Amino Acid Supplementation And Impact On Immune Function In The

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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