Amino acid supplementation and impact on immune function in the

RESEÑA CLUB DE REVISTA POSGRADO DE MEDICINA DE LA
ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE - FUCS
TÍTULO DEL ARTÍCULO
Amino acid supplementation and impact on
immune function in the context of exercise
AUTOR
Vinicius Fernandes Cruzat1*, Maurício Krause2 and Philip
Newsholme1
CHIRI Biosciences Investigación Precinct, Facultad de Ciencias de la Salud, Facultad de Ciencias
Biomédicas de la Universidad Curtin, GPO Box U1987, Perth, Australia Occidental, Australia
Laboratorio de Fisiología Celular, Departamento de Fisiología, Instituto de Ciencias Básicas de
Salud de
la Universidad Federal de Río Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil
BIBLIOGRAFÍA
Revista de la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva
© Cruzat et al .; BioMed Central 2014
INTRODUCCIÓN
El atleta para aumentar el rendimiento requiere altas cargas de entrenamiento, el ejercicio a
intensidad moderada es benéfico en la población general y disminuye el riesgo de enfermedades
inflamatorias crónicas. Atletas se someten a cargas muy altas, prolongadas y exhaustivas y se
exponen a los efectos adversos del ejercicio de alta intensidad, como el aumento del catabolismo
proteico, perfil pro inflamatorio, daño muscular, dolor, estrés oxidativo crónico, supresión de la
función inmune.
Se requiere una dieta adecuada y suficiente para la nutrición óptima, y se comercializan
suplementos con este fin. Pocos estudios con el tema de la inmunonutrición, la suplementación con
proteínas y aminoácidos requieren un aparte especial ya que intervienen en procesos antioxidantes,
energía, homeostasis energética, crecimiento y desarrollo, recuperación y la función inmune.
Evolución de la inmunosupresión
Se inició la suplementación con el fin de mejorar desempeño, función inmune, y periodos de
recuperación. Inicialmente con vitaminas y minerales, luego estudios con suero de leche como
fuente de proteínas, con buenos resultados en nutrición clínica.
Ya que hay asociación entre estado nutricional y estado inmune, con uso de Nutrición parenteral
con resultados positivos en paciente traumatizado, quirúrgico o en anciano frágil, se está usando
también en quemaduras, sepsis, cáncer, VIH.
El atleta puede aumentar el riesgo de infecciones del tracto respiratorio superior.
Visión general, cambios en el sistema inmune con el ejercicio.
Cambios en el perfil de la citoquinas
Entreno regular de intensidad moderada impacta positivamente sobre desequilibrios causados por
algunas patologías, y se prescribe ejercicio como una estrategia terapéutica complementaria. Con
diferentes funciones inmunológicas, actuando por medio de hormonas tipo adrenalina, cortisol,
GH, citoquinas, y estos cambios dependen de intensidad, frecuencia y duración del ejercicio.
Con ejercicio moderado y regular se presenta un upregulation de las citoquinas antiinflamatorias y
un down regulation de la citoquinas pro inflamatoria.
Ejercicio intenso y prolongado aumenta FNTa, ILB, IL6 pro inflamatorios que se contrarrestan con
inhibidores de citoquinas IL1ra citoquinas antinflamatorias IL10 entre otros. La magnitud de
cambios es de cada citoquina por ejemplo IL 1 y FBTa aumentan dos veces y la IL 6 unas 100
veces luego de ejercicio prolongado.
Los estudios reportan un aumento de las citoquinas antinflamatorias IL1ra, IL4 e IL 10 luego de
diferentes formas de ejercicio, que restringen las reacciones pro inflamatorias responsables del
daño muscular en inhibiendo citoquinas proinflamtorias asociadas a estados patológicos. Durante
el ejercicio se aumentan más las citoquina antinflamatorias, generando respuesta antinflamatoria y
predispone a infecciones del tracto respiratorio superior.
El ejercicio moderado disminuye citoquinas pro inflamatorio aumentado las antinflamatorias
generando a la respuesta antinflamatoria especialmente mediada por la IL 6 la cual se produce en
el musculo estimulados por otras citoquinas antinflamatorias tipo IL1ra e IL10 además inhibe
FNTa.
Las proteínas de choque térmico participan en condiciones asociadas a la inflamación como
diabetes, envejecimiento, obesidad. La HSP 72 tiene fracción intra y extracelular, además es una
proteína de control del sistema inmune, la intracelular es antinflamatoria y la extra proinflamtoria.
Los estudios muestran inducción de la HSP con ejercicio, algunos actúan que se eleva más la
extracelular.
Los cambios en la concentración dependen del tipo y duración del ejercicio. El aumento de las
HSP70 precede los cambios de expresión genética.
En el ejercicio agudo hay un cambio en el número de linfocitos que son la principal fuente de
eHSP70.
Daño muscular estrés oxidativo y la inflamación
La respuesta inmune postejercicio se asocia al daño muscular, que se sigue de una respuesta
inflamatoria local que depende de la intensidad y duración del ejercicio. Esta inflamación local
moderada es necesaria para las adaptaciones musculares, hueso y tejido celular subcutáneo.
La inflamación es mediadas por ROS y RNS, además de liberación de citoquinas (>proinflamtorias),
moléculas (histamina, serotonina, prostaglandinas) que generan edema, dolor, inflación hasta la
recuperación. Igualmente la inflamación se da por apoptosis de células musculares, necrosis por
macrófagos activados y citoquinas pro inflamatoria.
Las fuentes de ROS en el ejercicio: superoxidos que generan NADPH de células inmunes que van al
área dañada. Aumento del metabolismo por ejercicio estimulo celular por ROS y RNS. Oxigeno
intracelular se combina con NO formando peroxinitratos que inhibe transducción de señales.
La súper producción de ROS o la falla en las defensas intracelulares a los ROS estimulan eventos
que generan enfermedades.
Hay una relación directa entre el daño muscular, infiltración de PMN y producción de ROS en el
proceso inflamatorio.
Las ROS tiene un rol de señalización induciendo daño celular y la iniciación de la respuesta
inflamatoria.
Con el entrenamiento las concentraciones de ROS disminuyen por adaptaciones en el sistema
antioxidante, y con un inadecuado entrenamiento habrá cambios en el estado REDOX, llevando a
estrés oxidativo produciendo fatiga y daño muscular.
Los ejercicios de componente excéntrico principalmente hay liberación de Fe++ que pueden
aumentar el estrés oxidativo.
Las proteínas musculares tipo actina, miosina, bomba sodio potasio son sensibles al estado redox,
los ROS lleva a un aumento del Ca++ intracelular que puede interactuar con enzimas del
metabolismo aeróbico y anaeróbico generando por este medio fatiga ms.
Como el estrés oxidativo y la inflamación oxidativa se asocia a disminución de la función muscular,
se utilizan diferentes estrategias para mejorar el rendimiento muscular y el estado redox de células
inmunes con intervención nutricional antioxidante.
Estado redox objetivo de la inmunonutrición.
Las proteínas musculares y el NF-KB son sensibles al estado redox celular. La fosforilación de la
forma inactiva del NF-KB para trasladarse al núcleo, induce la expresión génica pro inflamatoria.
Las células tiene antioxidantes no enzimáticos y los principales son GSH y GSSG (glutatión y
glutatión oxidado).
El glutatión se cree clave para el estado redox y algunas estrategias se enfocan en mejorar la
síntesis de glutatión a partir del glutamato , cisteína, glicina, que son catalizados por dos enzimas
gamma glutamilcisteina sintetasa y glutatión sintetasa.
L gamma glutamilcisteina sintetasa se activa por el estrés oxidativo y nitrosativo, inflamación,
estrés por calor, así se supone que los suplemntos de aminoácidos o proteínas precursoras de
glutatión intracelular dando así protección redox con el control y recuperación muscular
inflamatoria.
La reducción de ROS/RNS con antioxidantes tiene efectos benéficos, pero podrían tener efectos
negativos en no atletas. El estado redox mejora si se da precursores de la síntesis de glutatión. Los
ROS inducidos por el ejercicio no son perjudiciales y los antioxidantes exógenos son suficientes
para la protección, pero esto podría no ser aplicable en los atletas de elite.
Los niveles de HSP72 intracelular implicada en la inflamación muscular por ejercicio, son proteínas
chaperonas que tienen función antinflamatoria y antiapoptosica activando NF-KB, bloqueada
transcripción nuclear y desacelera el proceso inflamatorio. Así se cree que la suplementación que
induzca síntesis muscular de glutatión y HSP72 es benéficos.
Efectos inmunológicos de la glutamina.
Se usa como combustible oxidable, sustrato indirecto de nucleótidos, modulador del metabolismo
intermediario de aminoácidos, expresión de HSP, antioxidante mediado por glutatión.
Se considera un sustrato clave para la supervivencia celular.
Al mejorar glutamina aumenta la función de cel. inmunes tipo linfocitos y PMN.
Estudios con diferentes suplantaciones entre ella 0,1 g por kg peso día no mostraron eficacia por lo
cual la declaración de consenso no recomendó su suplantación en 2011.
Hay diferentes datos y conclusiones entre la nutrición clínica y la nutrición deportiva.
La administración como aa libre hace que tenga metabolismo en enterositos y poca disponibilidad
para otras células, una alternativa es administrarlo asociado a alamina que se salta el paso del
enterocito.
La admón. de glutamina sola o en dipeptido aumenta la concentración plasmática entre 30 y 120
min después, siendo mayor al admón. en di y tripeptidos.
Estudios in vivo han mostrado que el aumento de la glutamina ms y hepática lleva a aumento del
glutatión y esto disminuirá el estrés oxidativo inducido por ejercicio prolongado. Al aumentar el
glutamato queda disponible para las células inmunes y musculares, el cual se transporta junto con
sodio y agua y contra transporte de potasio, llevando a mejoría de la hidratación celular, esto se
traduce en mejoría de la función linfocitaria generando NADPH estimulando el metabolismo
intermediario, disminuyendo la apoptosis manteniendo la función mitocondrial. Pudiendo atenuar
el daño muscular y la inflamación inducido por el ejercicio agotador.
Estudios sobre el efecto del glutamato sobre HSP activado las sertuinas 1 el cual activa el factor de
trascripción de las HSP y elemento de choque térmico en el musculo, promocionando la
supervivencia celular.
La glutamina es un paso limitante m-TOR se concluye así que la glutamina tiene efectos
inmunológicos pero se requieren más estudios en atletas para determinar las estrategias de
suplementación óptima.
VIA NO de la L-arginina
La l-arginina es el principal precursor del NO. Así que la suplementación con l-arginina puede
mejorar los niveles, la l-arginina se ha asociado a buena respuesta en diabetes y enf cardiovascular
pero no con buena respuesta en el rendimiento deportivo, mucho de los aspectos positivos de la
suplementación se asocian a mejoría de la circulación relacionada con el NO.
La falta de homogeneidad en los estudios se cree que es la causante de no tener adecuadas
conclusiones.
l-arginina: aminoácido condicionalmente esencial, en condiciones patológicas como la diabetes, se
recomienda su suplementación para actuar como secretagogo de insulina, GH, glucagón y
adrenalina, teniendo un papel en la síntesis de proteínas citosolicas y nucleares. Inductor del
crecimiento celular y protección inmune.
El NO no parece mejorar el flujo sanguíneo durante el ejercicio pero si en reposo, la l-arginina
mejoro el VO2 en pacientes con enfermedad cardiovascular pero no presento efectos en pacientes
sanos, tampoco en la resistencia a la fuerza ni en la composición corporal.
Un estudio en 39 practicantes de jiu-jitsu con l-arginina a 100 mg/kg/ día mostro un aumento en el
número de linfocitos y disminución del amoniaco sin embargo este estudio no mostro valores
basales.
La suplementación con l-arginina mejoro la capacidad de ejercicio y flujo sanguíneo en personas
que tenían condiciones predisponentes a disfunción endotelial, pero en sujetos sanos no presento
efecto.
Múltiples aspectos de los BCAA
Leucina-isoleucina y valina, están presentes en alimentos cárnicos y leche presentando de 15-20 gr
de BCA por 100 gramos de proteína, se metabolizan principalmente en el musculo esquelético,
saltándose el metabolismo hepático. En el hígado se desramifica para contribuir a la
gluconeogénesis.
El musculo tiene una alta actividad de trasminases de BCA. En medio de cultivos si hay BCA se
aumenta la proliferación de leucocitos, lo que le da un papel en la inmunidad al musculo. En
catabolismo, desnutrición o infección los BCA son esenciales para mantener la respuesta inmune, y
en catabolismo sin deficiencia como deportistas de fondo el efecto de suplementación con BCAA no
es claro, demostrándose efectos positivos en patologías hipercatabolicas, desnutrición sepsis
quemaduras modulando la inflamación por vía de la l-glutamina. En el ejercicio parecer no tener
un mayor efecto ya que el funcionamiento es independiente de la síntesis de glutamina. Hay
estudio con efecto positivo en DOMS a 100 mg/kg peso.
Al oxidarse los BCAA se inhibe la actividad de la piruvato deshidrogenasa y entonces el piruvato se
desvía a la producción de alanina que es precursor para la gluconeogénesis.
La l-leucina mejora la síntesis proteica por estimulación de m-TOR durante la recuperación
entonces limita la activación NF-KB atenuando la inflamación y mejorando el DOMS. Otro
mecanismo de acción por el mecanismo antioxidante es la mejoría en la expresión de genes
antioxidantes tipo superoxidodismutasa, catalasa, y glutatión peroxidasa, disminuyendo el estrés
oxidativo en ratones.
Elaborado por
JULIAN CAMILO OLARTE RODRIGUEZ
MEDICO Y CIRUJANO UIS
EPIDEMIOLOGO UNIBOYACA
RESIDENTE DE TERCER AÑO
MEDICINA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE FUCS
FECHA //2014
Bogotá - Colombia