Bonilla da (2012) fundamentos metabólicos de al suplementación con creatina

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Presentación que resume los principales estudios que permiten elucidar fundamentos metabólicos de la suplementación creatina sobre el rendimiento deportivo.

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FUNDAMENTOS METABÓLICOS DE LA

SUPLEMENTACIÓN CON CREATINA SOBRE EL

RENDIMIENTO DEPORTIVO

Diego Alexander Bonilla Ocampo dabiochemistry@hotmail.com

CREATINA (Cr)κρέας = kreas

5%

FOSFOCREATINA (PCr) y CREATININA (Crn)

TRANSPORTADOR DE CREATINA (CreaT/SLC6A8)

Cromosoma Xq28Familia Transportadores Neurotransmisores Na+/Cl -

Km 15 – 77 μM

SISTEMA DE TRANSPORTE ENERGÉTICO INTRACELULAR ó LANZADERA Cr/PCr

Sarcoplasma

Sarcosoma

OBJETIVO

Identificar los mecanismos metabólicos que justifican los efectos de la suplementación con Cr sobre el rendimiento deportivo, principalmente ejercicio de resistencia

FUNDAMENTOS METABÓLICOS DE LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr SOBRE LA

REDUCCIÓN DE LA FATIGA MUSCULAR

● Aumento de Creatina Total (TCr)

La suplementación aguda con Cr (20 g día-1 x 5 días seguida de 5 g día-1) aumenta las concentraciones intramusculares de TCr. Sin embargo, existen sujetos en los que la TCr incrementa en mayor proporción.

Casey AD et al. (1996). Am J Physiol 271: E31-E37

Greenhaff PL et al. (1994). Am J Physiol 266: E725-E730

La suplementación con Cr incrementa la resíntesis de PCr en sujetos que responden a la suplementación

● Incremento en la resíntesis de PCr

La suplementación con Cr incrementa significativamente la concentración y la resíntesis de PCr, tanto en sujetos jóvenes

como de tercera edad.

Smith SA et al. (1998). J Appl Physiol 85(4): 1349–1356

Jóvenes

Tercera Edad

● Aumento de la constante de tiempo (τ) de [PCr]

La concentración de PCr intramuscular exhibe una relación

directamente proporcional con la τ de la degradación de este metabolito.

Francescato MP et al. (2008). J Appl Physiol 105: 158-164

Jones AM et al. (2009). Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 296: R1078–R1087

La suplementación con Cr incrementa la τ de la degradación de PCr durante ejercicio de moderada (A-B) y

alta intensidad (C-D).

Creatina

Placebo

● Disminución en la concentración de Pi y H+

La suplementación con Cr reduce significativamente las concentraciones intramusculares de Pi y H+

Rico-Sanz J. (2000). J Appl Physiol 88: 1181–1191

● Regulación de la homeostasis del Ca2+

La administración de Cr (20 mM) reduce significativamente el incremento inducido de Ca2+ en miotubos mdx

Pulido SM et al. (1998). FEBS Letters 439; 357-362

La suplementación con Cr incrementa significativamente la expresión de Ca2+-ATPasa del

retículo sarcoplasmático tipo 2 en ratas

Gallo M et al. (2008). Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 294:R1319-R1328

La suplementación con Cr disminuye la expresión de parvalbúmina en ratas

Gallo M et al. (2008). Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 294:R1319-R1328

FUNDAMENTOS METABÓLICOS DE LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr SOBRE EL

AUMENTO DE MASA MAGRA

● Posible Activación de mTOR

Activación de la vía IGF-I/Akt-PKB

Deldicque LM et al. (2005). Med Sci Sports Exerc 37 (5); 731-736

La suplementación con Cr incrementa el ARNm de IGF-I durante periodos de reposo muscular (RT-PCR “house

keeping” β-2-microglobulina)

La suplementación con Cr incrementa la expresión de IGF-I tras entrenamiento de resistencia en

humanos (Análisis Histológico)

Burke DG et al. (2008). International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism 18; 389-398

La administración de Cr (5 mM) incrementa la actividad y el estado de fosforilación

de Akt/PKB en células C2C12

Deldicque LM et al. (2007). Am J Physiol Cell Physiol 293: C1263–C1271

RPRAATF

Efecto de la PCr y la Cr sobre la actividad de AMPK in vitro

Ponticos M et al. (1998). The EMBO Journal 17 (6); 1688–1699

Posible inactivación de AMPK

La suplementación con Cr atenúa la transición del

metabolismo glucolítico al oxidativo mediada por

AMPK, en ratas entrenadas

aeróbicamente

Gallo M et al. (2008). Am J Physiol

Regul Integr Comp Physiol 294:R1319-R1328

Homeostasis de Aminoácidos

La suplementación aguda con Cr incrementa las concentraciones plasmáticas de L-homoarginina y arginina,

generando posiblemente un incremento de NO

Derave W et al. (2004). J Appl Physiol 97: 852–857

La suplementación aguda con Cr sin presencia de un programa de ejercicios reduce la tasa de flujo y la

oxidación de leucina en hombres

Parise G et al. (2001). J Appl Physiol 91: 1041–1047

HIPERTROFIA MUSCULAR

● Proliferación y Diferenciación de Células Musculares

Estudio Métodos Características Protocolo Suplementación con CrDiferencias en Variables de Hidratación

Volek y col. (2001)

Doble ciego, aleatorio (Cr=10;

Placebo=10)

Hombres saludables

Cicloergómetro, 30 min y después 10

seg de sprint máximo, 60-70%

de VO2

0.3 g Kg-1 durante 7 díasCr; ↑ BM (0.75 Kg) y

TBW

Kern y col. (2001)

Doble ciego, aleatorio (Cr=10;

Placebo=10)

Hombres jóvenes activos

físicamente

Cicloergómetro, 60 min, 60% del VO2

21 g día-1 durante 5 días, posteriormente 10 g día-1

durante 23 díasCr; ↑ BM y TBW

Powers y col. (2003)

Doble ciego, aleatorio (Cr=16;

Placebo=16)

Hombres y mujeres

entrenados en resistencia

Mantenimiento del programa de

entrenamiento de resistencia

25 g día-1 durante 7 días, posteriormente 5 g día-1

durante 21 días

Cr; Mayor TBW con respecto al placebo a

los 7 y 28 días

Kilduff y col. (2004)

Doble ciego, aleatorio (Cr=11;

Placebo=10)

Hombres entrenados en

resistencia

2 test en cicloergómetro

hasta el agotamiento, 47

min, 63 % del VO2

20 g día-1 durante 7 días

Cr; ↑ BM, TBW y ICW; ↓ relación de

sudoración post-suplementación

Weiss and Powers (2006)

Doble ciego, aleatorio (Cr=12;

Placebo=12)

Hombres entrenados

aeróbicamente

Cicla estática, 60 min, 70% de tasa de pulsaciones

máxima

25 g día-1 durante 5 días Cr; ↑ TBW, ICW y ECW

Watson y col. (2006)

Doble ciego, aleatorio, crossover

(n=12)

Hombres activos físicamente

120 min de alternación en

rueda de andar y cicla, aprox al 37.1% del VO2

21.6 g día-1 durante 7 días; periodo de lavado

(washout) a los 48 ± 10 días

Cr; ↑ BM (0.88 Kg) días 1-7; menor gravedad específica de la orina

en post-ejercicio

Easton y col. (2007)

Doble ciego, aleatorio (Cr=12;

Placebo=12)

Hombres entrenados en

resistencia

Cicloergómetro, 40 min, 63% de la

relación de trabajo máximo

20 g día-1 durante 7 días

Cr; ↑ BM, TBW, ICW y ECW; sin diferencia en

la relación de sudoración

Hinchamiento Celular (Cell Swelling)

La suplementación aguda con Cr incrementa la

expresión de genes y proteínas

osmosensibles in vivo

Safdar A et al. (2008). Physiol Genomics 32: 219–228

Lehninger 4th Edition 2004

Vía de Señalización de las MAPKs

La suplementación con Cr durante una rutina de entrenamiento de resistencia incrementa la proliferación

de células satélite posiblemente vía MAPKs

Olsen S et al. (2006). J Physiol 573, 525–534

MEF2 (Myocyte Enhancer Factor 2)

La suplementación con Cr incrementa la expresión de las diferentes isoformas de MEF2 en ratas

Ju JS et al. (2005). J Physiol Endocrinol Metab 288: E347–E352

Factores Reguladores Miogénicos (MRFs)

La suplementación con Cr durante una rutina de entrenamiento de resistencia incrementa el ARNm de

MRF-4 y Miogenina muscular (RT-PCR: “house keeping” GAPDH)

Willoughby & Rosene (2003). Med Sci Sports Exerc 35 (6); 923-929

Cadena Pesada de Miosina (MHC)

La suplementación con Cr durante una rutina de entrenamiento de resistencia incrementa el ARNm de

MHC (RT-PCR: “house keeping” GAPDH)

Willoughby & Rosene (2001). Med Sci Sports Exerc 33: 1674

Miostatina

La suplementación aguda con Cr durante una rutina de entrenamiento de resistencia disminuye la

concentración de Miostatina posiblemente vía GASP-1

Saremi A et al. (2010). Molecular and Cellular Endocrinology 317; 25–30

Fusión de Mioblastos

La administración de Cr incrementa la tasa de adición mionuclear y el crecimiento de miotubos vía

polimerización de actina

O’Connor RS et al. (2008). J Physiol 586 (12); 2841–2853

FUNDAMENTOS METABÓLICOS DE LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr SOBRE LA SÍNTESIS/AHORRO DE GLUCÓGENO

MUSCULAR

La suplementación con Cr durante ejercicio intermitente ahorra el gasto de glucógeno

muscular en ratas

Roschel H et al. (2010). Journal of the International Society of Sports Nutrition

7:6

La suplementación aguda con Cr incrementa el contenido de

glucógeno muscular tras entrenamiento de resistencia

Derave W et al. (2010). Journal of the International Society of Sports Nutrition 7:6

● Menor implicación del metabolismo de carbohidratos (Inhibición de Glucólisis)

- Inhibición de PFK (Safdar et al 2008)- Activación de Fructosa-1,6-bifosfatasa (Fu et al 1973)- Menor acumulación de lactato muscular

Derave W et al. (2010). Journal of the International Society of Sports Nutrition 7:6

Stryer 5th Edition

● Hinchamiento Celular

● Activación de Akt/PKB e Inactivación de GSK3

● Posible inactivación de AMPK

La administración de Cr (5 mM) incrementa el estado de fosforilación de GSK3 en células C2C12

Deldicque L et al. (2007). Am J Physiol Cell Physiol 293: C1263–C1271

FUNDAMENTOS METABÓLICOS DE LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr SOBRE LA

REGULACIÓN DE GLUT-4

La suplementación aguda con Cr incrementa el contenido de GLUT-4 muscular solamente en periodos drásticos en

la actividad física

O’Connor RS et al. (2008). J Physiol 586 (12); 2841–2853

● Activación de la vía IGF-I/PI3K/PDK

● MEF2 (Myocyte Enhancer Factor 2)

La suplementación con Cr incrementa la actividad de unión de MEF-2 a su secuencia de reconocimiento en la región promotora del gen GLUT-4 (Primer marcado en 3’

con Biotina)

Ju JS et al. (2005). Am J Physiol Endocrinol Metab 288: E347–E352

La suplementación aguda con Cr no afecta ni el estado de fosforilación de la subunidad α1 ni la expresión de las

subunidades α2 y β2 de AMPK

Op’t Eijnde B et al. (2005). J Appl Physiol 98: 1228–1233

FUNDAMENTOS METABÓLICOS DE LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr SOBRE LA GANANCIA DE FUERZA Y POTENCIA

MUSCULAR

La suplementación con Cr incrementa significativamente la fuerza y la potencia muscular durante entrenamiento de

resistencia en humanos

Del Favero S et al. (2011). Amino Acids Jul 9. [Epub ahead of print]

Chilibeck PD et al. (2007). Appl. Physiol. Nutr. Metab. 32: 1052–1057

● Incremento de la concentración muscular de PCr

● Aumento en la sección transversal de las fibras musculares tipo II

● Mejora significativamente la recuperación de la función muscular tras el entrenamiento

La suplementación con Cr incrementa la recuperación muscular después de las microlesiones causadas por el

ejercicio.

Cooke MB et al. (2009). J Intern Soc Sports Nutr 6:13

Concéntrica Excéntrica Isométrica

¡LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr NO GENERA NINGÚN TIPO DE TRASTORNO METABÓLICO!

La suplementación aguda con Cr a largo plazo no genera daño hepático, renal o muscular.

Schröder H et al. (2011). European Journal of Nutrition 44:4

MECANISMOS PARA INCREMENTAR LA CAPTACIÓN DE Cr EN LAS CÉLULAS

MUSCULARES

● Insulina y Estimuladores del Gradiente de Concentración del Na+ (Ejercicio Físico, consumo de CHO, etc.)

El incremento de insulina sanguínea

incrementa la captación de Cr

muscular

Steenge GR et al. (1998). Am. J. Physiol. 275 (Endocrinol. Metab.

38): E974–E979

Steenge GR et al. (2000). J Appl

Physiol 89: 1165–1171

El consumo de CHO durante el protocolo de suplementación con Cr incrementa la retención de éste metabolito (Retención = Cr ingerida (g) / Cr excretada (g) x

100

Estimuladores del Gradiente de Concentración del Na+

AmilinaIsoprotenerol (agonista β)*Clenbuterol (agonista β2)*

IGF-IT3

Isoprenalina (agonista β no específico)*

* Estas sustancias dan positivo en el control de dopaje según normas internacionales del deporte (World Anti-Doping Code Prohibited Classes of Substances and Prohibited Methods)

● Cafeína

La suplementación conjunta de Cr + cafeína no beneficia el rendimiento deportivo al incrementar el

tiempo de relajación muscular.

Hespel P et al. (2002). J Appl Physiol 92: 513–518

Monohidrato de CrMalato de dicreatina

Citrato de Crα-cetoglutarato de Cr

Cr metil ésterCr etil ésterCr Magnesio

Piruvato de CrTaurinato de Cr

Creatinato de CarnitinaCr alcalina (pH 12-14)

Solución de Cr intravenosa

● Formas Comerciales de Creatina

● Recomendaciones

Fase de Carga (20 g Cr día-

1 x 7 días)Fase de Mantenimiento (5 g Cr

día-1 x 5 semanas)

7:00 a.m. 5 g 10:00 a.m. 5 g

10:00 a.m. 5 g 10:30 a.m. Entrenamiento (Workout)1:00 p.m. 5 g 12:00 p.m.

2:00 p.m.Entrenamiento (Workout)

ó

3:30 p.m. 10:00 a.m. 2.5 g

4:00 p.m. 5 g

11:00 a.m. - 1:30 p.m.

Entrenamiento (Workout)

2:00 p.m. 2.5 g

Fase de Lavado “Wash-out” (Sin Cr x 2 semanas)

BENEFICIOS POTENCIALES DE LA SUPLEMENTACIÓN CON Cr

CONCLUSIONES

Los efectos ergogénicos de la suplementación con Cr son absolutamente dependientes de la acumulación de la misma al interior del miocito y a través del sistema Cr/PCr/CK ejercer su control de buffer temporal inmediatamente disponible (ATPasas miocelulares), buffer energético espacial o sistema de transporte energético intracelular (lanzadera o circuito Cr/PCr) y diferentes procesos de regulación metabólica.

GRACIAS