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El clásico de la nutrición deportiva, totalmente actualizado. Escrito de manera ágil, con un sólido conocimiento teórico, y a la vez muy práctico. Con el respaldo de más de 20 años de experiencia de trabajo profesional con deportistas en el campo de la nutrición. Capítulos temáticos con herramientas para desarrollar el protocolo de trabajo para la atención de deportistas. Una lectura imprescindible para los profesionales de la salud actuales o en formación, en especial para quienes trabajan con deportistas. Marcia Onzari es licenciada en Nutrición por la UBA. Hace más de 20 años que aborda, desde diferentes ámbitos, el tema de la nutrición deportiva. Desde 1997 ha ejercido la docencia de Nutrición y Deporte en la UBA, el CEMIC, la Universidad UNIDA de Paraguay, la Sociedad Española para Estudio-Avance de la Nutrición y Dietética Deportiva, el International Endurance Group (IEG), la Universidad del Salvador y la Universidad Abierta lnteramericana. Es disertante y capacitadora profesional frecuente en actividades científicas, y autora de trabajos de investigación premiados. En Editorial El Ateneo publicó Energía sin límites y Alimentación y deporte. Guía práctica, y colaboró en Fundamentos de nutrición normal. A mis padres (Aroldo y Nidia), por enseñarme a poner pasión en todo lo que hago. A mi familia (Marcelo, Giuliana, Greta y Giovanni), por ser lo más importante de mi vida. Al Dr. Arnaldo Quiroga, quien me hizo conocer esta especialidad. Prólogo Prologar esta 3a edición es para mí un orgullo y una satisfacción. Orgullo por haber recibido a la autora en el servicio a mi cargo recién graduada y haberla visto estudiar, luchar y crecer para llevar adelante esa vocación tan firme ligada a la nutrición deportiva, cuando esta rama de la nutrición científica no existía. Satisfacción porque aquellas palabras que expresé en el primer prólogo quedaron plasmadas en el resultado de las dos ediciones anteriores. La 3a edición acompaña el desarrollo de la nutrición deportiva y el creciente interés de los nutricionistas y de los aspirantes a la carrera de Nutrición por el tema. Hoy es necesario profundizar en los aspectos nutricionales que exige cada uno de los deportes, razón por la cual la autora principal ha convocado a expertos colegas para que compartan sus conocimientos y su experiencia con los interesados. No tengo dudas de que la presente actualización contribuirá a la formación continua de quienes se interesan por este tema y hasta de quienes siguen una trayectoria distinta en el campo de la ciencia de la nutrición. Por todo lo anterior me anticipo a desear un importante éxito editorial. Con mucho afecto. Lic. Elisabet T. Navarro Ex jefa del Servicio de Alimentación y Dietoterapia del CEMIC y directora de la carrera de Licenciatura en Nutrición del Instituto Universitario CEMIC Capítulo 1 Introducción a la nutrición deportiva Marcia Onzari Al finalizar la lectura de este capítulo, el lector debería ser capaz de: Comprender el rol de la nutrición sobre la salud y el rendimiento deportivo. Describir el concepto de la nutrición deportiva y su evolución a través de la historia. Identificar las habilidades y los conocimientos necesarios para desempeñarse como nutricionista deportivo. Rol de la nutrición sobre la salud y el rendimiento deportivo Los avances de la ciencia de la nutrición en las últimas décadas revelan la importancia que tiene la alimentación adecuada sobre la promoción de la salud, el bienestar físico, emocional y el rendimiento deportivo. Los dos principales factores que intervienen en el estado de salud de una persona son las características genéticas y el estilo de vida. La mayor parte de las enfermedades tiene una base genética, pero el estilo de vida del individuo puede determinar que la patología se desarrolle en el transcurso de los años. Las conductas o estilos de vida que representan un peligro para la conservación de la salud se consideran factores de riesgo. Dos de los principales factores de riesgo, con mayor influencia negativa, son la alimentacion inadecuada y la falta de actividad física. Las personas que realizan actividad física disfrutan de mejor calidad de vida, porque padecen menos las limitaciones que normalmente se asocian con las enfermedades crónicas y con el envejecimiento, viéndose además beneficiadas con una mayor esperanza de vida. Aproximadamente dos millones de muertes por año se atribuyen a la inactividad física, lo que llevó a la Organizaciòn Mundial de la Salud (OMS) a emitir una advertencia de que un estilo de vida sedentario podría estar entre las 10 principales causas de muerte y discapacidad en el mundo.1 Según las Cuartas Encuestas Nacionales de Factores de Riesgo, realizadas en la Argentina en 2018, 4 de cada 10 personas no realizan la actividad física recomendada, lo que es un dato preocupante. Definición de actividad física, ejercicio y deporte La OMS considera actividad física cualquier movimiento corporal provocado por una contracción muscular que resulte en un gasto de energía. La actividad física se puede clasificar como: Actividad física no estructurada: incluye las actividades de la vida diaria, como limpiar, caminar, jugar con los chicos, etc. Actividad física estructurada o ejercicio: es una variedad de actividad física planificada, estructurada, repetitiva y realizada con un objetivo relacionado con la mejora o el mantenimiento de uno o más componentes de la aptitud física.2 La actividad física es un concepto amplio y abarca tanto el ejercicio como el deporte. La aptitud física es un conjunto de habilidades o capacidades que tienen las personas para desarrollar la actividad física.3 La aptitud física se puede dividir entre la relacionada con el rendimiento y la relacionada con la salud, vinculada con la reducción de la morbilidad y mortalidad, y con la mejora de la calidad de vida. Los componentes de la aptitud física relacionados con la salud son: la condición cardiovascular-respiratoria, la composición corporal, la fuerza y la resistencia muscular, los aspectos neuromotores y la flexibilidad.4 La articulación de todas estas capacidades permite afrontar las exigencias de la vida cotidiana. Con un entrenamiento físico adecuado se maximiza el potencial genético de cada deportista y se logra el desarrollo de cada uno de los componentes de la aptitud física relacionados con el rendimiento específico del deporte que practica. Se han investigado numerosos procedimientos para mejorar el rendimiento deportivo más allá del entrenamiento en sí. Una de las áreas más estudiadas es el efecto de la alimentación sobre el desempeño deportivo. El deporte nació como actividad física con una finalidad de recreación y pasatiempo, y a lo largo del tiempo ha ido incorporando nuevos elementos que lo caracterizan.5 Según la Carta Europea del Deporte de 1992, la definición de deporte involucra toda forma de actividad física que, mediante la participación casual u organizada, tienda a expresar o mejorar la condición física y el bienestar mental, estableciendo relaciones sociales y obteniendo resultados en competición a cualquier nivel.6 Esta definición de deporte contempla, además de la competencia, la salud y el placer de realizarlo. Poder enlazar estos tres factores garantiza una adecuada práctica deportiva. Cuando el objetivo es alcanzar un rendimiento personal máximo, se convierte en un deporte de élite o de alto nivel, que se distingue por un grado máximo de compromiso personal (mayor tiempo dedicado, gran capacidad de actuación, mayor número de competencias anuales, objetivos de grandes hitos o hazañas deportivas, como batir marcas o vencer récords) y se denomina deporte de alto rendimiento.7 Si se graficara en una pirámide a la población que realiza algún tipo de actividad se obtendría la siguiente forma: La alimentación influye sobre el rendimiento deportivo independientemente del nivel de competición del deportista; tanto el deportista olímpico, como el deportista recreativo se vana beneficiar con pautas de alimentación adecuadas.8 Nutrición deportiva. Objetivos La evidencia científica permite asegurar que la nutrición influye profundamente en la mayoría de los procesos celulares que ocurren durante el ejercicio y la recuperación.9 La especialidad de Nutrición Deportiva tiene como objetivo la aplicación de los principios nutricionales, contribuyendo al mantenimiento de la salud y la mejora del rendimiento deportivo.10 Los objetivos de una alimentación adecuada sobre el rendimiento deportivo son: Optimizar los beneficios del programa de entrenamiento. Mejorar la recuperación entre los entrenamientos y las competencias. Alcanzar y mantener la composición corporal. Reducir el riesgo de lesiones y enfermedades. Brindar al deportista confianza sobre su adecuada preparación integral frente a la competencia. Disfrutar de la comida. Deportistas y entrenadores demandan tener acceso a información adecuada sobre qué, cuándo y cuánto comer y beber, ya que reconocen que esto puede ser la diferencia entre un rendimiento óptimo o no óptimo. Un plan de alimentación bien diseñado es necesario para acompañar cualquier programa de entrenamiento, ya sea para mejorar la calidad de vida o para competir. Los nutricionistas son los profesionales que tienen las competencias para realizar la intervención nutricional apuntando a: Determinar la energía necesaria en función de un balance calórico y del objetivo de peso del deportista. Cubrir las necesidades de nutrientes. Organizar los horarios de las ingestas. Evaluar y corregir excesos y carencias. Evitar molestias gastrointestinales durante los entrenamientos y las competencias. Brindar educación alimentaria nutricional. Asesorar sobre la utilidad de los suplementos. Evitar descensos de peso no saludables. El equipo de profesionales que involucra su trabajo para el desarrollo del bienestar y el óptimo rendimiento del deportista está compuesto de la siguiente manera: Debido a que el entrenador es el profesional que tiene más contacto con el deportista, suele ser el de mayor influencia. Debido a esta cercanía, los entrenadores deberían ser multiplicadores de conceptos saludables, y es importante que conozcan los conceptos básicos de nutrición y cómo la alimentación influye en la salud y en el rendimiento de sus deportistas. La nutrición deportiva se encuentra en un proceso constante de cambio y evolución, acompañando tanto los progresos en el rendimiento de los atletas, como el interés de conocimiento que despierta esta área en la población de profesionales, deportistas y público en general, preocupados por mejorar o mantener su calidad de vida. Algunos de los requisitos esenciales para los profesionales que trabajen en el área de la nutrición en el deporte son: Conocer las diferentes disciplinas deportivas. Entender la fisiología del ejercicio y el rol de los nutrientes en el rendimiento deportivo, contemplando la cantidad y el momento de indicarlos. Observar el contexto socioeconómico del deportista. Evaluar la influencia de factores ambientales sobre el rendimiento. Analizar las características cineantropométricas en relación con la alimentación y la disciplina deportiva. El deportista espera del nutricionista: optimización del estado de salud, compromiso en la búsqueda del mayor rendimiento deportivo y de una rápida recuperación, planificación realista de los objetivos, individualización en las pautas a asignar, calidez en la atención, respeto y contemplación de las situaciones puntuales planteadas, educación alimentaria nutricional, explicación concreta sobre las ayudas ergogénicas y actualización permanente. Competencia profesional del nutricionista deportivo “El individuo que posee competencia profesional dispone de conocimientos, destrezas y actitudes necesarias para ejercer su propia actividad laboral, resuelve los problemas de forma autónoma y creativa y está capacitado para colaborar en su entorno laboral y en la organización del trabajo”.11 El estudio sistemático y riguroso de las competencias profesionales del nutricionista deportivo posibilita una adecuada definición y planificación de los contenidos que deberían componer la disciplina de Nutrición Deportiva (Tabla 1-1). Tabla 1-1. Competencias del profesional de la Nutrición Deportiva Técnicas (saber teórico) Tener conocimientos sobre: Nutrición normal. Evaluación nutricional. Cineantropometría. Educación alimentaria nutricional. Nutrición clínica. Síntomas de trastornos alimentarios. Interpretación de análisis hematológicos. Interacción fármaco-nutriente. Enfermedades que pueden padecer los deportistas. Ayudas ergogénicas nutricionales. Reglamentación de doping. Protocolos de administración y los posibles usos. Características pertinentes a las diferentes modalidades de la práctica deportiva (frecuencia, carga, etc.). Hidratación del deportista. Metodología de la investigación. Fisiología del ejercicio. Bioquímica del ejercicio. Necesidades nutricionales de acuerdo con la modalidad deportiva. Demandas requeridas en función de la carga (volumen más intensidad) de la práctica deportiva. Adaptaciones del entrenamiento a las necesidades nutricionales. Adaptaciones necesarias en los viajes. Cómo la edad y el sexo afectan la orientación alimentaria nutricional. Diferentes estrategias para la modificación del peso. Factores ambientales que condicionan la práctica deportiva, como el clima y la altitud. Los hábitos, las creencias, las actitudes y las actividades realizadas por el deportista. Metodológicas (saber hacer) En la práctica, el nutricionista deportivo debe saber: Elegir y utilizar métodos para la realización de la evaluación nutricional. Realizar, interpretar y comunicar los resultados de la evaluación cineantropométrica. Verificar a lo largo del tiempo los cambios antropométricos producidos. Evaluar las necesidades nutricionales individuales y establecer las metas de alimentación de acuerdo con: los entrenamientos y las competiciones, la modalidad deportiva, las reglas de la modalidad, el horario de la práctica deportiva, la fase de entrenamiento, el nivel de práctica, la carga, la frecuencia, el lugar donde se practica, la logística, el sexo, la edad, el grado de preparación física y técnica (eficacia del movimiento), el biotipo, las preferencias personales. Verificar síntomas clínicos. Identificar las señales clínicas específicas de los trastornos de la conducta alimentaria y cómo obtener ayuda de otros profesionales para diagnosticarlos y tratarlos. Prescribir suplementos y tácticas especiales para deportistas (geles, barritas deportivas, etc.). Interpretar los resultados de los análisis de sangre y analíticos, y/o diagnosticar en conjunto con otros profesionales de la salud. Instruir a los deportistas para poder completar los instrumentos empleados para el registro de su ingesta alimentaria. Realizar el análisis nutricional de los registros alimentarios del deportista a través de herramientas informáticas. Indagar el consumo de medicamentos. Identificar los problemas que dificultan la adhesión a la pauta propuesta e incidir sobre ella. Orientar sobre los mitos alimentarios existentes en cada modalidad deportiva. Evaluar la efectividad del tratamiento dietético prescrito. Planificar estrategias alimentarias cuantificadas y específicas para cada deportista. Orientar sobre las comidas más adecuadas para antes, durante y después del entrenamiento o la competición. Orientar las comidas que se realizan dentro o fuera de la institución o del centro de entrenamiento. Verificar cambios en los resultados del rendimiento físico y deportivo después del inicio de la intervención. Educar sobre estrategias de hidratación. Monitorear los aspectos bioquímicos y fisiológicos en conjunto con el equipo médico. Trabajar con un equipo multidisciplinario. Organizar actividades educativas en grupo. Verificar qué estrategias funcionan mejor individualmente o en grupo. Tener capacidad para relacionarse con deportistas que compiten en modalidadesdeportivas reguladas por el peso de los participantes. Orientar en los casos específicos en que el deportista posea un presupuesto limitado para alimentarse. Participativas (saber estar) Comprender el motivo de la búsqueda del deportista cuando realiza la consulta alimentario-nutricional. Obtener información sobre los entrenamientos y las competiciones a través del equipo técnico: preparador físico, técnico, entrenador, y los propios deportistas. Reconocer la importancia de trabajar con un equipo interdisciplinario. Actualizarse permanentemente a través de publicaciones de la literatura científica reciente, páginas web oficiales del deporte, simposios, congresos y seminarios. Participar en estudios de investigación. Derivar al deportista a otro profesional cuando sea necesario. Apoyar y animar al deportista a que pueda realizar las recomendaciones recibidas. Obtener el apoyo de los técnicos y preparadores físicos del equipo. Familiarizarse con la terminología utilizada en las diversas modalidades deportivas. Identificar dificultades y dudas más frecuentes. Verificar la valoración del deportista hacia la alimentación y su motivación para realizar cambios. Transmitir las informaciones de manera breve, concreta y aplicable. Ir personalmente a los entrenamientos para entender mejor las características de las modalidades deportivas nunca antes trabajadas por el profesional. Mantener conducta ética y reputación profesional. Reconocer la necesidad del intercambio con profesionales que no son del área de la Nutrición Deportiva. Saber tratar con vendedores de productos dietéticos. Saber tratar tanto individualmente, como en equipo. Aceptar consejos que los profesionales más experimentados puedan ofrecer. Personales (saber ser) Disfrutar de la profesión. Buscar las novedades e intentar actualizarse constantemente. Ser dinámico, curioso, estudioso, dedicado, disciplinado, innovador, comunicativo, decidido, práctico, perseverante, paciente, flexible. Ser activo y practicar lo que se enseña. Saber aconsejar. Saber relacionarse. Saber negociar. Saber distribuir bien el tiempo. Estar motivado. Demostrar empatía. Tener buen humor y actitud. Tener capacidad de convicción. Evolución histórica de la nutrición deportiva La historia de la nutrición deportiva permite conocer la existencia, desde la Antigüedad, de distintos referentes de esta área. Las investigaciones científicas demostraron la interconexión que existe entre la medicina, la fisiología, el ejercicio y la nutrición. El avance de la ciencia y la utilización de nuevas técnicas conformaron un campo integrado, un objeto de estudio dinámico, conocido actualmente como nutrición deportiva. La nutrición deportiva, como área de interés científico, existe desde hace siglos, pero la sistematización de conocimiento y su concreción como área académica de especialidad o incumbencia del nutricionista son muy recientes.12 Los indicios de la existencia de la nutrición aplicada a la actividad física se remontan a la Antigüedad. Durante los Juegos Olímpicos, realizados entre los años 776 a. C. y 393 d. C., los “pedotribas” eran los encargados de aconsejar a los deportistas sobre el ejercicio físico y la alimentación. Eran entrenadores y técnicos privados, “maestros con gran sabiduría” que tenían conocimientos sobre medicina. Estaban acostumbrados a tratar las injurias causadas por los deportes, como la lucha grecorromana y la carrera de carros. Los pedotribas, entre otras recomendaciones, indicaban grandes cantidades de comida.13 La mayor influencia sobre la civilización occidental provino de los antiguos médicos griegos. A Herodicus, deportista y médico griego del siglo v a. C., se le atribuye haber sido el primero en utilizar el ejercicio en la terapéutica y el mantenimiento de la salud. Consideraba que la comida y los ejercicios físicos se apoyan mutuamente con el objetivo de mantener la salud. Herodicus fue el tutor de Hipócrates y sus teorías son consideradas el fundamento de la medicina deportiva actual. Hipócrates (460-377 a. C.) —padre de la medicina preventiva— mencionaba en sus obras: “El régimen en la salud” y “El régimen” que la alimentación no bastaba para mantener la salud, que el comer bien no era suficiente; era necesario también realizar actividad física. Durante los primeros tiempos de los Juegos Olímpicos, la alimentación de los atletas era muy sencilla y estricta. Se basaba en alimentos de origen vegetal, fundamentalmente higos, queso fresco y pastas de harina de trigo y cebada. Recién a principio del siglo v a. C. comenzaron a incorporar en la dieta carne en abundancia. El cerdo era la carne de mayor consumo y la más recomendada, además del buey, el toro y el cabrito. Consideraban que el cerdo era de fácil digestión y lo argumentaban con la forma de alimentarse de estos animales. La carne de pescado de cualquier variedad era excluida.14 También existían indicaciones sobre la cantidad, la distribución y la forma de preparar los alimentos. Los corredores debían comer menor cantidad de comida que los atletas que requerían más peso; por ejemplo, los luchadores. Se pensaba que la comida se asimilaba mejor después de la ejercitación, por lo que una vez terminadas las actividades, los deportistas se disponían a comer abundantemente y luego se acostaban a dormir. Además, la comida se consideraba más digestiva cuando se consumía con poco líquido. Galeno (131-201 d. C.) continuó con la escuela hipocrática de la medicina, basada en la ciencia lógica, en la experimentación y la observación. Mostró preocupación por la nutrición y la salud de los deportistas, por lo que se convirtió en el médico de los gladiadores, así como del emperador Marco Aurelio. A lo largo de su vida, Galeno enseñó y practicó las leyes de la salud: respirar aire fresco, comer los alimentos adecuados, beber las bebidas correctas, hacer ejercicio, dormir suficiente, tener una evacuación intestinal diaria y controlar las emociones.15 Existe poca información confiable acerca de las preferencias alimentarias de los atletas durante la Edad Media.16 El avance de la ciencia de la nutrición a partir del siglo XVII fue posible gracias al invento de numerosos instrumentos que permitieron mejorar las mediciones y la experimentación, y al aporte de conocimientos relacionados con la fisiología y la química, como el descubrimiento de la circulación (W. Harvey, 1578-1657), de los capilares (M. Malpighi, 1628-1694), el invento del microscopio (A. van Leeuwenhoek, 1623-1723) y el descubrimiento del dióxido de carbono (J. Black, 1728-1799), etc. Los primeros Juegos Olímpicos de los tiempos modernos se realizaron en el año 1896, en Atenas. A partir de entonces, se fueron repitiendo cada cuatro años, en diferentes partes del mundo.17 En el año 1897 se realizó el primer Maratón de Boston y en él surgieron grandes polémicas y controversias acerca de los alimentos y de su influencia sobre el rendimiento. Algunos médicos consideraban que, al correr, el corazón era sometido a un gran esfuerzo y esto era peligroso para la salud. Sin embargo, después de estudios y observaciones, se llegó a la conclusión de que lo verdaderamente peligroso en la realización de esta actividad eran las prácticas de nutrición deportiva que se efectuaban en ese entonces, en especial la prohibición del consumo de agua durante los primeros 10 kilómetros, la prescripción de consumo de alcohol y el uso de proteínas para el desempeño aeróbico. En este maratón también se descubrió que algunos atletas finalizaron la prueba con valores de glucemia bajos, lo que fue de utilidad para los próximos investigadores que ahondaron en el tema.18 En 1909, el sueco Fridtjof Nansen (1861-1930) determinó la relevancia de los hidratos de carbono en el actividad física intensa. En el año 1911, Nathan Zuntz (1847-1920) comprobó que las grasas, además de los hidratos de carbono, proporcionan energía durante la actividad física. En 1928, en los Juegos Olímpicos de Ámsterdam, se investigó a diez corredores, tres de los cuales finalizaroncon hipoglucemia. Se brindaron indicaciones con respecto a la alimentación y la ingesta de líquidos para el día de la carrera. Corredores japoneses diseñaron una bebida para consumir durante la carrera que incluía azúcar en una limonada. Otros corredores consumían huevos durante el transcurso de la carrera, con el objetivo de mejorar su rendimiento. Existen registros de que algunos deportistas de las XI Olimpiadas de Berlín (1936), previamente a la competencia, consumían entre 1 y 3 bifes de carne vacuna, huevos y un suplemento con jugo de carne. Un grupo de deportistas estudiado en esta olimpiada registró un promedio de ingesta de 320 g de proteínas, 270 g de grasas y 850 g de hidratos de carbono. En 1939, debido a investigaciones realizadas por Christensen y Hansen, se determinó que las personas con una alimentación abundante en hidratos de carbono mejoraban su resistencia. Durante los primeros años del siglo xx, surgió la disciplina de ciclismo llamada Tour de Francia y también se impuso el uso de pesas para el desarrollo de masa muscular tanto en hombres, como en mujeres. Sin embargo, el advenimiento de las dos guerras mundiales afectó la continuidad de estos deportes. En los años sesenta, la gente no estaba habituada a ejercitarse y esto comenzó a reflejarse en problemas de peso en niños y en adultos. Fue en ese entonces que surgió el padre de los “aerobics” Kenneth H. Cooper (1931), quien determinó que las personas debían ejercitarse hasta que se quedaran sin aliento, haciendo que sus corazones latieran más rápido y sus pulmones se expandieran. Aerobic significa “vivir con oxígeno”, Cooper solo le añadió la letra “s” y así surgió la palabra aerobics que sirvió de título para su primer libro, publicado en 1968, que se convirtió en un best-seller nacional. Uno de los grandes avances para esta ciencia fue la utilización de las biopsias musculares. Una investigación conducida por Jonas Bergström (1921-2001), publicada en el Journal Nature en 1965, evaluó a ciclistas: estos atletas pedalearon con una sola pierna hasta la fatiga, se biopsiaron ambas piernas. El nivel de glucógeno fue bajo en la pierna ejercitada y normal en la que había estado en reposo. El trabajo continuó durante tres días en los cuales los deportistas consumieron una alimentación con alto contenido en hidratos de carbono. La supercompensación del glucógeno muscular fue descrita y observada en la pierna ejercitada y pequeños cambios se observaron en la pierna que se mantuvo en reposo. De no existir la técnica de biopsias musculares, este descubrimiento fundamental para la evolución de la nutrición deportiva no se hubiera podido corroborar. La nutrición deportiva se consolida, desde un punto de vista científico, a finales del siglo xx, en una reunión mantenida en el Comité Olímpico Internacional (Lausanne, Suiza,1991) donde se establece un consenso sobre las investigaciones en el área de la nutrición deportiva.19 A partir de este acontecimiento, son muchos los profesionales destacados que siguen aportando sus conocimientos sobre el tema. Existen diferentes consensos de nutricion deportiva, desde pautas generales, hasta tópicos específicos, que son guías a tener en cuenta por los profesionales relacionados con esta temática.20-21 Charlatanería nutricional e intrusismo profesional Según la Administración de Drogas y Alimentos (FDA, por las siglas en inglés de Food and Drugs Administration), la charlatanería nutricional abarca no solo a los falsos profesionales que hacen intrusismo, sino también los productos fraudulentos y su promoción engañosa. Las afirmaciones falsas o engañosas se llevan a cabo deliberadamente o de forma fraudulenta, para vender cualquier producto, incluidos los productos alimentarios. La charlatanería nutricional moviliza intereses comerciales muy importantes, que engañan o confunden a las personas para que compren algún “producto” o “servicio”. La nutrición deportiva no está ajena a la charlatanería y en el último tiempo esta se ha incrementado, tal vez empujada por la facilidad de las redes sociales para transmitir mensajes no siempre adecuados. Algo que suele pasar en esta área de trabajo es que se extrapolan datos científicos de manera errónea; por ejemplo, las investigaciones clínicas comprueban científicamente que en pacientes con determinada enfermedad una sustancia específica mejora determinado parámetro (por ejemplo, aumenta una hormona que favorece el desarrollo muscular); el mercado toma este descubrimiento y lo promociona como la sustancia por excelencia que aumenta la masa muscular. De esta forma se crea esperanza en personas que no tienen suficiente información y se cierra el círculo de un mercado muy redituable. Existen en el mercado un sinnúmero de revistas destinadas al deportista que no tienen respaldo científico en sus afirmaciones y publicidades, con nombres similares a revistas o reportes de entidades científicas serias, confundiendo con esta estrategia de venta aún más al lector interesado en información. La realidad es que en el ambiente de los deportistas fluyen y circulan concepciones erróneas, dietas de moda (ricas en proteínas, ricas en grasas) que es necesario contrarrestar con información sencilla, que pueda transmitirse seriamente entre esta población tan ávida de recibir de fuentes serias la forma más saludable y práctica de alcanzar el éxito deportivo. La diferencia entre la charlatanería y la información nutricional puede ser difícil de diferenciar. A pesar de que el volumen de literatura científica crece enormemente, la calidad científica de los artículos de investigación es muy variada. Para el análisis de los estudios científicos publicados, se debe evaluar si reúnen los siguientes requisitos:22 a. Estudio de la población adecuada. b. Utilización de una muestra suficientemente grande para tener validez estadística. c. Control de los factores importantes que son la alimentación y la actividad física. d. Utilización de “grupo control” y “diseño doble ciego” para evitar que los investigadores manipulen inconscientemente los resultados. e. Utilización de pruebas de rendimiento confiables y válidas. f. Control de los factores que pueden afectar los resultados, como la deshidratación, la fatiga y el estado nutricional previo. g. Aplicación de la prueba estadística apropiada. Un único trabajo de investigación realizado cumpliendo con todos los requisitos mencionados tampoco es suficiente sustento científico. Las búsquedas bibliográficas amplias o metaanálisis deben estar presentes antes de realizar una afirmación o para llegar a un consenso sobre algún tema relacionado con la alimentación, la salud o el rendimiento deportivo.23 Resumen del capítulo Los avances de la ciencia de la nutrición en las últimas décadas revelan la importancia que tiene la alimentación adecuada sobre la promoción de la salud, el bienestar físico, emocional y el rendimiento deportivo. La especialidad de Nutrición Deportiva tiene como objetivo la aplicación de los principios nutricionales, contribuyendo al mantenimiento de la salud y a la mejora del rendimiento deportivo. La nutrición deportiva como área de interés científico existe desde hace siglos, pero la sistematización de conocimiento y su concreción como área académica de especialidad o incumbencia del nutricionista es muy reciente. Un plan de alimentación bien diseñado es necesario para acompañar cualquier programa de entrenamiento, ya sea para mejorar la calidad de vida o para competir. Los nutricionistas son los profesionales que tienen las competencias para realizar la intervención nutricional. El deportista espera del nutricionista: optimización del estado de salud, compromiso en la búsqueda del mayor rendimiento deportivo y de una rápida recuperación, planificación realista de los objetivos, individualización en las pautas a asignar, calidez en la atención, respeto y contemplación de las situaciones puntuales planteadas, educación alimentaria nutricional, explicación concreta sobre las ayudas ergogénicasy actualización permanente Bibliografía 1. Global action plan on physical activity 2018-2030: more active people for a healthier world. Ginebra: World Health Organization. 2018. 2. Physical Activity Guidelines Advisory Committee. Physical activity guidelines advisory committee scientific report. Washington, DC: US Department of Health and Human Services. 2018. 3. Williams, M. Nutrición para la salud, la condición física y el deporte. 2ª edición. Editorial Paidotribo. 2015. 4. Manual director de actividad física y salud de la República Argentina. Plan Nacional Argentina Saludable. Dirección de Promoción de la Salud y Control de Enfermedades No Transmisibles. Ministerio de Salud de la Nación. 2013. 5. Hernández Moreno, J. Fundamentos del deporte. Análisis de las estructuras del juego deportivo. 3ª edición. Publicaciones INDE. 2005. 6. Diccionario Paidotribo de la actividad física y el deporte. Editorial Paidotribo. 2008. 7. Beyer, E. Aquesolo Vegas, J. Diccionario de las ciencias del deporte. Unisport/Junta de Andalucía.1992. 8. Bean, A. La guía completa de nutrición del deportista. 5ª edición. Editorial Paidotribo. 2020. 9. International Olympic Committee. “Special Issue: Supplementary Issue: IOC Conference on Nutrition in Sport”. Journal of Sports Sciences. 29 Suppl 1: 25-7. 2011. 10. Burke, L. Deakin, V. Clinical Sports Nutrition. 5ª edición. Mc Graw-Hill. 2015. 11. Bellotto, M. L. Las competencias profesionales del nutricionista deportivo. Tesis doctoral (no publicada). Universidad de Lleida, Facultad de Educación, Lleida. 2006. 12. Onzari, M. Alimentación y deporte. Guía práctica. El Ateneo. 2010. 13. Wolinsky, I. Nutrition in Exercise and Sport. 3ª edición. Boca Ratón: CRC Press. 1998. 14. Los Juegos Olímpicos en la historia del deporte. Actas del XXXIX Curso Oficial de la Academia Olímpica Española. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Córdoba. 2007. 15. Berryman, J. “The tradition of the ‘six things non-natural’: Exercise and medicine from Hippocrates through Ante- Bellum America”. Exercise and Sport Sci Rev 17: 515-59. 1989. 16. Mc Ardle, W. Katch, F. Katch, V. Sports Exercise nutrition. 5ª edición. Estados Unidos: Lippincott Williams & Wilkins. 2019. 17. Grivetti, L. Applegate, E. “From Olympia to Atlanta: A Cultural- Historical Perspective on Diet and Athletic Training”. J Nutr 127: 860S-8S. 1997. 18. Boullosa, B. Historia nutrición deportiva. Disponible en: http://www.nutrinfo.com/jornadas_nutricion_deportiva_mexico_2007/ponencias/boullosa_historia_nutricion_deportiva.pdf. 2007 [consultado el 25 de julio 2013]. 19. “Consensus Conference on Foods, Nutrition and Sports Performance. Comité Olímpico Internacional”. Journal of Sport Sciences. Vol. 9. 1991. 20. “Nutrition and Athletic Performance. Position of Dietitians of Canada, the Academy of Nutrition and Dietetics and the American College of Sports Medicine”. Med Sci Sports Exerc. Mar. 48(3): 543-68. 2016. 21. “International Association of Athletics Federations Consensus Statement: Nutrition for Athletics”. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 29, 73-84. 2019. 22. Aragon Vargas, L. Cómo distinguir entre la ciencia y la especulación en la nutrición deportiva. Resúmenes del VII Simposio Internacional de Actualización en Ciencias Aplicadas al Deporte. Proceedings. Biosystem. 1998. 23. Burke, L. “Communicating Sports Science in the Age of the Twittersphere”. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 26,1-5. 2017. Capítulo 2 Fisiología del ejercicio Marcia Onzari Dibujos: Roberto Chemello Al finalizar la lectura de este capítulo, el lector debería ser capaz de: Describir la estructura de la célula muscular estriada y explicar el proceso de contracción muscular. Describir los sistemas de producción de ATP. Describir los factores involucrados en la utilización de los diferentes nutrientes como energía. Caso Silvina es maratonista. Concurre a la consulta porque quiere conocer cuáles son los nutrientes que tienen mayor influencia en el rendimiento deportivo. Dice sentirse muy cansada, principalmente en la primera parte de la carrera, cuando la intensidad es mayor, debiendo bajar la velocidad para poder continuar. Leyó por internet que los alimentos con hidratos de carbono y grasas son los que le dan mayor energía. La fisiología del ejercicio es la ciencia que estudia las respuestas y adaptaciones del cuerpo humano al esfuerzo físico, que varían en función de múltiples factores, como la intensidad, la duración o la frecuencia de la actividad física desarrollada; la edad, la alimentación, el ambiente, la genética de cada individuo.1 Las adaptaciones pueden ser: Agudas: perduran durante un tiempo breve y se producen en respuesta a una sola sesión de entrenamiento; por ejemplo, el aumento de la producción de calor. Crónicas: perduran durante un período mayor y se producen en respuesta a varias sesiones de entrenamiento realizadas durante varios días; por ejemplo, el aumento de masa muscular. Estructura y función de la célula muscular estriada El cuerpo humano tiene más de 400 músculos esqueléticos voluntarios, que representan entre un 25 y un 45% del peso corporal, según el nivel de entrenamiento de la persona.2 Algunas de las funciones fundamentales del músculo estriado son: a. Producir los movimientos responsables de la locomoción y del trabajo físico, en respuesta a un estímulo nervioso, gracias a su capacidad para convertir la energía química en mecánica (trabajo) y calor. b. Contraer de forma mantenida algunos músculos que se oponen a la fuerza de la gravedad y permiten mantener la postura corporal y permanecer en posición erecta. c. Generar calor cuando se contrae ayudando a mantener la temperatura corporal, por ejemplo, al tiritar cuando hace frío. d. Utilizar energía, para que se produzca el movimiento corporal. Fibra muscular La célula muscular esquelética recibe el nombre de fibra muscular, es multinucleada, con abundante contenido de mitocondrias, larga y cilíndrica. Dependiendo del músculo, puede medir de 10 a 90 micrómetros de diámetro y varios centímetros de largo. En su interior se encuentran componentes subcelulares, como el protoplasma, que en la célula muscular se denomina sarcoplasma, los núcleos y el resto de organelas, además de mioglobina, glucógeno, adenosín trifosfato (ATP), fosfocreatina, proteínas, lípidos y minerales. La fibra está rodeada por una membrana llamada sarcolema. Además, contiene un componente que la distingue del resto de las células y que le brinda el aspecto estriado: las miofibrillas, que son los elementos contráctiles del músculo esquelético.3 Al sarcoplasma lo atraviesa una extensa estructura de túbulos transversales (túbulos T), que son invaginaciones del sarcolema, que penetran hacia el interior de la fibra y la atraviesan lateralmente. A través de ellos se transmiten los impulsos nerviosos a la miofibrilla. También permiten el transporte de líquidos extracelulares con sustancias como la glucosa, el oxígeno y los iones.4 Las fibras musculares contienen, además, una red de túbulos longitudinales llamada retículo sarcoplasmático, ubicada en forma paralela y envolviendo a las miofibrillas. Sirve para concentrar y liberar calcio, ion imprescindible para la contracción muscular. Entre el retículo sarcoplasmático y los túbulos T existe una unión estructural que es fundamental para la contracción muscular. Tejido conectivo Las células musculares esqueléticas están recubiertas por distintas capas de tejido conectivo, que contienen numerosos vasos sanguíneos y nervios, que se disponen de manera tal de transferir, en la forma más efectiva posible, la contracción de las fibras musculares a los sitios de inserción del músculo. El tejido conectivo que rodea a la fibra se denominan endomisio. El conjunto de 100-150 fibras musculares forma un fascículo, que, a su vez, está envuelto por una membrana de tejido conectivo llamado perimisio. Un conjunto de fascículos forman el músculo,que está cubierto por el epimisio (Figura 2-1). El músculo se une al hueso por una inserción en cada extremo llamada tendón, también compuesto por tejido conectivo, que transmite la fuerza generada por las fibras musculares a los huesos para producir el movimiento. Figura 2-1. Estructura del músculo. Fibra muscular Miofibrilla Las miofibrillas están formadas por la superposición de filamentos de proteína delgados y gruesos. Cuando se observa el músculo a través de un microscopio, tiene un aspecto estriado, debido a la disposición de estos dos filamentos. La unidad funcional contráctil de la miofibrilla se denomina sarcómero. En un corte longitudinal de la miofibrilla podemos observar que a intervalos de 2-2,5 µm se encuentran las líneas Z, que atraviesan, subdividen y delimitan al sarcómero. Los filamentos gruesos contienen moléculas de miosina, que es una proteína compleja fijadora de actina. Cada filamento de miosina se compone de dos hilos de proteínas juntos enrollados; uno de los extremos de cada hilo está doblado formando una cabeza globular denominada cabeza de miosina.5 Un filamento contiene más de una cabeza; estas tienen un sitio para el enlace de la actina y un sitio catalítico en el cual la enzima ATPasa hidroliza una molécula energética, llamada adenosín trifosfato (ATP), para brindar energía. El ATP es la única fuente de energía que puede ser usada directamente en todos los procesos de la célula que requieran energía, como por ejemplo la contracción muscular. Los filamentos delgados compuestos de actina, tropomiosina y troponina tienen un extremo insertado en una línea Z, con el extremo opuesto extendido hacia el centro del sarcómero. Las moléculas de actina son globulares y forman el eje de estos filamentos. La tropomiosina es una proteína en forma de tubo que se enrolla alrededor de hilos de actina. La troponina tiene tres subunidades: una de ellas se une a los hilos de actina, otra se une a la tropomiosina y la tercera subunidad está ligada al calcio (Figura 2-2). Figura 2-2. Filamento fino de actina, troponina y tropomiosina. Filamento grueso de miosina Mecanismo de contracción muscular La excitación, necesaria para la contracción muscular, se inicia cuando llega un impulso nervioso al sarcolema. Cada fibra está inervada por una sola fibra nerviosa motora. La sinapsis entre la fibra muscular y la fibra nerviosa motora se denomina unión neuromuscular. Una fibra nerviosa motora inerva a varias fibras musculares a la vez; esta unión recibe el nombre de unidad motora. En los músculos de precisión prevalecen unidades motoras pequeñas y en los músculos menos precisos, unidades motoras grandes. El impulso nervioso llega a las terminaciones del nervio (axones terminales) que están cerca del sarcolema. Una vez recibido el impulso, estas terminaciones segregan acetilcolina, que se une a los receptores del sarcolema. Si se une suficiente cantidad, se transmitirá una carga eléctrica a lo largo de toda la fibra muscular; esto se llama potencial de acción. Este estímulo viaja a través de la estructura de túbulos de la fibra hacia el interior de la célula. La llegada de la carga eléctrica hace que el retículo sarcoplasmático libere calcio. Si no hay suficiente cantidad de calcio, las moléculas de tropomiosina, que se hallan encima de los puntos activos de los filamentos de actina, impiden la unión de las cabezas de miosina. La troponina tiene una fuerte afinidad por el calcio, iniciando el descubrimiento por parte de la tropomiosina de los lugares activos de la actina (Figura 2-3). En la contracción muscular, los dos filamentos se deslizan unos sobre otros sin modificar su longitud. La causa por la cual los filamentos delgados se deslizan entre los gruesos es la interacción cíclica entre las cabezas de la miosina (puentes transversales) con la actina, asociada con la hidrólisis de ATP.6 Cuando un puente cruzado de miosina se une a un filamento de actina, los dos filamentos se deslizan uno a lo largo del otro. El brazo del puente cruzado y la cabeza de miosina se atraen con fuerza y esto hace que la cabeza se incline hacia el brazo, y tire de los filamentos delgados y gruesos en direcciones opuestas. Luego, la cabeza se separa de su punto activo, gira hacia su posición original y se une a otro punto activo que se encuentra un poco más adelante. Esto produce que los filamentos se deslicen uno a lo largo de otro, hacia el centro del sarcómero (Figura 2-4). La contracción muscular finaliza cuando el calcio es bombeado de nuevo hacia el retículo sarcoplasmático. Este proceso también requiere energía. Figura 2-3. Secuencia necesaria en la contracción muscular Figura 2-4. Inicio de la contracción Preguntas frecuentes ¿Cuál es el rol del magnesio en el músculo esquelético? El magnesio es el cuarto mineral más abundante en el cuerpo y el segundo más abundante adentro de las células. Es un mineral involucrado en más de 300 reacciones metabólicas en el cuerpo. Ayuda a mantener la función normal de los nervios y músculos, el ritmo cardíaco, la presión arterial, la integridad ósea y los niveles de glucosa en sangre, también promueve la absorción del calcio. Debido al papel del magnesio en la producción y almacenamiento de energía, en la función muscular y en el mantenimiento de la glucosa en sangre, se lo ha estudiado como una ayuda ergogénica para deportistas. Existe suficiente evidencia científica que describe que la mayoría de los atletas no consumen cantidades adecuadas de magnesio en sus dietas. Además, los análisis informáticos de los registros alimentarios pueden sobreestimar la verdadera ingesta dietética. Un estado de deficiencia de magnesio podría producirse en deportistas con períodos de entrenamientos muy intensos y de larga duración, principalmente bajo condiciones climáticas muy calurosas, debido al incremento de las pérdidas de este mineral por sudor. Como no existe un marcador bioquímico único, específico, fiable para evaluar el nivel de magnesio corporal, para hacer un diagnóstico se debe usar una combinación de marcadores junto a la evaluación muy precisa de la ingesta dietaria de este nutriente. Ante la deficiencia corporal de este mineral, la primera sugerencia es incrementar el consumo de alimentos fuente de magnesio. De ser necesaria la suplementación se recomienda evitar interacciones minerales-mineral, mediante el uso de un suplementos que contenga únicamente magnesio o un suplemento mineral múltiple que no supere las RDA.7 Tipos de fibras musculares Las fibras musculares que pertenecen a una misma unidad motora presentan similares propiedades físicas, bioquímicas y estructurales. Teniendo en cuenta el tiempo que tardan en llegar a su máxima producción de fuerza, se las puede clasificar en fibras de contracción lenta (CL) o tipo I y fibras de contracción rápida (CR) o tipo II. Estas últimas se diferencian en dos tipos, II a, y II b. La diferencia en el desarrollo de la fuerza entre CL y CR se debe al número de fibras musculares por unidad motora, no a la fuerza generada por cada fibra. La unidad motora de la fibra CR tiene un cuerpo celular más grande y más axones, e inerva entre 300 y 800 fibras musculares, mientras que la neurona motora de la fibra CL tiene un cuerpo celular más pequeño e inerva aproximadamente entre 10 y 180 fibras musculares. Cuando se realiza actividad física, estos tipos de fibras tienen diferentes funciones. La CL tiene una elevada capacidad oxidativa, es muy eficiente en la producción de ATP a partir de la oxidación de los hidratos de carbono y de las grasas, tiene una elevada resistencia muscular (capacidad para mantener la actividad muscular durante un período de tiempo prolongado), siendo esto beneficioso en los deportes de baja intensidad, como un trote o natación. La fibra CR II a tiene una resistencia muscular baja, por lo tanto, si bien genera considerablemente más fuerza que la unidad motora de la fibra CL, se fatiga con mayor rapidez. Está más adaptada para brindar el ATP en forma glucolítica. Losdeportes de alta intensidad utilizarían principalmente este tipo de fibra. Las CR II b se emplean predominantemente en las pruebas altamente explosivas, como por ejemplo la carrera de 100 metros. El Cuadro 2-1 resume las características de estas fibras. Cuadro 2-1. Características de los tipos de fibras musculares Características de la fibra CL CR II a CR II b Fibras por neurona motora 10-180 300-800 300-800 Color (concentración de mioglobina) Rojo Gris Blanco Diámetro de la fibra Pequeño Medio Grande Tipo de miosina ATPasa Lenta Rápida Rápida Contenido de mitocondrias Alto Medio Bajo Vía energética predominante Oxidativa (lípidos) Glucolítica-oxidativa (glucógeno) Fosfocreatina Resistencia a la fatiga Alta Baja a moderada Baja Sistemas energéticos El concepto de sistemas energéticos hace referencia a la forma que tiene la célula muscular de abastecerse de energía (ATP) para la contracción. Esta capacidad de extraer energía desde los nutrientes de los alimentos y transferirla a los elementos contráctiles de los músculos influye en gran medida en el rendimiento deportivo. El sol es la principal fuente de energía para los organismos vivos. Durante el proceso de fotosíntesis, las plantas utilizan energía solar para sintetizar, junto con el dióxido de carbono del aire y el agua del suelo, moléculas de glucosa. Este nutriente almacena energía química. A partir de este hidrato de carbono básico, se sintetizan hidratos de carbono más complejos (almidones, fibras), proteínas y grasas. Todos estos nutrientes llegan a las personas a partir de la ingesta de plantas y carnes de diversos animales. La energía de los nutrientes no es utilizada directamente por el músculo, sino que es cedida al ATP para mantener los niveles adecuados de energía. Este compuesto altamente energético que transporta energía química es utilizado directamente por las células del organismo que van a realizar algún tipo de trabajo; por ejemplo, la contracción muscular. Pero el cuerpo no es muy eficiente en el proceso de convertir energía; frente a un esfuerzo físico, solo el 20- 30% de la energía química se utiliza para el movimiento y el resto se convierte en calor.8 El ATP está formado por adenosina, una base nitrogenada (adenina) unida a un azúcar de cinco átomos de carbono (ribosa) y tres fosfatos inorgánicos (Pi). Figura 2-5. Adenosín trifosfato (ATP) La enzima miosina ATPasa hidroliza el último fosfato y da lugar a ADP y 1 Pi, la energía liberada en este proceso es de 7,3 Kcal/mol de ATP.9 Las reservas intracelulares de ATP son muy escasas, en todo el cuerpo hay apenas de 80 a 100 g. Para superar esta limitación de almacenamiento, se produce continuamente la resíntesis de ATP a partir de otros sustratos. Los mecanismos involucrados en la resíntesis de ATP son: Sistema de la fosfocreatina Sistema glucolítico Sistema oxidativo El incremento de la demanda de ATP por parte del músculo depende de la intensidad del ejercicio. Por ejemplo, aumenta cuatro veces al pasar de estar sentado a caminar. Y en la transición de caminar a un ejercicio intenso, como puede ser un pique de velocidad, la demanda de energía se incrementa 120 veces. Frente a este aumento de la demanda de ATP, los tres sistemas energéticos se activan de manera simultánea, manteniendo su funcionamiento en una continua interacción durante toda la actividad. 1. Sistema de la fosfocreatina Las células tienen otra molécula de fosfato altamente energética denominada fosfocreatina (PC). La proporción de PC es 3 a 4 veces mayor que la de ATP. Este sistema utiliza las reservas celulares de PC para la contracción muscular de actividades que duran muy pocos segundos. La energía liberada por cada PC es la forma más inmediata de formar ATP (a partir de ADP y Pi). Este proceso además de ser muy rápido, no requiere oxígeno y es facilitado por la enzima creatinfosfoquinasa (CPK). La gran potencia de este sistema para generar ATP se explica por: La ubicación de la PC en el sarcoplasma muy cerca de la cabeza de miosina. La rápida acción de la CPK que es activada por el aumento de concentración de ADP. La necesidad de solo un paso enzimático. La CPK se activa cuando aumentan las concentraciones sarcoplasmáticas de ADP y es inhibida cuando son altas las de ATP. Al comienzo del ejercicio, el ATP se convierte en ADP+Pi para proporcionar energía para la contracción muscular. Este incremento del ADP desencadena la hidrólisis de PC por activación de la CPK y con la energía generada se sintetiza más ATP. Este sistema brinda energía de manera significativa durante aproximadamente 10 segundos de actividades muy intensas, la mayor potencia para brindar ATP se produce en los primeros segundos. En un estudio realizado en deportistas de alto nivel, se observó que en los 100 metros, la mayor parte de las reservas de PC se utilizan en los primeros 5 segundos de ejercicio. En los últimos 50 metros de la carrera, la participación de las reservas de PC en la producción de energía es muy pequeña.10 Durante el reposo, incluso con contracciones musculares de baja intensidad, si hay presencia de energía proveniente de la hidrólisis de ATP, la creatina puede unirse al fósforo para formar nuevamente PC. En 30 segundos de pausa se recupera aproximadamente el 50% de la PC y en 3 minutos, el 98%. Esta resíntesis de PC depende mayoritariamente del aporte de ATP de los sistemas oxidativo y en menor medida del glucolítico (se verán más adelante). A partir de los 10 segundos de actividad intensa, comienza a predominar otro proceso formador de ATP, el sistema glucolítico. 2. Sistema glucolítico Este sistema de síntesis de ATP necesita la energía almacenada en las moléculas de glucosa o glucógeno, ocurre en el citoplasma y no requiere oxígeno. Es menos potente para generar ATP que el sistema ATP-PC, debido a que la vía metabólica es más compleja. La glucólisis es una cascada de reacciones químicas, cada una catalizada y regulada por una enzima específica, que produce – además de ATP– ácido pirúvico o ácido láctico. Si la glucólisis parte desde glucosa plasmática, debe convertirse en glucosa-6-fosfato (G6-F), la enzima que participa en este proceso (hexoquinasa) requiere un ATP, pero si parte de glucógeno, la G6-F proviene de la glucosa un fosfato y este paso de la reacción no requiere energía. En la glucólisis intervienen varias enzimas. Una de las más importantes por su rol limitante es la fosfofructoquinasa (PFK), que también requiere un mol de ATP por mol de glucosa degradada. El paso 6 –clave en la glucólisis– requiere la presencia de nicotinamida-adenina-dinucleótido (NAD+). Para ello, las moléculas de NADH (reducido) sucesivamente producidas deben de alguna manera reoxidarse a NAD+ (oxidado). La reoxidación del NADH a NAD+ tiene lugar en dos procesos metabólicos diferentes: Cadena respiratoria, en el primer paso se produce la cesión del H+ para reducir flavín adenín-dinucleótido (FAD) a FADH (reducido) dentro de las mitocondrias, con liberación del NAD+ al citoplasma. En la reducción del piruvato a lactato, que implica la cesión del H+ del NAD con liberación del NAD+ directamente al citoplasma. Esta reacción es más rápida que la anterior, por eso cuando la velocidad de la contracción es muy elevada y requiere para ello energía de forma rápida se produce ácido láctico. El producto final de la glucólisis es 2 ácido pirúvico y 4 ATP por mol de glucosa degradada. Pero el balance energético es el siguiente: por cada mol de glucosa, proveniente del plasma, hidrolizada en la glucólisis queda una ganancia neta de 2 ATP, ya que se sintetizan 4 ATP, pero se requieren dos moles en las reacciones de las enzimas hexoquinasa y PFK. Si la glucólisis proviene del glucógeno, la ganancia neta de ATP por mol de glucosa degradada es de 3 moles, debido a que no requiere la acción de la hexoquinasa. El ácido pirúvico se produce independientemente de si se dispone o no de oxígeno. Los dos destinos posibles del ácido pirúvico son: ser oxidado en el ciclo de Krebs o serreducido a lactato, según la tasa glucolítica determinada por la intensidad del esfuerzo. El equilibrio entre la cantidad de piruvato, lactato y del NADH/NAD es lo que gatilla las reacciones que son reversibles en función de las características del esfuerzo (Figura 2-6). Los factores que influyen en la velocidad de la glucólisis son: Concentración inicial de glucógeno en el músculo. Tipos de fibras musculares y niveles enzimáticos respectivos (las fibras CR tienen mayor velocidad glucolítica). Intensidad del esfuerzo. Con el entrenamiento adecuado es posible aumentar la cantidad de enzimas citoplasmáticas, con lo que se logra un aumento de la velocidad de acción y con ella una mayor eficiencia de la vía glucolítica rápida. La PFK regula la velocidad de la glucólisis, estando inhibida cuando existe: Aumento de ATP citoplasmático. Aumento de PC. Aumento de citrato (producido en el ciclo de Krebs). Disminución de pH, por aumento del ácido láctico. En un ejercicio de alta intensidad, este sistema empieza a predominar después de los 5-6”, alcanza el pico a los 20-30” y domina hasta 1’, 1’, 15”, agotándose a los 2 minutos. El ácido láctico puede reconvertirse en piruvato para luego ser oxidado en mitocondria; también puede ser reservorio metabólico para producir glucosa mediante gluconeogénesis. Si el esfuerzo es muy intenso, los niveles de ácido láctico suben, pero si las situaciones fisiológicas son adecuadas (principalmente la capacidad mitocondrial) y si la intensidad disminuye, el organismo empieza a remover el ácido láctico y lo oxida. Cuando este metabolito aumenta, puede producir inhibición de la PFK, además no se reclutan las fibras necesarias, se inhibe la ATPasa y CPK, que garantizan la ruptura del combustible energético. Todo esto actúa en detrimento del rendimiento deportivo. Cuando la tasa de producción de ácido láctico supera la tasa de remoción, los niveles en sangre comienzan a aumentar por encima del nivel de reposo; este momento se define como umbral del lactato. En esfuerzos muy intensos, esto sucede más rápidamente: en estas circunstancias el ejercicio puede discontinuarse porque la contracción muscular se ve limitada. 3. Sistema oxidativo Este último sistema de producción de energía requiere la combustión de nutrientes en la célula muscular en presencia de oxígeno. Esta producción oxidativa de ATP se desarrolla dentro de las mitocondrias. Este combustible puede provenir de fuentes que estén en el músculo (triglicéridos y glucógeno) o fuera de él (ácidos grasos libres del tejido adiposo y glucosa). El oxígeno proviene del aire inspirado, lo que involucra el sistema respiratorio y el cardiovascular. Este sistema energético es característico de los deportes prolongados, como maratón o triatlón. Comienza a predominar a partir de los 2 minutos aproximadamente y, de darse las situaciones adecuadas, la duración es muy prolongada. Este sistema de producción de ATP involucra tres procesos importantes: 1. Glucólisis o betaoxidación (según el nutriente de origen) 2. Ciclo de Krebs 3. Cadena transportadora de electrones 1.1.Glucólisis Este proceso no varía, haya oxígeno presente o no. La única variante es el destino final del ácido pirúvico, que, según la influencia de algunas variables del ejercicio y del nivel de entrenamiento, puede convertirse en ácido láctico o, en caso contrario, entrar a la mitocondria, donde se produce la descarbolixación (catalizado por un complejo multienzimatico llamado piruvato decarboxilasa [PDH]), se convierte en acetil-CoA y da comienzo el ciclo de Krebs. 1.2. Betaoxidación El catabolismo oxidativo de las grasas ocurre dentro de las mitocondrias y se denomina betaoxidación. Para brindar energía, los triglicéridos del tejido adiposo primero deben hidrolizarse en el proceso de lipólisis a glicerol y ácidos grasos libres (AGL). Los AGL pasan al torrente sanguíneo y son transportados hasta la fibra muscular; una vez dentro de la mitocondria, por el proceso de betaoxidación, se convierten en acetil- CoA. Los ácidos grasos, al tener más carbonos, requieren más oxígeno y forman más acetil-CoA, por lo que circularía más veces por el ciclo de Krebs enviando más electrones a la cadena de transporte de electrones y generando más ATP que el metabolismo de la glucosa. 2. Ciclo de Krebs El ciclo de Krebs, también denominado ciclo del ácido cítrico, es el final de la oxidación de todos los nutrientes energéticos (hidratos de carbono, proteínas, grasas). El acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs, donde después de una serie cíclica de reacciones se forma 1 ATP, 2 CO2, 3 NADH + H+ y 1 FADH2. El CO2 difunde fuera de la célula, es transportado por la sangre hasta los pulmones para ser espirado. Las coenzimas NADH y FADH2 actúan como transportadores y donantes de electrones en la cadena transportadora de electrones. 3. Cadena transportadora de electrones La serie de reacciones de óxido/reducción que toman como sustrato a los átomos de H+ aportados por NADH+H+ y FADH2 se denomina cadena transportadora de electrones, o cadena respiratoria. Los electrones separados del H+ pasan por una serie de reacciones y finalmente proporcionan la energía necesaria para la fosforilación del ADP a ATP. Por cada molécula de NADH+ que entra a la cadena transportadora de electrones se generan 3 ATP, y por cada molécula de FADH2 se forman 2 ATP. La producción total de ATP a partir de la oxidación de la glucosa es de 38 moléculas de ATP y de 39 si el proceso comienza a partir del glucógeno. La capacidad oxidativa de los músculos está determinada por las reservas de nutrientes, el número de mitocondrias, la cantidad de enzimas oxidativas y, en última instancia, por el aporte adecuado de oxígeno. Si bien las grasas proporcionan más energía por cada gramo que los hidratos de carbono, la oxidación de las grasas requiere más oxígeno. Por cada molécula de oxígeno usada para la producción de energía, a partir de una molécula de grasa –por ejemplo, el ácido graso palmítico– se generan 5,6 ATP, en comparación con los hidratos de carbono, que por cada molécula de oxígeno se generan 6,3 ATP. Con respecto a las proteínas, mediante la gluconeogénesis algunos aminoácidos pueden convertirse en glucosa; también pueden transformarse en diferentes productos intermedios del metabolismo oxidativo, como acetil-CoA. A diferencia de los hidratos y de las grasas –combustibles preferidos por las células musculares–, las proteínas son mínimamente utilizadas por un organismo sano y bien alimentado (menos del 5% del total de la energía consumida). El concepto de continuum energético establece que los tres sistemas interactúan, como se mencionó previamente, desde la primera contracción muscular para brindar energía. Figura 2-7. Interacción de los sistemas energéticos11 Durante el pasaje del reposo a la actividad física, la tasa de consumo de oxígeno aumenta, hasta un límite que depende de variables como el sexo, la edad y el nivel de aptitud física, luego permanece o cae ligeramente, aun cuando la intensidad del esfuerzo continúe incrementándose. Este valor máximo recibe el nombre de consumo máximo de oxígeno (VO2 máx.). El consumo máximo de oxígeno es la forma de expresar la cantidad máxima de oxígeno (O2) que se puede absorber, transportar y utilizar por unidad de tiempo. Es un parámetro adecuado para evaluar resistencia cardiorrespiratoria. La abreviatura de volumen de oxígeno consumido es: (V) volumen consumido, y (O2) se refiere al oxígeno. También se puede incorporar un punto (∙) sobre la V; significa la unidad de tiempo, que por lo general se expresa en minutos. El (VO2 máx.) se expresa generalmente en relación con el peso corporal, en mililitros de oxígeno consumidos por kilogramo de peso corporal por minuto (ml/kg peso actual/minuto). Un sujeto en reposo consume 3,5 ml/kg de peso corporal/minuto. Este valor se denomina MET (equivalente metabólico) y es una medida de oxígeno consumido, por lo tanto, de energía gastada. Un litro de oxígeno utilizado equivale al consumode energía de unas 5 kilocalorías. Por ejemplo, para realizar un trabajo de 2 MET se necesita el doble de energía que con el metabolismo en reposo. En el período de recuperación después del ejercicio intenso, la captación de oxígeno sigue estando aumentada (exceso de consumo de oxígeno postejercicio), con el objetivo de reponer las reservas de ATP y de PC, reoxigenar la mioglobina y la hemoglobina, convertir el ácido láctico en glucosa y glucógeno, restaurar cambios funcionales en el sistema circulatorio y respiratorio, y regular la temperatura.12 Factores que influyen sobre los sistemas energéticos durante el ejercicio Los factores que influyen en el predominio de uno u otro sistema energético y en la utilización de los diferentes nutrientes son la aptitud física, el tipo, la duración y la intensidad del esfuerzo, las reservas de sustratos energéticos, la alimentación antes y durante el ejercicio, el tipo de ejercicio, la temperatura ambiental y la altitud. Pero de todos estos factores, el que tiene mayor influencia es la intensidad. Los nutrientes fuente de energía son las grasas, los hidratos de carbono y, en mucha menor medida y en condiciones desfavorables, las proteínas. En reposo, las grasas son la fuente primaria de energía, mientras que los hidratos de carbono lo hacen en menor medida, y las proteínas solo contribuyen con el 2 al 5% de la energía. Durante la actividad física, la contribución de las grasas y de los hidratos de carbono al sistema energético varía de acuerdo con: 1. La intensidad del esfuerzo: durante ejercicios de intensidades bajas o moderadas, predomina el sistema oxidativo y las grasas son la principal fuente de energía, mientras que los hidratos de carbono participan en menor medida. Las tasas de utilización de glucógeno no son lineales y dependen de la disponibilidad de sustratos, del nivel, la intensidad y la duración del entrenamiento, parámetros que pueden modificar la regulación de la glucogenólisis a través del control hormonal o de la regulación alostérica. Pero a intensidades altas (pasadas largas, fútbol), los hidratos de carbono tienen mayor predominio en el aporte de energía y se agotan rápidamente.13 En los deportes intermitentes desarrollados a altas intensidades, como el fútbol y el básquet, hay una alta utilización de glucógeno y la relación con las grasas para brindar energía sería de un promedio de 90:10, respectivamente. El motivo por el cual predomina la combustión de los hidratos de carbono en deportes intensos es que la cantidad máxima de energía que puede producirse a partir de estos es mayor por litro de oxígeno que la derivada de las grasas. 2. Existe también relación entre la duración de la actividad y el sustrato utilizado. Según esta aumenta, y el gasto de glucógeno se va limitando, la oxidación de ácidos grasos también se incrementa. En la medida en que la capacidad oxidativa del músculo aumenta, la producción de citrato por intermedio de la actividad mitocondrial también sube (metabolito del ciclo de Krebs), lo que inhibe la fosfofructoquinasa (PFK), disminuyendo así la glucólisis y dando paso a la mayor incorporación de lípidos a la mitocondria.14 Esta no es la única explicación para el proceso tan complejo por el cual la utilización de un nutriente regula la de otro. Es importante destacar, con un ejemplo, la mayor influencia de la intensidad sobre la duración del ejercicio, en la predominancia de los sistemas energéticos. Por ejemplo, teniendo en cuenta la intensidad, cuando una persona comienza su rutina caminando, en los primeros 5 segundos utiliza el sistema oxidativo y no el sistema PC, luego empieza a trotar suavemente durante 40 minutos (sistema oxidativo-lípidos), al finalizar su rutina decide hacer un pique de dos cuadras (sistema glucolítico). 3. El nivel de entrenamiento influye sobre la utilización de los nutrientes energéticos. Los deportistas entrenados desarrollan un aumento en su capacidad de emplear las grasas como fuente de energía en comparación con lo observado en personas menos entrenadas. Al trabajar a similares intensidades absolutas de ejercicio, los deportistas más entrenados consumirán menos hidratos de carbono y más grasas para la contracción muscular. El entrenamiento produce mayor capacidad cardiorrespiratoria, por ende mayor disponibilidad de oxígeno, además de incrementar el número y el tamaño de las mitocondrias y el nivel de actividad de las enzimas involucradas en la síntesis oxidativa de ATP; todas estas adaptaciones incrementan la capacidad de metabolizar mejor las grasas en los deportistas bien entrenados.15 4. La reserva y la ingesta de HC regula diferentes respuestas metabólicas. Por ejemplo, cuando existe una elevada disponibilidad de glucógeno intramuscular, se incrementa la glucogenólisis durante el ejercicio, mediada por la activación de las enzimas fosforilasas. Además, sucede una potente estimulación de la piruvato deshidrogenasa (PDH) y, por consiguiente, el inicio de la ruta de oxidación de la glucosa. Sin embargo, cuando existe una baja disponibilidad de glucógeno, disminuye la vía metabólica de la glucosa, estimulando el uso de los ácidos grasos (intramusculares o los del tejido adiposo), mediante una previa estimulación de la lipólisis. Esto parece darse, también, por la inactivación de la PDH y la consiguiente reducción del flujo glucolítico. Además, la reserva de glucógeno disminuida actuaría como un señalizador para activar una cascada de reacciones, estimulando proteína quinasas. (ej.: AMPK, p38MAPK), que fosforilan objetivos posteriores, como los factores de transcripción y los coactivadores transcripcionales (ej.: PGC-1α, p53), desde el citosol a la mitocondria y al núcleo. De esta manera, se podría mejorar la síntesis proteica, por ejemplo de estructuras de la mitocondria y de enzimas relacionadas con la oxidación de las grasas, mejorando su capacidad oxidativa a intensidades entre el 45 y el 70% VO2 máx. Sin duda, una prueba contundente de que el glucógeno puede ser un potente señalizador metabólico. En ejercicios intensos, realizados en ayuno o con carencia de hidratos de carbono, existe mayor posibilidad de que la proteína sea utilizada como combustible energético. Las fuentes de proteínas para este proceso provienen del propio tejido muscular, por lo que este proceso influye negativamente en el deportista. Hidratos de carbono en el metabolismo energético Los hidratos de carbono son almacenados en el cuerpo en forma de glucógeno en los músculos, en el hígado y en los astrocitos del cerebro. El reservorio principal de glucógeno es el muscular, debido a que los músculos representan una mayor proporción de la masa corporal. En reposo, el rango de glucógeno contenido en el músculo es de 13 a 18 g/kg músculo. Un hombre no entrenado con 30 kg de masa muscular tendrá una reserva total de glucógeno muscular de aproximadamente 360 g (1440 Kcal). Un deportista entrenado puede almacenar más glucógeno muscular que una persona sedentaria.16 En el hígado de un adulto, en estado postabsortivo, la reserva total de glucógeno es cercana a los 100 g. Esta reserva es la que regula la glucosa sanguínea en valores normales. Si la actividad es intensa, por ejemplo al 70-80% del VO2 máx. la reserva de glucógeno se puede agotar en 1-2 horas. La principal fuente de glucosa para el músculo en actividad es su reserva de glucógeno. Cuando esta comienza a disminuir, el aporte de glucosa depende de la glucogenólisis hepática y en situaciones especiales de la gluconeogénesis; ambos procesos se llevan a cabo en el hígado. Durante el ejercicio, hay una mayor captación de glucosa sanguínea por parte de los músculos que trabajan, con el objetivo de suministrar energía para la contracción. El agotamiento se relaciona con la depleción de las reservas de glucógeno muscular y la imposibilidad del hígado de aportar suficiente glucosa a la circulación para el músculo en ejercicio. ¿Por qué es tan importante el consumo de alimentos fuente de hidratos de carbono para el suministro de energía?La reserva de hidratos de carbono es la única que se utiliza en el sistema glucolítico y además, durante el sistema oxidativo, es más eficiente que las grasas (el rendimiento de energía por litro de O2 consumido durante la oxidación de los hidratos de carbono es aproximadamente 8 a 10% mayor que para las grasas). Su función es muy importante y su reserva corporal es pequeña. Es determinante del rendimiento en deportes continuos intensos de mediana y larga duración (como 5000 m de atletismo, 800 m de natación, maratón, triatlón) y en prolongados con picos intermitentes de alta intensidad (como fútbol, básquet). Grasas durante el ejercicio La grasa se almacena en el organismo en las células adiposas en forma de triglicéridos (TG), formada por un glicerol y tres ácidos grasos. Una pequeña parte se almacena en las células musculares. Las fibras tipo I contienen más TG que las tipo II. Los ácidos grasos libres circulan por la sangre, hacia el músculo, unidos a la albúmina. Durante el ejercicio se producen una serie de estímulos nerviosos, metabólicos y hormonales, que llevan a un incremento de movilización de las grasas. La principal limitación de la utilización de las grasas como energía está en la tasa en la que el TG llega desde el tejido adiposo a la mitocondria y se oxida para proveer energía. Se sabe que a una intensidad moderada, dependiendo siempre de la capacidad física y las adaptaciones de los deportistas, la oxidación de ácidos grasos llega a un pico máximo que, al incrementar la intensidad, desciende en favor de los hidratos de carbono. En concreto, en deportistas poco entrenados este pico de máxima oxidación (conocido como Fat Max) se sitúa en torno al 55-60% del VO2 máx., pero, sin embargo, en atletas de resistencia bien entrenados, este puede situarse en un porcentaje mucho más elevado, llegando incluso al 70-75% del VO2 máx. Las reservas de grasas en el tejido adiposo de los deportistas tienden a ser menores que en los individuos sedentarios, pero las reservas de la grasa intramuscular tienden a ser mayores. En proporción a la grasa corporal total estas reservas musculares son muy pequeñas. Resumen del capítulo La célula muscular, denominada fibra, es larga, estriada y multinucleada. La unidad contráctil de la fibra es el sarcómero, que está compuesto por filamentos proteicos de aspecto microscópico, delgados y gruesos. La contracción de la célula muscular es posible solo si dispone de la energía que proviene del ATP (adenosintrifosfato). Se produce por el deslizamiento de estos filamentos uno sobre otro sin que se acorten. Los sustratos que tiene el cuerpo para abastecerse de ATP son la fosfocreatina, el glucógeno muscular y hepático, los triglicéridos del tejido adiposo e intramusculares, y en menor medida, las proteínas. Cuando comienza la actividad, el abastecimiento de energía es realizado sincrónicamente por tres sistemas energéticos: sistema de la fosfocreatina, glucolítico y oxidativo. El predominio de un sistema energético u otro depende fundamentalmente de la intensidad del ejercicio y de otras variables, como la duración, las reservas de energía, la condición física, el tipo de ejercicio. Durante actividades de baja intensidad se utilizan las grasas reservadas en el organismo como combustible energético. Con intensidades mayores del 65% del VO2 máx. tienen más predominio los hidratos de carbono en el aporte de energía. Las reservas de glucógeno muscular son pequeñas y en ejercicios intensos pueden limitarse en 1-2 horas; en ejercicios de baja intensidad pueden abastecer de energía durante más tiempo. Resolución del caso 1. Utilizar habilidades de consejería facilita el desarrollo de la consulta. En este caso se debería: - Realizar preguntas abiertas (qué, cómo, cuándo, dónde). - Dar muestras de empatía; es decir, que comprende cómo se siente. - Aceptar sus conocimientos previos. - Evitar palabras enjuiciadoras (ej.: bueno, malo). - Utilizar un lenguaje sencillo. - Brindar información pertinente a modo de sugerencia y no de orden. 2. Explicar de manera simple y gráfica de dónde proviene la energía para la carrera; es de utilidad para que ella sepa qué alimentos son los que requiere consumir en mayor cantidad y pueda identificar un motivo posible de su cansancio. Una forma de explicarle a Silvana sería: Una carrera como el maratón, de larga duración, en la que no hay variación de los gestos deportivos que se repiten de manera cíclica, es fácil para describir la necesidad y el predominio de las diferentes formas que tiene el cuerpo de abastecerse de energía. La energía para el movimiento requiere combustibles. Las personas comen alimentos con diferentes nutrientes, como hidratos de carbono, proteínas, grasas, que se reservan en diferentes partes del cuerpo. Los nutrientes son los combustibles que se necesitan para el movimiento. Siguiendo con la analogía del auto, el cuerpo tiene un tanque muy pequeño (los músculos y el hígado), donde se almacena la energía que se come con los alimentos con hidratos de carbono. Y tiene un tanque muy grande, donde se almacenan las grasas, producto del exceso de energía que se ingiere, que es el tejido adiposo. En esta parte de la explicación se le consulta a Silvana con una pregunta abierta. ¿Qué alimentos que contienen hidratos de carbono puede identificar? Para la carrera se utiliza una mezcla de tres combustibles: hidratos de carbono, específicamente glucosa, grasas, específicamente ácidos grasos, y en mucha menor medida, las proteínas. Se le pide a Silvana que imagine que está en la largada de su próximo maratón, en la parte de adelante del pelotón. Suena la señal de largada: durante las primeras cuadras, con una intensidad alta, utiliza rápidamente las reservas de hidratos de carbono del músculo (llamado glucógeno muscular). Después de unos primeros minutos, comienza a disminuir la velocidad y a ubicarse dentro del objetivo de ritmo que va a mantener durante la mayor parte de la carrera y empieza a predominar otra forma de abastecerse de energía, que utiliza además de las reservas de hidratos de carbono, las grasas del tejido adiposo y del músculo. Al finalizar la carrera, las últimas cuadras, decide incrementar la velocidad, volviendo a requerir y a depender prácticamente de manera exclusiva de los hidratos de carbono para abastecerse de energía. En resumen, para los momentos de mayor intensidad requiere los hidratos de carbono y para la mayor parte de la carrera va a utilizar fundamentalmente las grasas almacenadas en el cuerpo. El motivo de su cansancio puede deberse a múltiples causas que se deben indagar, pero es factible que uno de los motivos alimentarios sea que come poca cantidad de alimentos con hidratos de carbono. Bibliografía 1. Mc Ardle, W. Katch, F. Katch, V. Sports Exercise Nutrition. 5ª edición. Editorial Lippincott Williams & Wilkins. 2019. 2. Billat, V. Fisiología y metodología del ejercicio. De la teoría a la práctica. Editorial Paidotribo. 2002. 3. Barrett, K. Barman, S. Boitano, S. Brooks, H. Ganong. Fisiología médica. 26ª edición. Mc Graw Hill. 2020. 4. Wilmore, J. Costill, D. 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