Efectos de las cetonas sobre la atrofia muscular durante la restricción calórica en mujeres delgadas

La termodinámica establece que la masa corporal disminuye durante los períodos en los que el gasto de energía supera la ingesta de energía. Este balance energético negativo puede obtenerse ya sea reduciendo la ingesta de energía, llamada restricción calórica, aumentando el gasto de energía, es decir, un mayor nivel de actividad física, o la combinación de ambos. El déficit de energía sostenido da como resultado una pérdida neta de peso corporal debido a la pérdida tanto de grasa como de masa muscular esquelética en una proporción de aproximadamente 3:11, según la gravedad de la restricción calórica, la composición de la dieta y el porcentaje de grasa corporal inicial. Las disminuciones en la masa muscular se deben a una combinación de síntesis de proteínas musculares regulada a la baja junto con un aumento de la proteólisis muscular mediada por ubiquitina-proteasoma, lo que da como resultado un recambio neto de proteínas negativo.

En el contexto de los deportes, muchos atletas intentan perder peso corporal para lograr diferentes objetivos, como mejorar el rendimiento mediante la optimización de la relación potencia-peso, competir en una determinada categoría de peso corporal o por motivos estéticos. Sin embargo, la pérdida de peso corporal a menudo va acompañada de una pérdida perjudicial de masa muscular esquelética, que se asocia con una miríada de consecuencias negativas que incluyen un rendimiento físico deficiente y una mayor susceptibilidad a las lesiones. Por lo tanto, los atletas que pasan por períodos de restricción calórica se esfuerzan por perder peso corporal a través de la pérdida de grasa, mientras minimizan la pérdida de masa magra. Estudios recientes han demostrado que un aumento de la ingesta de proteínas, superior a la dieta recomendada (0,8 g/kg/día), atenúa la pérdida de masa muscular durante la restricción calórica. La investigación ha demostrado que la dieta rica en proteínas tiene efectos menores sobre la proteólisis muscular en comparación con la proteína dietética normal, pero restaura la síntesis de proteínas musculares, que es probablemente el mecanismo principal por el cual se conserva la masa magra. Concretamente, en deportistas jóvenes sanos, se demuestra que una mayor ingesta de proteínas de 1,6-2,4 g por kg de peso corporal por día reduce la pérdida de masa muscular durante los períodos de restricción calórica a corto plazo.

En las atletas, los períodos más prolongados de baja disponibilidad de energía (con o sin un trastorno alimentario) a menudo se interrelacionan con disfunciones menstruales y disminución de la densidad mineral ósea, un síndrome denominado "tríada de la atleta femenina". La tríada es particularmente común en los deportes que enfatizan la estética o la delgadez y pueden imponer consecuencias para la salud de por vida. Sin embargo, todavía faltan intervenciones que minimicen la pérdida de masa magra y prevengan las desregulaciones hormonales y del metabolismo óseo en las mujeres durante los períodos de restricción calórica.

Cuerpos cetónicos, es decir El D-β-hidroxibutirato (βHB), el acetoacetato (AcAc) y la acetona son compuestos químicos naturales sintetizados en el hígado a partir de ácidos grasos circulantes en condiciones de niveles bajos de glucosa e insulina en sangre. En condiciones fisiológicas normales, la concentración de cetonas séricas permanece baja (< 0,1 mM). Sin embargo, durante la inanición o la aplicación de una dieta cetogénica, es decir, bajo contenido de carbohidratos, las concentraciones séricas de βHB y AcAc pueden aumentar hasta 5-8 mM y 1-2 mM, respectivamente. En estas condiciones, los cuerpos cetónicos sirven como una fuente de energía alternativa y más eficiente para varios tejidos, incluidos el cerebro, el corazón y el músculo esquelético, por lo que "ahorran" los depósitos de glucosa. En condiciones normales, el cerebro solo puede utilizar la glucosa como combustible energético para mantener las funciones del sistema nervioso central. Por lo tanto, ahorrar almacenamiento de glucosa durante los períodos de estrés energético es extremadamente importante para la supervivencia. Además, este ahorro de almacenamiento de glucosa evita la descomposición de las proteínas musculares que pueden usarse como precursores de la gluconeogénesis, proporcionando glucosa para el cerebro y otros tejidos. Por lo tanto, la disponibilidad de cuerpos cetónicos reduce la descomposición de las proteínas musculares para la gluconeogénesis y, por lo tanto, preserva la masa del músculo esquelético incluso cuando la disponibilidad de energía es limitada. Por lo tanto, elevar los niveles de cuerpos cetónicos puede ser una estrategia importante para prevenir el desgaste del músculo esquelético durante los períodos de estrés energético.

Desde hace poco tiempo, los niveles séricos de cuerpos cetónicos pueden aumentar mediante la ingesta del éster de cuerpo cetónico (R)-3-hidroxibutilo (R)-3-hidroxibutirato (3HHB). Se ha comprobado que este éster de cuerpos cetónicos absorbible por vía oral es seguro y bien tolerado tanto en animales como en humanos y puede elevar los niveles de cuerpos cetónicos en 30 minutos a 5-6 mM, similar a los niveles después de aproximadamente una semana de ayuno. La disponibilidad de este éster de cuerpos cetónicos permite realizar estudios controlados sobre el efecto de los cuerpos cetónicos en la homeostasis muscular sin los efectos secundarios negativos de la inanición y una dieta cetogénica, es decir, niveles séricos elevados de triglicéridos y colesterol. Los efectos de 3HHB en el rendimiento de resistencia todavía se debaten. Sin embargo, un estudio reciente de nuestro laboratorio mostró que la ingestión de 3HHB después del ejercicio aumenta los marcadores de síntesis de proteínas, lo que fue confirmado por experimentos in vitro. Los mioblastos C2C12 mostraron un aumento de la síntesis de proteínas musculares mediada por leucina mediante la incubación de concentraciones fisiológicas de cuerpos cetónicos. Más recientemente, descubrimos que la suplementación dietética con 3HHB mejoró sustancialmente la supervivencia y el mantenimiento de la capacidad funcional y la integridad muscular en un modelo de ratón con caquexia por cáncer.

Debido a estas propiedades anabólicas de los cuerpos cetónicos y al hecho de que los cuerpos cetónicos evitan la descomposición de las proteínas musculares para la gluconeogénesis durante el estrés energético, los cuerpos cetónicos pueden ser una estrategia prometedora para prevenir o tratar la atrofia muscular esquelética. Por lo tanto, nuestro objetivo es investigar el efecto de la ingesta de 3HHB sobre la pérdida de masa muscular y sus consecuencias adversas durante un período de restricción calórica en mujeres delgadas. Además, comparamos los efectos de la ingesta de 3HHB con una dieta rica en proteínas, que actualmente se considera la mejor estrategia para minimizar la pérdida magra durante los períodos hipoenergéticos. Para finalizar, nuestro objetivo es investigar los efectos sinérgicos de la ingesta de 3HHB en combinación con una dieta rica en proteínas.