Estudio del metabolismo energético muscular y de la composición corporal de atletas por métodos no destructivos

Abstract

Los métodos de resonancia magnética (MR) se utilizan cada vez más para investigar la fisiología del músculo humano. Aunque la imagen de MR revela la morfología de los músculos con gran detalle, la espectroscopía de MR (MRS) proporciona información acerca de la composición química del tejido. Dependiendo del núcleo observado, la MRS permite la observación de metabolitos fosforilados implicados en la bionergética muscular (31P-MRS), glucógeno (13C-MRS), o lípidos intramiocelulares(1H-MRS). Teniendo eso en cuenta, el objetivo principal de este trabajo fue el estudio del efecto de la suplementación de la dieta con creatina en la bionergética muscular y la composición corporal de atletas de élite por métodos no destructivos.<br/>Se estudiaron 14 atletas de alto nivel de fondo/medio-fondo del Centre d- Alt Rendiment Esportiu (CAR, San Cugat del Vallés) y 22 atletas de un único equipo de la segunda división de la liga de fútbol de España, Palamós, F.C.. Los atletas de fondo/medio-fondo se distribuyeron en dos grupos equivalentes, un grupo control (placebo) y un grupo suplementado con creatina, según su rendimiento tal como se midió en pruebas preliminares. Los futbolistas también se distribuyeron en dos grupos equivalentes según su posición en el campo, y se suplemntaron respectivamente antes y después del entrenamiento. La suplementación oral se realizó durante 12 días, en los fondistas/medio-fondistas en forma de 20 g de monohidrato de creatina, y durante 17 días en los futbolistas en forma de 0,1 g de monohidrato de creatina y 1,1g de polímeros de glucosa por kg de masa magra. <br/>Los fondistas/medio-fondistas fueron al laboratorio de fisiología del CAR para realizar un test submáximo seguido de un test máximo hasta llegar a la fatiga para determinar el consumo máximo de oxígeno. Después de 3 días fueron al Centre Diagnòstic Pedralbes (CDP) para llevar a cabo medidas de MRS. El patrón de metabolitos fosforilados se midió en el músculo vasto medial por 31P-MRS, mientras que los trigliceridos intra (IT) y extramiocelulares (ET) se determinaron mediante 1H-MRS. <br/>Los futbolistas fueron al laboratorio del Centre Diagnòstic Pedralbes para realizar las mediciones de 31P-MRS y 1H-MRS, y 3 días después se desplazaron a la Universidad Autónoma de Barcelona (Servicio de Actividad Física) para realizar el test de fatiga y las medidas de composición corporal por densimetria.<br/>Se ha encontrado una correlación negativa estadisticamente significativa entre la concentración de triglicéridos musculares (IT o ET) y la capacidad aeróbica de los fondistas/medio-fondistas. Es decir, una mayor capacidad aeróbica se ve reflejada en una menor reserva de IT.<br/>El protocolo de ejercicio realizado por los fondistas/medio-fondistas en el CDP permitió detectar mediante 31P-MRS una disminución del consumo de PCr durante los períodos de ejercicio debida a la suplementación con creatina. Como el pH intracelular no se vio afectado, concluimos que el aporte energético necesario para desarrollar la misma potencia en el grupo suplementado con creatina debe provenir de un aumento de la contribución de la fosforilación oxidativa con respecto al grupo placebo. Dado que no se detectó un aumento significativo del cociente PCr/ATP durante el período de la suplementación en ninguno de los grupos, cabe considerar que el efecto detectado sea debido a variaciones en la concentración de creatina libre no fosforilada.<br/>Finalmente, los resultados obtenidos con los futbolistas sugieren que la suplementación inmediatamente antes del entrenamiento mejora la retención muscular de creatina y produce un mayor consumo de grasa periférica debido a dicha suplementación.

Magnetic resonance (MR) methodologies are increasingly used to investigate the physiology of human muscle. Although the MR image reveals the morphology of muscles with great detail, MR spectroscopy (MRS) provides information about the chemical composition of the tissue. Depending on the observed nucleus, MRS allows for the observation of phosphorylated metabolites related to the muscle bioenergetics (31P-MRS), glycogen (13C-MRS), or intramyocellular triglycerides (1H-MRS). Taking this into account, the main purpose of this work was to study the effect of creatine supplementation to the diet on the muscle bionergetics and body composition of elite athletes by means of non destructive methods.<br/>We studied 14 top rank athletes, mid-distance and long distance runners , from the Centre d'Alt Rendiment Esportiu (CAR, San Cugat del Vallès) and 22 athletes from a single soccer team from the second division of the Spanish soccer league, Palamós F. C. Mid- and long-distance runners were distributed into two equivalent groups, a control (placebo) group and a creatine supplemented group, according to performance as measured in preliminary tests. Soccer players were also distributed into two equivalent groups according to their field positions, and supplemented before and after training respectively. Oral supplementation was carried out during 12 days for the mid/long-distance runners as 20 g of creatine monohydrate, and during 17 days for the soccer players as 0.1 g of creatine monohydrate and 1.1 g of glucose polymers per kg of fat-free mass.<br/>Mid- and long-distance runners were reported to the Laboratory of Physilogy at CAR to carry out a submaximal test, followed by a maximal test until exhaustion, to determine the maximum oxygen consumption. Three days later, they were reported to the Centre Diagnòstic Pedralbes (CDP) to conduct MRS measurements. The pattern of phosphorylated metabolites was measured in the vastus medialis muscle by means of 31P-MRS, while intra (IT) and extramyocellular (ET) tryglicerides were measured by means of 1H-MRS.<br/>Soccer players were reported to the Centre Diagnòstic Pedralbes (CDP) to carry out 31P-MRS and 1H-MRS measurements, and three days later went to the Universitat Autònoma de Barcelona (Servei d'Activitat Física) to perform a fatigue test and body compositions measurements by using densitometry.<br/>We have shown a negative correlation, statistically significant, between the concentration of intramuscle tryglicerides (IT or ET) and aerobic capacity in mid- and long-distance runners. That is, a higher aerobic capacity becomes translated into a smaller pool of IT.<br/>The exercise protocol performed by mid- and long-distance runners at CDP allowed us to detect, by means of 31P-MRS, a decrease in the consumption of PCr during the exercise periods caused by the creatine supplementation. Since instracellular pH remained unaffected, we conclude that the energy contribution required to develop the same power in the creatine supplemented group must originate in an increase in the contribution of oxidative phosphorylation with respect to the placebo group. Since we did not detect a significant increase in the PCr/ATP ratio during the supplementation period in either group, we must take into account that the detected effect could arise from variations in the concentration of unphosphorylated free creatine.<br/>Last, the results obtained with the soccer players suggest that supplementation immediately before training improves the retention of creatine by muscles, and produces a much larger consumption of peripheral fat because of said supplementation.