Diet and performance at extreme altitude Diet and performance at

Diet and performance at extreme
altitude
Ginés Viscor
Dr. Ginés Viscor
Fenómenos nutricionales en altitud
Desequilibrio metabólico-energético
Anorexia
Potencial desajuste dietético
Alteración de la tasa metabólica basal
Descenso en la capacidad metabólica aeróbica
Pérdida de peso
3% en 8 días a 4.300m
15% tras 3 meses entre 5.300m-8.000m
Inicialmente por deshidratación
Más tarde hay pérdida de grasa y de masa muscular a consecuencia
de malnutrición
Deterioro paulatino en la capacidad física
Dr. Ginés Viscor
Balance energético e hídrico en altitud
A gran altitud el balance energético e hídrico están
alterados respecto a a las condiciones de baja cota:
Hipoxia
Ejercicio
Frío
Hiperventilación
↑ TMB
↑ Actividad muscular
↑ Evapotranspiración
Deshidratación
Balance energético negativo
Altitud límite para mantenimiento ponderal: 5.000m
Dr. Ginés Viscor
Consecuencias fisiológicas
Requerimientos
energéticos elevados
Requerimientos
hídricos elevados
Respuesta
inadecuada al hambre
Menor
disponibilidad
de alimento
Respuesta
inadecuada a la sed
ALTITUD Y FRIO
Balance energético negativo
Menor
disponibilidad
de agua
Deshidratación
Termorregulación dificultada
Depleción glucógeno muscular
Deterioro coordinación motriz fina
Efectividad operativa reducida
Capacidad física disminuida
E.W. Askew (1996) In Nutritional Needs in Cold and in High-Altitude Environments
Dr. Ginés Viscor
Requerimientos nutricionales básicos
Componentes plásticos
Mantenimiento, reparación y renovación estructural
Proteínas
Minerales: Ca2+, PO42-
Componentes energéticos
Combustibles para obtención metabólica de energía
Glúcidos
Lípidos
Proteínas (en ayuno prolongado)
Componentes funcionales
Imprescindibles para el mantenimiento funcional
Vitaminas
Oligoelementos: Fe2+, Mg2+, Na+, K+, ClAgua
Dr. Ginés Viscor
Equilibrio nutricional
La ingesta media diaria debe cubrir los
requerimientos energéticos e hídricos.
Hiperfagia ⇒ Acumulación de reservas
Hipofagia o Ayuno ⇒ Movilización de reservas
Factores ambientales (frío, ejercicio, hipoxia) ⇒ Ajustes
Aporte insuficiente
Rápida depleción de glucógeno y agua
Ingesta excesiva
Aumento metabolismo
Tara excesiva
Dr. Ginés Viscor
Componentes minoritarios
Fibra vegetal
No es digerible ni absorbible
Proporciona consistencia a las heces
Evitar el exceso (enterocolitis o dispepsia gástrica)
Alcohol
Alto valor calórico (7Kcal/g)
Dificulta la función nerviosa, disminuyendo los reflejos y
alterando el juicio
Efecto vasodilatador potente y aumenta la pérdida de calor
Oligoelementos y vitaminas
Reposición de reservas corporales (2 meses)
A gran altitud puede haber un cierto grado de malabsorción, lo
que obliga a reajustar las dosis
Papel antioxidante (vitaminas)
Dr. Ginés Viscor
Reserva energética
¿Cuál es la forma de reserva energética más
eficaz?
Proteínas (4.2 kcal/g)
Pérdida de potencia muscular y capacidad funcional.
Elevados requerimientos hídricos para sostener la eliminación de
agua asociada a la alta excreción de productos nitrogenados.
Glucógeno (4.1 kcal/g)
Ventajas como rápida movilización y posible uso en anaerobiosis.
Inconveniente: elevado grado de hidratación al almacenarlo (1g GG
= 2.7g H2O) ⇒ elevada tara y disminución del rendimiento calórico
efectivo (4.1 kcal/3.7 g = 1.1 kcal/g)
Lípidos (9.3 kcal/g)
Rendimiento calórico muy superior al resto de sustratos
Capacidad de síntesis de agua metabólica.
Dr. Ginés Viscor
¿Proteínas o carbohidratos?
Todas las evidencias apuntan a dietas basadas
predominantemente en carbohidratos
Valor energético similar pero metabolización más simple
Reponen el glucógeno hepático y muscular
Absorción y digestión más rápida
Una ingesta rica en proteínas eleva la tasa metabólica
Una dieta proteica facilita la deshidratación (orina)
Cantidades óptimas
3–5 g / kg peso corporal
150–300 g en total
En forma sólida o preferentemente líquida
Dependiente de las preferencias y disponibilidad
Consumir 3 h antes de un ejercicio intenso
Dr. Ginés Viscor
Metabolismo intermediario
En caso de escasez
los diferentes
principios
inmediatos pueden
interconvertirse
(vitaminas clave)
El rendimiento
energético
disminuye en
proporción a las
rutas metabólicas
usadas
Dr. Ginés Viscor
Ingesta recomendada para deportistas
Proteínas
0,83 g/kg BW
Lípidos
< 30% total kcals
Carbohidratos
50 – 60% kcals
Dr. Ginés Viscor
Requerimiento energético
Requerimientos energéticos
diferentes entre hombres y
mujeres
Dependientes de la intensidad
de ejercicio realizado
Incremento progresivo con la
altitud (hipoxia y frío)
Dr. Ginés Viscor
Valor energético
Los distintos principios inmediatos tienen un aporte
calórico (valor energético) distinto y requieren diferentes
volúmenes de oxígeno para su metabolización
Valor energético
Consumo oxígeno
Cociente respiratorio (RQ)
100 g. Glúcidos:
400 Kcal
3.33 Moles
1.0
100 g. Lípidos:
900 Kcal
9 Moles
0.71
100 g. Prótidos:
400 Kcal
20 Moles
0.83
DIETA EQUILIBRADA DE 3500 Kcal/día
Glúcidos Rápidos:
10%
350 Kcal
100 g
Glúcidos Lentos:
50%
1750 Kcal
425 g
Lípidos:
30%
1050 Kcal
117 g
Prótidos:
10%
350 Kcal
88 g
Total:
100%
3500 Kcal
730 Gramos/dia
Dr. Ginés Viscor
Composición alveolar y metabolismo
Un cambio en el cociente respiratorio (RQ) afecta a la
composición de gas alveolar, y por ende, a la captación
de oxígeno en la superficie respiratoria
40
RQ=1.0
30
PAco
RQ=0.7
2
(Torr)
20
10
0
20
30
40
50
60
70
PAo (Torr)
2
M.P. Ward, J.S. Milledge, J.B. West (Eds) (1990)
High altitude medicine and physiology p.289
Dr. Ginés Viscor
Ventajas de ingestión glucídica
Durante ejercicio prolongado de gran intensidad:
Repone el glucógeno muscular
Mantiene mejor una glucemia óptima
Pospone la aparición de fatiga
Aumenta la capacidad explosiva al finalizar el esfuerzo
Antes del ejercicio
Deben ser consumidos entre 1 y 3 horas antes del esfuerzo para
prevenir un rebote hipoglucémico.
El índice glucémico y la ingesta pre-ejercicio
Fructosa se absorbe más lentamente que glucosa
Si se usa glucosa, dejar 1h para el restablecimiento de niveles
hormonales.
Dr. Ginés Viscor
Desequilibrio proteico muscular
La utilización de aminoácidos del tejido muscular para la
gluconeogénesis hepática está implicada en la pérdida de
masa muscular
Dr. Ginés Viscor
Balance energético en cámara hipobárica
Descenso de ingesta energética
Balance energético negativo desde el inicio
Mayor reducción de ingesta que de gasto tras la aclimatación
Energy intake
(MJ·d-1)
Energy expenditure
(MJ·d-1)
Normoxia
Hypoxia
2-16d
Hypoxia
17-30d
Hypoxia
2-16d
Hypoxia
17-30d
Mean
13.6
10.4
8.3
13.3
12.1
SD
1.8
2.1
1.9
1.6
1.8
K.R. Westerterp, E.P. Meijer, M. Rubbens, P. Robach ,J-P.
Richalet (2003) Pflügers Arch - Eur J Physiol 439:483–488
Dr. Ginés Viscor
Reajuste por factores ambientales
Frío
Ración diaria hipercalórica 4000-6000 cal. en reposo para
mantener una adecuada producción de calor
Aumentar la parte correspondiente a los lípidos a un 40-50% de
la ración diaria
Dieta hipercalórica e hiperlipídica previa: reserva grasa (panículo
adiposo)
Mejora el aislamiento térmico corporal
Proporciona energía para combatir el frío
Dr. Ginés Viscor
Reajuste por factores ambientales
Ejercicio muscular en la montaña
Utilización de gran cantidad de energía en periodos de marcha
Mantenimiento de la glucemia durante el esfuerzo prolongado de
ascensión que puede ser entre moderado e intenso (ingestión
de disacáridos y monosacáridos)
Reposición de glucógeno con ingestión de carbohidratos
(ingestión de polisacáridos) tras las fases de progresión.
Dr. Ginés Viscor
Reajuste por factores ambientales
Hipoxia
Disminución de la ingesta debido a la inapetencia y a la falta de
confort y facilidades.
Actividad muscular aumentada con potencial balance calórico
negativo.
Pérdida de agua corporal por deshidratación y por cambios en la
distribución de los líquidos que comporta la adaptación a la
altitud.
Posible malabsorción por trastornos gastrointestinales
relacionados con la hipobaria/hipoxia.
Pérdida de masa muscular por trastornos de la síntesis proteica
inducidos por hipoxia.
Dr. Ginés Viscor
¿Puede CCK ser la señal responsable?
El efecto saciogénico del polipéptido CCK puede ser la
causa de la respuesta anoréxica a gran altitud
Bailey DM, Davies B, Milledge JS, Richards M, Williams SRP,
Jordinson M, Calam J. (2000) High Alt Med Biol 1:9-23
Dr. Ginés Viscor
¿Está CCK implicada en el MAM?
Los individuos que manifestaron MAM (≥3 LLS) tuvieron
un mayor incremento en CCK
*
Bailey DM, Davies B, Milledge JS, Richards M, Williams SRP,
Jordinson M, Calam J. (2000) High Alt Med Biol 1:9-23
Dr. Ginés Viscor
Balance hídrico en cámara hipobárica
Requerimientos hídricos teóricamente superiores a gran
altitud
Menor presión barométrica
Baja humedad ambiental
Escasez de agua para bebida
En estudios reales se ha
observado equilibrio:
Reducción pérdida evaporativa
cutánea
Posible incremento en síntesis
metabólica de agua
Pérdidas hídricas en relación
consumo energético K.R. Westerterp, E.P. Meijer, M. Rubbens, P. Robach ,J-P.
Richalet (2003) Pflügers Arch - Eur J Physiol 439:483–488
Dr. Ginés Viscor
Balance hídrico en cámara hipobárica
Control de las pérdidas hídricas
La diuresis está determinada por la ingestión de líquidos
Correlación con ingesta energética
Retención hídrica: causa fundamental de MAM
Water intake (L·d-1)
Water loss (L·d-1)
Urine production (L·d-1)
Normoxia
Hypoxia
2-16d
Hypoxia
17-30d
Hypoxia
2-16d
Hypoxia
17-30d
Normo
xia
Hypoxia
2-16d
Hypoxia
17-30d
Mean
3.1
3.0
2.6
3.7
3.3
2.0
1.9
1.6
SD
0.8
0.4
0.4
0.6
0.8
0.5
0.5
0.4
K.R. Westerterp, E.P. Meijer, M. Rubbens, P. Robach ,J-P.
Richalet (2003) Pflügers Arch - Eur J Physiol 439:483–488
Dr. Ginés Viscor
Lucha contra el estrés oxidativo
Factores que potencian estrés oxidativo en altitud
E.W. Askew (2002) Toxicology 180:107–119
Dr. Ginés Viscor
Lucha contra el estrés oxidativo
Un suplemento
antioxidante
reduce el estrés
oxidativo
B-caroteno
Ácido ascórbico
Vitamina E
Se & Zn
E.W. Askew (2002) Toxicology 180:107–119
Dr. Ginés Viscor
Lucha contra el estrés oxidativo
Pero la menor formación de radicales libres (y la menor
respuesta inflamatoria subsiguiente) no detiene la
respuesta de anorexia y la pérdida de peso.
Placebo
Antioxidante
Sea level
4780m
Sea level
4780m
6089±1672
9765±2518
6794±2246
1424±217
188±189
377±123
129±59
211±74
3.6±1.6
7.9±3.5
3.1±1.5
6.6±3.5
Leptin (pmol/l)
2.6±1.2
2.1±0.8
3.0±1.6
2.4±1.1
Insulin (pmol/l)
92.4±38.9
72.4±47.3
85.5±22.7
58.0±37.6
Glucose (mmol/l)
4.4±0.5
4.2±0.7
4.5±0.3
4.1±0.3
Body mass (kg)
74.2±10.3
70.6±8.8
71.5±10.5
68.0±9.0
Fat mass (kg)
18.9±3.6
16.4±3.6
16.5±7.7
14.5±5.0
PBN-spin adduct (AU/√G)
Total CPK (units/l)
TNF-α (pg/ml)
Free radicals
Molecular damage
Pro-inflammatory cytokine
Bailey DM, Ainslie PN, Jackson SK, Richardson RS,
Ghatei M. (2004) Clin Sci 107:589–600
Dr. Ginés Viscor
Consejos prácticos
Modelo de ración diaria de altitud para dos personas
300 g puré de patatas
o 300 g pasta de sopa pequeña
300 g pan o chapati
o
300 g galletas de harina
100 g leche en polvo
o
1 tubo de leche condensada
4 raciones de miel
o
6 raciones de mermelada
50 g queso o
100 g frutos secos
o
50 g embutido o
100 g lentejas (dhal)
2 latas atún 90 g
o
1 lata carne 200g
2 sobres sopa
o
6 sobres sopa individuales
16 terrones azúcar
20 caramelos
10 bolsas infusiones (te, menta, café, manzanilla)
Dr. A. Ricart, IEMM, Barcelona
Dr. Ginés Viscor
Bibliografía recomendada
Libros
Factors limiting exercise
performance in man at
high altitude
by Bengt Kayser
Ph.D. Thesis Université de
Genève
Nutritional Needs in Cold and in
High-Altitude Environments:
Applications for Military
Personnel in Field Operations
by Institute of Medicine, B.M.
Marriott & S.J. Carlson (Editors)
ISBN: 0309054842
Artículos
Askew EW. (2002) Work at high altitude and oxidative stress: antioxidant nutrients.
Toxicology 180:107-119.
Bailey DM, Davies B, Milledge JS, Richards M, Williams SRP, Jordinson M, Calam J.
(2000) Elevated plasma cholecystokinin at high altitude: metabolic implications for the
anorexia of acute mountain sickness. High Alt Med Biol 1:9-23.
Bailey DM, Ainslie PN, Jackson SK, Richardson RS, Ghatei M. (2004) Evidence against
redox regulation of energy homoeostasis in humans at high altitude. Clin Sci 107:589–
600.
Butterfield GE. (1999) Nutrient requirements at high altitude. Clin Sports Med 18:607621.
Major G, Doucet E. (2004) Energy intake during a typical Himalayan trek. High Alt Med
Biol 5:355-363.
Fulco CS, Friedlander AL, Muza SR, Rock PB, Robinson S, Lammi E, Baker-Fulco CJ,
Lewis SF, Cymerman A. (2002). Energy intake deficit and physical performance at
altitude. Aviat Space Environ Med 73:758-765.
Kayser B. (1994) Nutrition and energetics of exercise at altitude. Theory and possible
practical implications. Sports Med 17:309-23.
Westerterp KR, Kayser B, Wouters L, Le Trong JL, Richalet JP. (1994) Energy balance
at high altitude of 6,542m. J Appl Physiol 77:862-866.
Westerterp KR, Meijer EP, Rubbens M, Robach P, Richalet JP. (2000) Operation Everst
III: energy an water balance. P´lügers Arch Eur J Physiol 439:483-488.
Westerterp KR. (2001) Energy and water balance at high altitude. News Physiol Sci
16:134-137.