La quimica
del deportista
Hormonas y deporte ¿Te has parado a pensar qué le pasa a tu cuerpo cuando lo pones a sudar? Sumérgete en el mundo hormonal del deportista y descubre cómo tu entrenamiento y tu rendimiento es muchas veces cuestión de química. POR: ELISA HERNÁNDEZ RIVAS, médico especialista en Endocrinología y Nutrición.
A
tamos los cordones de las zapatillas, enchufamos el pulsómetro, botella de agua llena…Preparados, listos, ¡ya! Cuando comenzamos a hacer ejercicio, sin que seamos conscientes, en nuestro organismo se producen cambios para hacer frente a esta situación de “estrés”. Estas modificaciones engloban adaptaciones metabólicas, cardiocirculatorias, respiratorias, en la composición de la sangre y de nuestro medio interno, que han de estar coordinadas en todo el organismo para la consecución de la actividad y la vuelta al reposo.
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¿Cómo consigue nuestro organismo inducir estas modificaciones? El sistema nervioso y el endocrino trabajan coordinadamente para iniciar y controlar todos los procesos. El hipotálamo es una región cerebral que se relaciona íntimamente con la hipófisis, que es una glándula endocrina ubicada en la base del cerebro. La hipófisis, además de producir hormonas que tienen una función determinada, desempeña una función reguladora del funcionamiento de otras glándulas endocrinas. Las glándulas endocrinas son órganos que forman y segregan hormonas a la sangre. Las principales son la hipófisis, las glándulas suprarrenales, el tiroides, las paratiroides, el páncreas, los testículos, los ovarios… No obstante, hay órganos que también produce hormonas como los riñones, los pulmones o el intestino. Las hormonas son los mensajeros del organismo que llevan señales específicas a órganos o sistemas particulares.
¿Qué órganos están implicados y qué tipo de cambios suceden al practicar deporte? Con la actividad realizamos contracciones musculares, así los músculos se convierten en el sistema más demandante de energía y oxígeno. En períodos de reposo los músculos almacenan sustancias nutritivas para iniciar y mantener el ejercicio hasta que se movilizan las reservas, pero no tienen capacidad de almacenar oxígeno. Los combustibles que consume el músculo son los depósitos de glucosa que contiene glucógeno muscular, la glucosa sanguínea liberada principalmente desde el hígado, glucógeno hepático y los ácidos grasos (liberados desde depósitos grasos). Un recurso que se pretende reservar son los aminoácidos que se obtienen de destruir proteínas. Durante la actividad aumenta la presión arterial, de ahí que las personas con hipertensión tengan precaución al comenzar a hacer ejercicio. El resultado es derivar la sangre desde los órganos abdominales hacia los músculos activos, corazón, piel y pulmón. Para oxigenar más sangre en los pulmones y que llegue al músculo, aumenta la frecuencia cardiaca y el volumen de sangre bombeado en cada latido. Para mantener la temperatura del cuerpo y eliminar el calor generado por el uso de los músculos durante el ejercicio físico, se produce una pérdida de agua y electrolitos (sodio, potasio…) por la piel. El mantenimiento de los líquidos y los electrolitos depende de la acción de múltiples hormonas que disminuyen el volumen de orina.
¿Cuáles son las hormonas implicadas en todos estos procesos? CATECOLAMINAS:
ADRENALINA Y NORADRENALINA LUGAR DE PRODUCCIÓN: glándulas suprarrenales. ACCIONES: aumentan los niveles de glucosa y ácidos grasos del torrente sanguíneo, aumentan la tensión arterial y la frecuencia cardiaca, dilatan las vías aéreas, aumentan el flujo sanguíneo al corazón y el músculo, estimulan la sudoración, aumentan la eficiencia de la contracción muscular. Mejoran el estado mental y de alerta. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: responden rápidamente, de hecho hay un incremento anticipatorio como preparación. Ambas hormonas aumentan progresivamente conforme aumenta la carga de trabajo. A los 30 minutos después del ejercicio se normalizan. Ejercicio suave: escasa o nula respuesta de las catecolaminas. Ejercicio moderado: la noradrenalina aumenta con mínimos cambios en la adrenalina. Ejercicios intensos o prolongados: ambas hormonas aumentan. Ejercicio agudo y máximo de corta duración: pueden aumentar las dos.
El hipotálamo controla el sistema endocrino, regula la actividad de la hipófisis y, según cuál sea el estímulo, envía diferentes acciones a las glándulas endocrinas. La glándula tiroides produce la hormona tiroxina que activa el metabolismo y la producción de calor. El páncreas regula la glucosa sanguínea, muy importante durante la actividad física ya que representa el principal combustible para la contracción muscular. Las glándulas suprarrenales segregan multitud de hormonas, entre ellas las catecolaminas, adrenalina y noradrenalina. Las gónadas producen testosterona en el hombre y estrógenos en la mujer, desarrollando los caracteres sexuales secundarios, entre ellos, el desarrollo de la masa muscular.
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la concentración de insulina, aumenta la sensibilidad a la insulina en reposo y en respuesta a la ingesta de glucosa.
CORTISOL LUGAR DE PRODUCCIÓN:
suprarrenales.
glándulas
ACCIONES: libera ácidos grasos y aminoácidos a la circulación desde los depósitos, disminuye el uso de la glucosa y reduce la formación de músculo. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: depende de la intensidad y tipo de ejercicio, pero es independiente del nivel de forma física, de la edad y del sexo del sujeto. Los ejercicios de gran volumen, de moderada-alta intensidad con períodos cortos de descanso provocan la mayor subida de cortisol. Mientras que los niveles altos de cortisol de forma crónica tienen efectos adversos, elevaciones agudas pueden ser parte de una mejor remodelación del tejido muscular.
GLUCAGÓN LUGAR DE PRODUCCIÓN: en las células alfa del páncreas. ACCIONES: eleva la glucosa y los ácidos grasos circulantes en la sangre. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: aumenta durante el ejercicio intenso mientras que la respuesta es variable a intensidades menores. Se eleva durante el ejercicio prolongado de intensidad suave.
HORMONAS REGULADORAS DE LA HIDRATACIÓN: VASOPRESINA, RENINAANGIOTENSINA-ALDOSTERONA
TESTOSTERONA LUGAR DE PRODUCCIÓN:
ovarios.
testículos y
ACCIONES: desarrollo de características sexuales masculinas, formación de músculo. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: se eleva rápidamente con el ejercicio de fuerza en hombres, no así en mujeres. El aumento depende de la masa muscular que se active, la intensidad y el volumen del ejercicio, la edad, el sexo, el estado nutricional y de entrenamiento y es independiente de la fuerza muscular del individuo. Se ha sugerido que se consigue una elevación mayor comenzando con ejercicios que activen grandes grupos musculares continuando con los de menor masa muscular. Los programas de musculación con cargas moderadas y alto volumen con períodos cortos de descanso son lo que producen una mayor respuesta de testosterona. La elevación es mayor en sujetos entrenados mediante ejercicios de fuerza que en los de resistencia, aunque aumentan con la carga del ejercicio independientemente de que sea aeróbico o anaeróbico. Hay una menor respuesta en adultos que en jóvenes. La mayoría de los autores coincide en que los niveles de testosterona descienden como consecuencia del entrenamiento.
HORMONA DEL CRECIMIENTO (GH) LUGAR DE PRODUCCIÓN:
(cerebro).
ACCIONES:
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hipófisis
aumenta los ácidos grasos
y la glucosa circulantes y favorece la formación de músculo a través de una mayor síntesis de proteínas. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: se produce un pico a los 25-30 minutos tras el inicio independientemente de su duración, por tanto, con el esfuerzo corto se puede lograr un pico tras su cese. El aumento depende de la duración, la intensidad, el nivel de forma física de la persona y factores ambientales. Los programas de fuerza de moderadaalta intensidad con alto volumen con descansos cortos son los que producen una elevación mayor. El ejercicio aeróbico incrementa su producción cuando se sobrepasa el 65% en entrenados y el 70% en no entrenados del consumo máximo de oxígeno. Aunque las mujeres tienen concentraciones en reposo de GH mayores, la elevación con el ejercicio es similar en hombres y mujeres.
INSULINA LUGAR DE PRODUCCIÓN: en las células beta del páncreas. ACCIONES: permite el paso de glucosa a las células, favorece la formación de depósitos de grasa y de músculo. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: durante el ejercicio moderado permanece sin cambios en los primeros 40-60 minutos, con un ejercicio más prolongado o intenso desciende la concentración de insulina ya que en el músculo en actividad la glucosa puede entrar sin necesidad de insulina. El entrenamiento induce una reducción de
ACCIONES: disminuir el volumen de orina para evitar la deshidratación. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: depende de la duración, el grado de entrenamiento, el tipo de ejercicio, los factores ambientales, la edad, el sexo, situaciones médicas y fisiológicas. La concentración de vasopresina aumenta durante el ejercicio y se mantiene elevada durante más de 60 minutos. El aumento de la renina se produce con ejercicios de más del 60-70% del consumo de oxigeno máximo. La elevación de las concentraciones de aldosterona puede persistir durante días en función de la ingesta de agua y de sodio.
ENDORFINAS LUGAR DE PRODUCCIÓN: cerebro. ACCIONES: podría llamarse el sistema
de recompensa del deportista porque modulan el dolor y mejoran el estado de ánimo. CAMBIOS CON EL EJERCICIO: depende de la intensidad del estímulo y de la duración de la actividad física. El ejercicio gradual progresivo las eleva entre 1,5-1,7 veces. Los episodios breves de ejercicios anaeróbicos las aumentan de 2 a 4 veces. Cualquier ejercicio estimula la liberación de endorfinas si se logra una intensidad alrededor del 60-70% de consumo de oxígeno máximo. Todos estos conocimientos sobre las hormonas tienen dos utilidades en la actualidad en el mundo del deporte, una relacionada con el control biomédico del entrenamiento (respuesta a diferentes programas de entrenamiento, sobreentrenamiento…) y la otra relacionada con su uso en el dopaje.
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¿Qué hormonas se utilizan en el dopaje
para mejorar el rendimiento? La Agencia Mundial Antidopaje elabora anualmente un listado con las sustancias y métodos prohibidos. Entre ellos están los utilizados tradicionalmente y los productos más novedosos. Destacan los esteroides anabolizantes androgénicos, la hormona y factores de crecimiento.
Los esteroides anabolizantes androgénicos
¿Qué es el sobreentrenamiento (SEE)? ¿Qué hormonas se alteran? Se considera síndrome de sobreentrenamiento a un desajuste entre la demanda que supone la práctica de ejercicio y la adaptación a este que se produce en una persona entrenada. Acaba provocando fatiga crónica y la consecuente disminución de su rendimiento deportivo. El ejercicio crónico (entrenamiento) provoca modificaciones en la función endocrina, tales como aumento del tamaño de las glándulas suprarrenales, una mejor sensibilidad de los diferentes órganos a las hormonas... Cuando se llega a un estado de SEE existen alteraciones en estas adaptaciones endocrinas. Las investigaciones se han centrado en las catecolaminas y en el cociente testosterona/cortisol. Se ha observado que los sujetos sometidos a sobreentrenamiento presentan niveles disminuidos de catecolaminas que aumentan tras los periodos de recuperación. Así, las concentraciones de catecolaminas en reposo o tras esfuerzo parecen reflejar el grado de adaptación al entrenamiento, pero aún no se han establecido valores que permitan diagnosticar el SEE. Otro parámetro sobre el que se está estudiando es el cociente testosterona/ cortisol, refleja el equilibrio entre anabolismo (procesos metabólicos de formación) y catabolismo (procesos metabólicos de destrucción) necesario para mejorar el rendimiento. En sujetos sobreentrenados se produce una disminución del cociente con un predominio de los procesos de destrucción, sin embargo, de momento tampoco es posible hacer un diagnóstico de SEE con este marcador. A pesar de la información actual sobre el sistema endocrino y el sobreentrenamiento, los datos de los que disponemos no permiten distinguir entre los atletas que se adaptan correctamente y los que lo desarrollan.
Son análogos de la testosterona, químicamente modificados para maximizar los efectos anabolizantes y reducir los efectos androgénicos. Generalmente los utilizan deportistas que requieren una fuerza explosiva en su deporte. Los efectos sobre la composición corporal incluyen aumento de la masa muscular, disminución de la grasa corporal, sobre todo localizada a nivel femoral y tricipital en las mujeres, efectos que se potencian con la restricción calórica y los ejercicios de carga mecánica. Se ha visto que mejora la tolerancia al ejercicio y la adaptabilidad del músculo a la sobrecarga protegiéndolo frente a lesiones y aumenta la síntesis de proteínas durante la recuperación. No se sabe la dosis mínima para conseguir estos efectos en hombres y mujeres sanas, se cree que la utilizada por los deportistas varía mucho superando entre 10 y 40 veces la dosis terapéutica recomendada. Los efectos secundarios asociados al uso de anabolizantes son numerosos. Se han registrado casos de disfunción hepática, cáncer de hígado y de vesícula biliar, infertilidad, acné, caída del cabello, atrofia testicular, aparición de mamas en varones y atrofia mamaria en mujeres, estrías cutáneas, hipertensión arterial, aumento de los glóbulos rojos y de la agregación de plaquetas, aumento del tamaño del corazón, cambios en el humor, hipertrofia y cáncer de próstata.
La hormona del crecimiento Se ha usado para el dopaje desde principios de los 80, aunque hay pocos estudios que demuestren que mejora la capacidad de ejercicio en adultos sanos. No se ha demostrado que mejore la capacidad física en personas sanas, pero se utiliza con la intención de aumentar la masa muscular y descender la grasa corporal.
La eritropoyetina Estimula la producción de glóbulos rojos por la médula ósea ya que los glóbulos rojos contienen la hemoglobina que transporta el oxígeno. Los deportistas de resistencia son muy sensibles a la capacidad de transporte de oxígeno en su sangre, por lo que cualquier sustancia que mejore esta capacidad proporciona un mejor rendimiento aeróbico. Aunque es efectiva y disminuye los riesgos asociados a las transfusiones de sangre, puede tener consecuencias peligrosas como ictus, infarto de miocardio, insuficiencia cardiaca o trombo embolismo pulmonar. SPORT LIFE
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