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Introducción
El bicarbonato sódico (también conocido como bicarbonato de sodio o baking soda en inglés) es un compuesto cuya fórmula química es NaHCO3. Es una sal compuesta por iones sodio e iones bicarbonato (HCO-3).
Los principales usos del bicarbonato sódico son el culinario (utilizado en las bebidas carbonatadas o como agente de fermentación para productos horneados), como producto de higiene, desinfectante, en la industria de la pirotecnia, como agente extintor en incendios y lo que a nosotros nos preocupa, como suplemento nutricional.
Los principales usos del bicarbonato sódico son el culinario (utilizado en las bebidas carbonatadas o como agente de fermentación para productos horneados), como producto de higiene, desinfectante, en la industria de la pirotecnia, como agente extintor en incendios y lo que a nosotros nos preocupa, como suplemento nutricional.
El uso de NaHCO3 como ayuda ergogénica no es nada nuevo. Existen publicaciones que ya por la década de los 70 estudiaban sus posibles efectos en actividades de alta intensidad (1), sin embargo, parece que en los últimos años se ha retomado esta línea de investigación y son muchas las publicaciones que han revisado su uso en determinadas prácticas deportivas. Recientemente, en marzo de 2018 el Comité Olímpico Internacional, en su última publicación de consenso relacionada con el uso de suplementos nutricionales en atletas, lo incluye en su lista de “suplementos que directamente mejoran el rendimiento deportivo” (2).
En este artículo nos centraremos en su papel como ayuda ergogénica. Comenzaremos explicando en qué contexto actúa el bicarbonato, cuándo podríamos beneficiarnos de su suplementación y posteriormente daremos un repaso a los últimos estudios que han investigado su posible aplicación en diversas disciplinas deportivas, así como la posible sinergia con otros suplementos.
Analizando el contexto de la alta intensidad
El ejercicio de alta intensidad requiere de esfuerzos de intensidad máxima o submáxima, los cuales provocan rápidamente cambios en el perfil metabólico intramuscular. Estos cambios incluyen la depleción de los sustratos energéticos y la acumulación de metabolitos, acompañado además de fatiga muscular (3, 4). La fatiga muscular inducida por el ejercicio, definida como la incapacidad del músculo esquelético de mantener una tensión específica o una determinada intensidad de ejercicio (5), ha sido y es, uno de los centros de investigación en lo que a fisiología del ejercicio se refiere, sin embargo, el mecanismo exacto que contribuye a la aparición de la fatiga continúa sin ser del todo comprendido.
La fatiga es un fenómeno complejo y multifactorial que varía dependiendo del tipo, intensidad y duración del ejercicio. Centrándonos en lo que a alta intensidad y corta duración se refiere, muchos son los factores que contribuyen a la aparición de esta fatiga muscular, como son; la acumulación de potasio (K+) en el intersticio de la célula muscular (6), lo que a su vez disminuye el paso de calcio (Ca2+) hacia dentro y hacia fuera del retículo sarcoplasmático (7), la depleción de los sustratos energéticos y la acumulación de metabolitos en el interior de la célula muscular (8).
Esta acumulación de metabolitos ha sido considerada desde hace mucho tiempo uno de los principales factores contribuyentes de la reducción del rendimiento y la capacidad de ejercicio, teniendo a la acumulación de iones hidrogeno (H+) como uno de los causantes de la acidificación y fatiga muscular (4, 5, 9, 10, 11, 12). Analizando muestras musculares se ha podido observar cómo el valor de pH muscular, que en situación de reposo se encuentra cercano a 7 – 7'1, pasa a valores de 6'5 tras un ejercicio de alta intensidad hasta el agotamiento (13, 14). El rol del pH y su mecanismo fisiológico exacto con el que conduce a la fatiga continúa siendo tema de debate e investigación. Sin embargo, existe evidencia que apoya la idea de que esta acidosis muscular contribuye al desarrollo de la fatiga por las siguientes vías:
– Reduciendo la afinidad de las uniones del calcio por la troponina (15, 16).
– Disminuyendo la liberación y captación de Ca2+ del retículo sarcoplasmático (17).
– Alterando la actividad de los puentes cruzados, reduciendo el número de puentes o bien la capacidad de producción de tensión de estos (efecto más marcado en fibras de contracción rápida (18).
– Inhibiendo la actividad de la ATPasa (16, 19).
– Inhibiendo la resíntesis de fosfocreatina (20).
– Inhibiendo los procesos de síntesis de ATP al reducir la actividad de las enzimas implicadas, como es el caso de la fosfofructoquinasa o la lactato-deshidrogenasa (21).
– Disminuyendo la excitabilidad de la membrana celular al aumentar la permeabilidad para el K+, que conduce a su acumulación en el lado externo del sarcolema (22, 23).
Este conjunto de efectos puede limitar la capacidad de las células musculares de lidiar con la alta demanda energética durante el ejercicio, reduciéndose así la intensidad y/o rendimiento o incluso cesando por completo el ejercicio.
Entendiendo el rol del bicarbonato
El organismo humano dispone de mecanismos bien regulados que permiten mantener un pH intracelular y extracelular dentro del rango fisiológico. Los mecanismos encargados de esta importante tarea son el sistema renal, el sistema respiratorio y además los buffers (en español tampón, amortiguador o regulador) intracelulares y extracelulares (24, 25). Durante el ejercicio de alta intensidad, el equilibrio ácido-base en el músculo es principalmente regulado por estos últimos.
La primera línea de defensa frente a la acumulación de H+ en el músculo contráctil la conforman los buffers intracelulares. Principalmente mediado por los fosfatos, proteínas y dipéptidos que ejercen su acción amortiguadora en el citosol. La homeostasis del pH muscular es además regulada mediante transporte activo y pasivo de H+ hacia el intersticio, donde estos iones son tamponados mediante los buffers circulantes, la ventilación pulmonar y los riñones.
La primera línea de defensa frente a la acumulación de H+ en el músculo contráctil la conforman los buffers intracelulares. Principalmente mediado por los fosfatos, proteínas y dipéptidos que ejercen su acción amortiguadora en el citosol. La homeostasis del pH muscular es además regulada mediante transporte activo y pasivo de H+ hacia el intersticio, donde estos iones son tamponados mediante los buffers circulantes, la ventilación pulmonar y los riñones.
En la sangre, el sistema de tamponamiento está compuesto principalmente por el bicarbonato (HCO-3-), el cual tiene la capacidad de unirse al H+ obteniendo ácido carbónico, regulando al alza de esta manera el pH (24). Este ácido carbónico puede disociarse en bicarbonato y H+, si se requiere una acidificación, o bien convertirse en CO2 y agua. Estas reacciones son reversibles y dependen del pH del organismo (26).
Mecanismo de acción del NaHCO3 como ayuda ergogénica
El efecto ergogénico de la suplementación con bicarbonato sódico (NaHCO3) se logra al reforzar la capacidad de buffer extracelular que tiene el bicarbonato (HCO-3) para mantener el equilibrio ácido-base durante el ejercicio. La ingesta oral de NaHCO3 da lugar a un aumento de iones bicarbonato (HCO-3), esto propicia un ambiente alcalino en el fluido del compartimento extracelular (27, 28) Fig. 1. Al mismo tiempo, esta cantidad de bicarbonato aumenta el gradiente extra-intracelular de iones H+, lo que estimula a su vez el cotransportador de lactato/H+ (29). Progresivamente, esto lleva a un mayor flujo de H+ desde las regiones intracelulares hacia el líquido extracelular, permitiendo al HCO-3 circulante y a los sistemas tamponadores compensatorios reducir la cantidad de H+, y como consecuencia, incrementar el pH (reducir acidez). La disminución en la acumulación de H+ en el músculo que se está ejercitando permitiría mantener durante más tiempo el proceso contráctil de la fibra muscular y continuar con el proceso de resíntesis de ATP mediante la glucólisis al propiciar un entorno con unas condiciones más favorables para la misma, consiguiendo retrasar la aparición de la fatiga muscular durante el ejercicio de alta intensidad.
Fig. 1. Cambios en la concentración sanguínea de bicarbonato [HCO-3] tras la ingesta de varias dosis de NaHCO3- (28)
A modo de resumen, el bicarbonato sódico puede mejorar el rendimiento físico por:
– Su acción tamponadora, elevando el pH, permitiendo sostener la vía “anaeróbica láctica” (26, 30, 31). El ion bicarbonato no puede atravesar la membrana celular, por lo que su acción tamponadora no ocurre en el interior celular, únicamente neutraliza el pH a nivel extracelular, lo que si propicia es un mayor flujo de H+ de dentro a fuera, que de forma indirecta consigue reducir la acidez intracelular.
– Disminuir la fatiga muscular al incrementar la actividad de la bomba sodio-potasio-ATPasa, facilitando el intercambio de Na+ y H+ a través de la membrana celular, manteniendo una correcta excitabilidad de la membrana (31).
¿Cuánto tomar?
Llegados a este punto, podríamos decir que los beneficios de cara al rendimiento deportivo mediante la suplementación con bicarbonato lo obtendríamos aprovechándonos del pico de alcalosis que ocurre tras la ingesta de bicarbonato sódico, ya que es en esta situación cuando mayor cantidad de HCO-3 circulante hay y teóricamente, mayor capacidad de buffer extracelular tendríamos Figura 2.
Sin embargo, saber el momento exacto en el que se logra este pico es un asunto complicado. Sobre este tema diversos autores han investigado, llegando a conclusiones diversas. Por ejemplo, en este estudio (33) podemos ver que el pico de HCO-3 se dio a los 60 minutos tras la ingesta de 0,3 g/kg de peso corporal de NaHCO3, cifra similar a la obtenida en otro estudio anterior (29) en el que se indicaba que ese pico se daba en los primeros 60-90 minutos post ingesta.
Sin embargo, saber el momento exacto en el que se logra este pico es un asunto complicado. Sobre este tema diversos autores han investigado, llegando a conclusiones diversas. Por ejemplo, en este estudio (33) podemos ver que el pico de HCO-3 se dio a los 60 minutos tras la ingesta de 0,3 g/kg de peso corporal de NaHCO3, cifra similar a la obtenida en otro estudio anterior (29) en el que se indicaba que ese pico se daba en los primeros 60-90 minutos post ingesta.
Fig. 2 Cambios en la concentración sanguínea de bicarbonato [HCO-3] y pH tras la ingesta de varias dosis de NaHCO3- (83)
Si analizamos el protocolo de suplementación utilizado en los anteriores trabajos, vemos que el bicarbonato fue administrado de forma aislada diluido en agua y esto no es siempre extrapolable a todos los atletas, ya que la mayoría de ellos realizan una ingesta pre-entreno.
Como en muchas ocasiones la ingesta de NaHCO3 puede venir acompañada de otros nutrientes, también se han realizado estudios administrando el bicarbonato junto a hidratos de carbono (27), en este caso se obtuvo el pico de HCO-3 a los 150 minutos, es decir, una hora y media más tarde que en los anteriores ensayos citados. Si continuamos con nuestra búsqueda y avanzamos hasta 2015, encontramos este otro estudio (34) en el que se administró la misma cantidad que en los anteriores ensayos, 0,3g/kg de NaHCO3, sin carbohidratos, donde se obtuvo que el pico de HCO-3 en sangre se obtenía a los 180 minutos post ingesta, es decir, a las 3 horas. Como vemos la variación inter-sujeto es muy amplia. El ensayo más reciente, realizado en 2017, concluyó que con una dosis de 0,3 g/kg de peso corporal de NaHCO3 el pico de HCO-3 se obtuvo sobre los 65 minutos post ingesta pero con una variabilidad respecto a la media del 29%, es decir, algunos sujetos obtuvieron su pico a los 10 min y otros a los 80 min (35).
La conclusión que podemos sacar de estos datos es que el momento de ingesta óptimo para cada atleta va a diferir bastante, y que deberemos probar hasta encontrar nuestro momento óptimo de ingesta.
En lo que sí parece que hay más consenso es en cuanto a la dosis a administrar, en este caso 0,3g/kg de peso corporal (36, 37, 31). Otros estudios han podido comprobar que ingestas de 0,5g/kg han resultado ser más efectivas, sin embargo, la aparición de problemas gastrointestinales es mucho más frecuente que con dosis inferiores. Para solventar este tipo de inconvenientes, otras estrategias también han sido estudiadas, por ejemplo, dividiendo esa dosis de 0, 5g/kg en 3-4 tomas/día de 0,15g/kg a lo largo de los días previos a la competición e interrumpiendo la toma el mismo día de la prueba, ya que se ha visto que de este modo los efectos ergogénicos se mantienen al menos las 24 horas siguientes (38).
Como recomendación personal, siempre comenzaría con la mitad de la dosis para comprobar la tolerancia gástrica individual ya que, en muchos deportistas, introducir en una primera ocasión 0,3g/kg de NaHCO3 puede generar problemas. Una primera dosis de 0,15g/kg 30-60 minutos pre-entreno, diluida en al menos 500ml de agua podría ser un buen punto de inicio, para posteriormente, ir incrementando la dosis hasta los 0,3g/kg. Ingerir la solución en pequeños sorbos y no toda de golpe, parece mejora su tolerancia. Una vez alcanzada la dosis adecuada, podríamos variar el momento exacto de ingesta (2h antes, 1h pre-entreno, 20’), hasta dar con el momento óptimo de ingesta del atleta.
Bicarbonato sódico y rendimiento: ¿Qué nos dice la ciencia?
A continuación, nos centraremos en las últimas revisiones y metaanálisis realizados hasta la fecha en los que se aborde el uso de NaHCO3 como ayuda ergogénica en diferentes disciplinas deportivas.
Ergogenic aids in sport (39): 1 única dosis de NaHCO3 pre-entreno mejora el rendimiento en una única serie de sprint de 1’ en un 2% (31). El bicarbonato sódico muestra efecto ergogénico en pruebas de atletismo de 400m, 800m, y 1500m (30). Resultados positivos también para sprints repetidos de 6-10” seguidos de recuperaciones breves de 30-50” (HIIT), al igual que en deportes colectivos en los que exista cambios de ritmo seguidos de periodos breves de recuperación (16). Sin mejoras cuando el tiempo de la prueba aumenta hasta 10’ (31).
Timing, Optimal Dose and Intake Duration of Dietary Supplements with Evidence-Based Use in Sports Nutrition (40): La suplementación de bicarbonato puede resultar beneficiosa para el rendimiento deportivo en ejercicios de alta intensidad cuya duración sea de entre 1 a 7’ (87).
Recent Developments in the Use of Sodium Bicarbonate as an Ergogenic Aid (36). Se trata de la revisión específica más reciente sobre la suplementación con NaHCO3 de la que disponemos en la literatura. En ella encontramos los siguientes aspectos clave:
- Ejercicios “All-Out” y supramáximos: Su uso en ejercicios de alta intensidad y corta duración muestra resultados equívocos. Por un lado, en ejercicios “All-Out” (darlo todo durante un tiempo determinado), se ha observado un incremento del rendimiento en sujetos entrenados (41, 42, 43) cercano al 3%, pero no en sujetos novatos (44, 45). Un ensayo controlado aleatorizado contrabalanceado a doble ciego concluye que existe una variabilidad intra e intersujeto, donde 10 individuos mostraron mejoras en el rendimiento en al menos 1 de las 4 pruebas que realizaron (en ciclista, máxima potencia generada), y 5 no mostraron mejora en ninguna de ellas, proponiendo en el estudio la posibilidad de que exista personas respondedoras y no respondedoras (46).
- Ejercicios intermitentes de alta intensidad: La eficacia del NaHCO3 en ejercicios intermitentes (incluidas simulaciones de deportes específicos) ha sido investigada en natación, carrera y ciclismo con resultados dispares. Se encontraron mejoras en pruebas de ciclismo (trabajo total realizado en 6 series de 10”) (47), carrera (distancia total recorrida en YoYo Test) (49) y en diferentes pruebas realizadas sobre nadadores experimentados en los que se obtuvo mejoras del rendimiento cercanos al 2% (48). La investigación empírica no reporta beneficios en wáter polo (49), rugby (51) y futbol (52).
- Pruebas basadas en distancia a recorrer: La investigación centrada en este tipo de disciplinas se ha centrado en remo y ciclismo. Respecto al primero de ellos, los ensayos han puesto su foco en las pruebas de 2km, mostrando de forma repetida una nula mejora del rendimiento tanto en individuos novatos como en entrenados (53, 54, 55, 56, 57, 58). Por contra, en pruebas de ciclismo solamente contamos con dos estudios, uno en distancia de 3 km (49) en el que se hallaron mejoras no significativas del 2.8% con respecto al grupo placebo y de 40km (59) en el que no se encontró diferencia entre ambos grupos, un resultado que contrasta con el encontrado anteriormente en una prueba de trabajo total realizado durante 60’ en ciclistas (tiempo similar a la prueba de 40km) (60).
- Deportes basados en habilidad: La fatiga puede tener un efecto perjudicial sobre la habilidad y la toma de decisiones y durante la práctica deportiva, de ahí los recientes ensayos llevados a cabo en boxeo, judo y tenis. Respecto al boxeo tenemos un único ensayo (61) en el que se midió la eficacia de golpeo en unos combates contra sparring, viéndose una mejora del 5%. Sin embargo, se trata de un estudio con muchas limitaciones y del que es difícil sacar alguna conclusión. En cuanto al judo, la suplementación no fue efectiva para mejorar el rendimiento en la prueba Special Judo Fitness Test (62), aunque se duda de la validez de este test para evaluar cambios en el rendimiento. Por último, contamos con un ensayo realizado sobre tenistas (63) que fueron suplementados con NaHCO3 antes de realizar un test específico (Loughborough Tennis Skill Test) obteniendo una mejora estadísticamente significativa para el mantenimiento del rendimiento en el servicio y en los golpes de derecha con respecto al placebo.
- Efectos sobre la respuesta fisiológica al estrés: Una de las líneas de investigación sobre el efecto ergogénico del NaHCO3 se está centrando en papel que tiene la regulación del pH sobre la atenuación del estrés celular (por ejemplo, heat shock protein, HSP o proteínas de choque térmico). La ingesta de NaHCO3 antes de un ejercicio intermitente de alta intensidad (64, 65) y de un All-Out en ciclistas (66) atenuó la respuesta intracelular de HSP-72 tras la prueba, aunque es necesaria más investigación para conocer con exactitud el grado de significancia de esta atenuación en las adaptaciones al entrenamiento (36). Effects of acute alkalosis and acidosis on performance: a meta-analysis (31): se concluyó que en cohortes atléticas la mejora del rendimiento en pruebas “All-Out” era del 1.7% ± 2.0% (media ± intervalo de confianza) mientras que en cohortes no atléticas era del -1.1% ± 1.1%. Se piensa que esta diferencia es debida a que es en los sujetos con experiencia, donde realmente se puede comprobar con fiabilidad los posibles efectos ergogénicos del NaHCO3, simplemente porque solo un atleta con experiencia es capaz de replicar su máximo rendimiento de manera constante.
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