la disponibilidad de BA, lo que indica que a mayor ingesta de BA, mayor concentración de carnosina ¹⁶.

Actualmente, la suplementación prolongada con BA ha dado como resultado un aumento del rendimiento en algunos protocolos de ejercicios de alta intensidad ^14,17, en ejercicios de sprint al final de una carrera de ciclismo de resistencia ¹⁸ y en series de contracciones máximas ⁹. De forma paralela, algunos investigadores han reportado cambios no significativos en el rendimiento posterior a la suplementación aguda con BA ¹⁹. Desafortunadamente, las pocas investigaciones que relacionan la suplementación aguda de BA en pruebas de rendimiento con duración mayor a tres minutos son escasas, menos aún en zonas de velocidad aeróbica máxima (VAM). Por lo anterior, aún queda por esclarecer las respuestas agudas de BA frente a ejercicios a VAM con una duración mayor a los 180 segundos. Consecuentemente, el objetivo de esta investigación fue determinar el efecto agudo de la suplementación con BA sobre una prueba de tiempo límite (PTL) a VAM en atletas de resistencia.

MATERIAL Y MÉTODOS

SUJETOS

Once corredores de resistencia universitarios (seis hombres y cinco mujeres) pertenecientes a la Asociación Regional de Atletismo de Valparaíso, Chile (edad: 24,2 ± 4,45 años, peso: 60,5 ± 8,39 kg, altura: 167 ± 8,42 cm, índice de masa corporal [IMC]: 21,5 ± 1,28 kg·m2, porcentaje de grasa corporal: 16,8 ± 7,71%, consumo máximo de oxígeno [VO_2máx]: 61,6 ± 9,5 mLO2·kg-1·min-1) (Tabla 1), se ofrecieron como voluntarios para participar en este estudio. Todos los sujetos y entrenadores participantes fueron informados del objetivo del estudio y de los posibles riesgos del experimento. Todos los sujetos firmaron el consentimiento informado antes de la aplicación del protocolo. Tanto el protocolo de estudio como el consentimiento informado fueron aprobados por el Comité de Ética en Investigación Humana de la Universidad de Granada, España (registro 493/CEIH/2018).

Tabla I. Características de la muestra 

M: mujer; H: hombre; IMC: índice de masa corporal; kg: kilógramos; m2: metros cuadrados; cm: centímetros; mLO2·kg-1·min-1: mililitros de oxígeno por kilogramo de peso corporal por minuto; VAM: velocidad aeróbica máxima; m·s: metros por segundo.

^*Sumatoria de cuatro pliegues (Durnin and Womersley, 1974).

PROTOCOLO EXPERIMENTAL

El estudio fue cuasiexperimental, doble ciego, cruzado intrasujeto. El experimento se desarrolló durante una semana. Antes de la aplicación del experimento, se solicitó a toda la muestra que no ingirieran cafeína, suplementos energéticos o cualquier sustancia que incrementara el metabolismo 48 horas antes del día 1 y durante toda la semana de intervención. Previo al día 1, los sujetos firmaron el consentimiento informado y se realizaron las evaluaciones antropométricas. El día 1 se realizaron las evaluaciones de VO_2máx para toda la muestra. El día 2 fue de descanso. El día 3, el 50% de la muestra (tanto mujeres como hombres) realizaron la PTL suplementados con BA, mientras que el otro 50% realizó la PTL con PL. El día 4 fue de descanso. El día 5, aquellos sujetos que ejecutaron la PTL con BA ahora la realizaron con PL y viceversa (Fig. 1A y B).

Figura 1. A. Diseño metodológico para la aplicación del tratamiento con BA y PL. B. Tiempo de espera entre la ingesta de BA o PL y la ejecución de la prueba de tiempo límite (VO_2máx: consumo máximo de oxígeno; h: horas; BA: beta-alanina; PL: placebo. Cho's: carbohidratos de fácil absorción; min: minutos) 

RESULTADOS

El análisis de datos fue realizado con siete de los once casos (tres mujeres y cuatro hombres). Hubo cuatro sujetos excluidos por la incapacidad de ejecución en la PTL a intensidad de VAM (ejecutaron a una intensidad mayor de la VAM individual). Los casos excluidos fueron a - b - h - i (Tabla 1). Aplicada la prueba t de Student, el grupo suplementado con BA evidenció aumentos significativos en el tiempo realizado durante la PTL a VAM al ser comparado con el grupo PL (p = 0,047; TE = 0,48). En relación a la distancia realizada durante la PTL a VAM, ambos grupos no presentaron diferencias significativas (p < 0,071; TE = 0,48). Las progresiones y los cambios están reportados en la Tabla 2.

Tabla II Tiempos, distancias, PSE y [La] obtenidos en PTL a VAM con BA y PL 

PTL: prueba de tiempo límite; PSE: percepción subjetiva del esfuerzo; [La]: concentraciones de lactato sanguíneo; VAM: velocidad aeróbica máxima; BA: beta-alanina; PL: placebo; s: segundos; DS: desviación estándar; m: metros; mmol·L-1: milimoles por litro; ns: no significativo.

^*p < 0,05.

Por otra parte, la PSE entre ambas condiciones no mostró diferencias significativas al término de la PTL (p = 0,096; TE = 0,80). De igual manera, las [La] de reposo no mostraron diferencias entre el grupo suplementado con BA y el grupo suplementado con PL (p = 0,634; TE = 0,24). Las progresiones y los cambios están reportados en la Tabla 2.

Al término de la PTL, la FC de recuperación no mostró diferencias significativas en los minutos 1, 3, 5, 7 y 9 entre las dos condiciones. Las progresiones y los cambios están reportados en la tabla III, mientras que las [La] post-PTL tuvieron diferencias significativas entre ambas condiciones en los minutos 3, 5 y 7. Las progresiones y los cambios están reportados en la Tabla 3 y en la Figura 2.

Tabla III FC y [La] de recuperación posterior a la PTL a VAM con BA y PL 

PTL: prueba de tiempo límite; FC: frecuencia cardiaca; [La]: concentraciones de lactato sanguíneo; VAM: velocidad aeróbica máxima; BA: beta-alanina; PL: placebo; lpm: latidos por minuto; mmol·L-1: milimoles por litro.

Figura 2. Concentraciones de lactato sanguíneo post-PTL a VAM con suplementación de BA y PL. PTL: prueba de tiempo límite; VAM: velocidad aeróbica máxima. *p < 0,05 

DISCUSIÓN

En relación al objetivo principal de este estudio, los resultados indicaron que la suplementación aguda con BA (30 mg·kg-1) aumentó el tiempo de carrera en una PTL a intensidades correspondientes a VAM (p < 0,05). Según lo evidenciado, luego de la suplementación aguda con BA, el grupo experimental fue capaz de mantener una carrera a VAM por mayor tiempo al ser comparado con el grupo placebo (366,5 ± 85,9 y 326,0 ± 84,6 s, respectivamente). Según las evidencias existentes, tanto los investigadores del presente estudio como Dutka y cols. ²⁴ atribuyen el aumento del rendimiento deportivo al incremento de la sensibilidad del calcio del aparato contráctil cuando se utiliza suplementación de BA. Sumado a lo anterior, Sale y cols. ¹ mencionaron que la suplementación con BA puede conducir a una mayor producción de fuerza, mientras que Ririe y cols. ²⁵ asociaron el aumento de rendimiento a una reducción de la fatiga por vasodilatación. Asimismo, Harris y cols. ⁸, Hill y cols. ¹⁴ y Stout y cols. ¹⁷ plantearon que el incremento en el rendimiento se debe a un aumento de la carnosina intracelular, y es esta última la que atenuaría la caída del pH intracelular durante las contracciones musculares de alta intensidad. En relación a este último planteamiento, dentro de los hallazgos obtenidos también se evidenció una mayor [La] sanguínea postesfuerzo en los minutos 3, 5 y 7 en el grupo experimental al ser comparado con el grupo placebo. Este incremento en las [La] postesfuerzo se puede asociar a la suplementación con BA, ya que este aminoácido, al contrarrestar la acumulación de H+, ayuda a la mantención del pH intramuscular durante el ejercicio intenso ^8,14.

Los estudios centrados en los efectos agudos de la suplementación de BA son escasos y contradictorios ¹⁹. Invernizzi y cols. ¹⁹ concluyeron que la ingesta de 1 g de carnosina y 1 g de BA cuatro horas antes de una prueba de carrera total no tuvo ningún efecto sobre el rendimiento, el esfuerzo percibido, el dolor muscular, ni en la respuesta en las [La] sanguíneas en comparación con el placebo. En dicho estudio, utilizó una muestra de 12 sujetos masculinos sanos y físicamente activos. Sin embargo, no se declararon antecedentes como VO₂, VO_2máx, umbral ventilatorio 1 o 2. Esta muestra heterogénea fue constituida por jugadores de fútbol, básquetbol y atletas de pista y campo, por lo que no determina un patrón similar en la capacidad física de los sujetos. Adicionalmente, el propio autor informó que la dosis empleada no fue suficiente para aumentar el contenido muscular de la carnosina y que la duración del ejercicio empleado no resultó ser óptima (35 s) para observar algún efecto a través de la suplementación aguda con BA. En relación al tiempo de ejecución empleado por Invernizzi y cols. ¹⁹, Hobson y cols. ² demostraron que la suplementación con BA mejora la capacidad de rendimiento durante ejercicios que duren aproximadamente 240 s. Por lo anterior, Invernizzi y cols. ¹⁹ no usaron una prueba con un tiempo adecuado para inducir un efecto asociado a la suplementación aguda con BA. Además, Hobson y cols. ² proporcionaron evidencia del efecto ergogénico de la suplementación con BA debido a su capacidad buffer intramuscular, reduciendo que los H+ que se acumulan durante el ejercicio de alta intensidad con una duración de uno a cuatro minutos. De forma complementaria, Di Pierro y cols. ²⁶ realizaron un estudio preliminar con una ingesta aguda oral de cuatro dosis de 500 mg (250 mg de carnosina y 250 mg de BA) en seis atletas masculinos sometidos a un periodo de entrenamiento intenso. Al término del estudio, se comprobó que la ingesta redujo la producción de lactato en todos los atletas; no obstante, los autores no detallan sobre el ejercicio realizado, la caracterización de la muestra empleada o los resultados obtenidos.

La gran mayoría de los estudios con BA han evidenciado los efectos de este aminoácido con suplementación prolongada ^{11,18,27,28,29,30}. Se calculó un efecto global medio de un 2,85% (-0,37 a 10,49%) de incremento del rendimiento luego de la suplementación prolongada con BA, mientras que el tiempo de suplementación osciló entre dos y cuatro semanas ¹³ y la dosis, entre 2,4 g·día-1 ³⁰ y 6,4 g·día-1 ^31,32. Otras investigaciones han declarado incrementos sobre ese 2,85% calculado ^14,31. Es así como Hill y cols. ¹⁴ y Sale y cols. ³¹ reportaron incrementos del 11,8% y 12,1% en el rendimiento luego de cuatro semanas de suplementación con BA respectivamente. Por otro lado, varias investigaciones han demostrado que la suplementación prolongada de BA (28 días) aumenta significativamente los niveles elevados de carnosina muscular total ^8,14. Hasta la fecha, existen múltiples protocolos de suplementación prolongada de BA ², pero los estudios no siempre se centran en el efecto ergogénico de la BA como un buffer intracelular, por lo que el uso de diferentes estrategias de dosificación y posibles fundamentos a los efectos evidenciados en el rendimiento deportivo no dejan claro si existe un vínculo directo entre la dosis de BA suplementada y el resultado del ejercicio ². Adicionalmente, el interés de investigar los efectos con protocolos de suplementación aguda con BA se basa no solo en evitar la exposición a semanas de suplementación prolongada, sino también en asegurar que los deportistas usen las dosis establecidas de BA ^8,27, para disminuir así el riesgo de exposición a los síntomas de parestesia, que aún siguiendo un esquema de suplementación prolongada no es excluyente a su aparición.

En relación a los efectos secundarios de la suplementación con BA, los primeros estudios informaron los resultados obtenidos al comparar la ingesta de BA con una dosis equivalente a 40 mg·kg-1 de forma libre y la misma dosis pero contenida dentro de un caldo de pollo ⁸. Los investigadores informaron que tras la administración de la dosis de BA libre varios sujetos evidenciaron síntomas de sofocos, enrojecimiento y sensación espinosa desagradable en la piel (parestesia), con una duración de aproximadamente 60 min después de la ingesta ⁸. No obstante, ningún sujeto evidenció estos síntomas al ingerir la misma dosis contenida en un caldo de pollo, sugiriéndose que las dosis individuales de BA deben ir acompañadas de una dieta normal para limitar el riesgo de parestesia ⁸. Por tal motivo, en la presente investigación se llevó a cabo un control de la alimentación preentrenamiento (2 g·kg-1 de peso de carbohidratos simples) 60 minutos antes de la suplementación aguda con BA (30 mg·kg-1) y 120 minutos antes de ejecutar la PTL (Fig. 1A y B). Por lo anterior, en la presente investigación no se reportaron síntomas de parestesia por parte de los sujetos de estudio. De forma paralela, Maté-Muñoz y cols. ³³ basaron su investigación en una suplementación con 6,4 g·día-1 de BA con dosis de ocho tomas de 800 mg cada 1,5-3 horas de diferencia de ingesta entre tomas por cinco semanas, y aunque los autores expusieron una mejora significativa en la potencia promedio (mayor carga de entrenamiento logrado y más kilogramos levantados) en el grupo suplementado con BA, la mayor limitante reportada por los autores fue llevar a la práctica un protocolo de dosificación donde los deportistas se comprometan con cumplir estrictamente las ingestas señaladas por varias semanas ³³.

Por último, en las respuestas individuales existe una variabilidad intersujeto posterior a la suplementación de BA ³⁴, mientras que la variación en la síntesis de carnosina muscular en respuesta a la ingesta de BA es alta ^9,14. En algunos estudios se ha descrito que las mujeres requieren menores niveles de suplementación de BA para obtener aumentos relativos similares en carnosina en comparación con los hombres ³⁵. De hecho, según Stout y cols. ¹⁷, la suplementación con BA en mujeres aumenta el tiempo hasta el agotamiento y retrasa el inicio de fatiga neuromuscular. Estos datos, junto con el hecho de que la carga de carnosina se ve aumentada aún más en músculos entrenados ³⁶, hacen interesante que la población investigada en el presente estudio cuente con siete deportistas entrenados (tres mujeres y cuatro hombres). En un estudio desarrollado por Glenn y cols. ²⁷, se evaluaron los efectos de la suplementación aguda con BA en mujeres. Al término del estudio, los investigadores concluyeron que la suplementación de 1,6 g de BA no aumentó el rendimiento deportivo (índice de fatiga o potencia de salida), pero sí disminuyó significativamente la RPE ²⁷. No obstante, la dosificación utilizada fue baja, no hubo individualización de suplementación por peso y el protocolo de prueba se basaba en tres pruebas repetidas de ciclismo de Wingate con dos minutos de descanso activo después de cada prueba, por lo que no cumple de igual manera con el tiempo estimado para observar efecto ergogénico en la suplementación con BA, ni con la intensidad constante requerida. Por lo anterior, y al existir poca evidencia en mujeres, se deben seguir explorando las respuestas de la suplementación aguda con BA en esta población.

En conclusión, nuestros hallazgos indican que la suplementación aguda con BA (30 mg·kg-1) 60 minutos previos a una prueba máxima aumenta el rendimiento deportivo en PTL a intensidades correspondientes a VAM, posiblemente por una mayor capacidad buffer del pH durante el ejercicio intenso con duración mayor a 240 s. Aunque las recomendaciones deben esperar más ensayos experimentales, estos hallazgos pueden ser útiles para entrenadores, nutricionistas deportivos, científicos deportivos y atletas que buscan suplementos nutricionales alternativos que mejoren el rendimiento físico evitando periodos de tres a seis semanas de suplementación con BA.