Aminoácidos esenciales y su impacto en el ejercicio y el rendimiento físico

Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas en el organismo¹. Dentro de ellos, nueve se consideran aminoácidos esenciales, ya que el organismo no puede producirlos de manera natural o su tasa de síntesis es insuficiente para cubrir las necesidades fisiológicas². Por esta razón, su ingesta a través de la dieta es fundamental³. En este contexto, los aminoácidos esenciales incluyen histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina. Asimismo, la arginina se considera un aminoácido "condicionalmente esencial", dado que en determinadas circunstancias, su producción interna puede no ser suficiente para cubrir las necesidades fisiológicas del organismo³.

Los aminoácidos esenciales son fundamentales para la síntesis de proteínas musculares, ya que aumentan su concentración en el cuerpo y al mismo tiempo, disminuyen la degradación de proteínas musculares. Grosso modo esto contribuye al incremento de la masa muscular y a la mejora de su calidad. En esta entrada profundizaremos sobre los aminoácidos esenciales, sus efectos y ciertas recomendaciones basadas en la posición de la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva (ISSN).

Los aminoácidos esenciales, especialmente la leucina, desempeñan un papel crucial en la regulación de la síntesis proteica al actuar directamente sobre la vía de señalización del complejo 1 del objetivo mecanístico de rapamicina (mTORC1) (ver Figura 1). Adicionalmente, la ingesta continua de aminoácidos esenciales ricos en leucina se considera una estrategia clave para mejorar tanto la masa como la calidad muscular¹.

Figura 1. Funciones generales de la señalización mTOR. mTORC1 está compuesto principalmente por mTOR, Raptor y mLST8. mTORC2 está compuesto por mTOR, Rictor, mSin1 y mLST8. Múltiples estímulos, como aminoácidos, factores de crecimiento y estrés energético, regulan la actividad de mTORC1 a través del eje GATOR2–GATOR1–Rag GTPasas y el eje TSC2–Rheb GTPasa. mTORC1 actúa principalmente activando el anabolismo, síntesis de proteínas o lípidos, e inhibiendo el catabolismo, la biogénesis de lisosomas o la autofagia, mediante la fosforilación directa de varios sustratos (representados por curvas rojas cerradas en forma ovalada). En contraste, se cree que mTORC2 responde a factores de crecimiento o insulina. Cuando se activa, mTORC2 regula la supervivencia celular, el metabolismo y la dinámica del citoesqueleto mediante la fosforilación directa de la familia de proteínas quinasa AGC, como Akt, PKC y SGK1. Los principales sustratos directos de mTORC2 se muestran con curvas naranjas cerradas en forma ovalada. Tomado de Amemiya et al. (2023)⁴.

Ahora bien, un factor determinante en la calidad y el estímulo anabólico de las proteínas consumidas y los aminoácidos esenciales es su formato alimentario. Esta calidad influye en la composición de aminoácidos, digestibilidad y velocidad de absorción, regulando así la cantidad y cinética de aminoácidos esenciales que ingresan a la circulación periférica. Esto, a su vez, afecta la disponibilidad de sustratos necesarios para el recambio proteico corporal total (turnover) y la síntesis de proteínas musculares ⁵.

Participación de amionácidos esenciales en la síntesis proteíca muscular

La síntesis de proteínas musculares hace referencia a la incorporación de aminoácidos en las proteínas del músculo esquelético, entre las cuales encontramos no solamente las miofribrilares contráctiles como miosina y actina sino también las proteínas de membrana (receptores, transportadores, etc.), las mitocondriales, las de la matriz del citoesqueleto (e.g., retículo mitocondrial), entre otros componentes importantes de toda célula ⁶.

La medición de la síntesis de proteínas musculares se expresa comúnmente como la tasa de incorporación de aminoácidos en las proteínas musculares durante un periodo de tiempo determinado, que suele oscilar entre una hora y un día. Por el contrario, la degradación de proteínas musculares es un proceso metabólico que implica la descomposición de estas proteínas en sus aminoácidos precursores. Este proceso ocurre de manera continua y simultánea con la síntesis de proteínas musculares, manteniendo el equilibrio dinámico del recambio proteico en el músculo⁶.

De manera general, la diferencia neta entre las tasas de síntesis y degradación de proteínas musculares determina los cambios en la masa muscular: se favorece la ganancia de masa muscular cuando la síntesis de proteínas musculares supera la degradación proteica, mientras que se pierde masa muscular cuando la degradación proteica es mayor que la síntesis de proteínas musculares ⁶. Nota: se debe tener en cuenta que esta entrada no se profundiza en lo que realmente medimos en el laboratorio o en consulta (e.g., masa libre de grasa) y sus diferencias con la masa muscular.

Seguridad del consumo de aminoácidos esenciales

El consumo de aminoácidos esenciales se considera, en general, seguro y no se ha relacionado con efectos adversos. No obstante, los datos sobre los niveles máximos de ingesta segura para cada aminoácidos esenciales son aún limitados. La evidencia disponible sugiere que los adultos estadounidenses pueden consumir de forma segura más de 100 gramos de aminoácidos esenciales suplementarios al día sin riesgo, además de un consumo dietético promedio 40 gramos diarios³.

Los suplementos típicos de aminoácidos esenciales no superan los 15 gramos por dosis, lo que permite tomar varias dosis al día sin superar los niveles de ingesta seguros. Estas evaluaciones de seguridad se han realizado en poblaciones con una ingesta dietética adecuada de proteínas, salvo indicaciones específicas en determinados casos.³. No obstante, según Ferrando et al.³ , algunas poblaciones pueden verse afectadas por el consumo de aminoácidos esenciales, particularmente aquellas con enfermedades genéticas o afecciones específicas, como:

• Enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce: trastorno metabólico que impide la adecuada degradación de los aminoácidos de cadena ramificada (BCAA).
• Enfermedades renales: en estos casos, la suplementación con aminoácidos esenciales podría provocar la acumulación de urea y amoníaco en sangre, lo que representa un riesgo para la función renal.

En la Tabla 1 se muestran los requerimientos dietéticos diarios de aminoácidos esenciales y sus respectivos límites superiores seguros de consumo para adultos. Estos valores se expresan en miligramos por kilogramo de masa corporal por día (mg/kg/día) y se basan en recomendaciones derivadas de las Ingestas Dietéticas de Referencia.

Tabla 1. Requerimientos dietéticos de aminoácidos esenciales y límite superior seguro de consumo para adultos.

Aminoácido	Requerimiento (mg/kg/día)	Límite superior seguro (mg/kg/día)
Histidina	18	64
Isoleucina	23	117
Leucina	49	657
Lisina	48	71
Metionina	23	71
Fenilalanina	48	143
Treonina	28	85
Triptófano	8	64
Valina	32	97

 

Fuente: Tabla traducida al español tomada de Ferrando et al³.

Requerimientos proteíco diario en población atlética

Según Morton et al.⁷, la suplementación con proteínas, combinada con el entrenamiento de resistencia, es una práctica común tanto en atletas como en personas físicamente activas, con el objetivo de potenciar las ganancias de masa muscular y fuerza inducidas por el entrenamiento.

Además, existe evidencia de que factores como la ingesta proteica basal (g/kg/día), la dosis de proteína post-ejercicio (g), la edad cronológica y el nivel de entrenamiento pueden modular la eficacia de la suplementación con proteínas⁷. Para favorecer la hipertrofia muscular, se ha propuesto un rango óptimo de ingesta proteica de entre 1.5 y 2.2 g de proteína por kilogramo de masa corporal al día.

Por otro lado, aunque el papel beneficioso del consumo de proteínas para mantener y mejorar la fuerza muscular está bien documentado, también es necesario considerar los posibles efectos adversos de una ingesta excesiva. Se ha informado que un alto consumo de proteínas durante el embarazo puede aumentar el riesgo de partos con bajo peso para la edad gestacional y de mortalidad neonatal⁸.

Cabe resaltar que los estudios sobre los efectos negativos del exceso de proteínas en la función renal han mostrado resultados contradictorios. En particular, un consumo elevado de proteínas de origen animal (excluyendo la leche) se ha asociado con una menor función renal en personas con deterioro renal leve. Por ello, es fundamental que las poblaciones en riesgo mantengan una ingesta moderada de proteínas para conservar el equilibrio de nitrógeno y evitar los posibles riesgos del exceso proteico⁸. Consultar al nutricionista y el médico antes de tomar un suplemento es de gran importancia.

Influencia de consumo de aminoácidos esenciales en síntesis proteica muscular

Como se comentó previamente, los aminoácidos esenciales son fundamentales para la síntesis proteica muscular, lo que influye directamente en el rendimiento físico y el desarrollo muscular. Dosis bajas de tan solo 1.5 g de aminoácidos esenciales pueden estimular la síntesis proteica muscular, alcanzando su efecto máximo entre 10 - 18 g, sin beneficios adicionales a partir de esta cantidad³.

Los suplementos de aminoácidos esenciales son más efectivos que proteínas completas, como el aislado de proteína de suero, debido a su rápida absorción, lo que eleva rápidamente la concentración plasmática de aminoácidos esenciales y mejora su transporte al músculo. Por ejemplo, 3-5 g de aminoácidos esenciales generan un efecto similar al de 20 g de proteína de suero, y su combinación potencia aún más la respuesta anabólica³.

El contenido de leucina en la mezcla de aminoácidos esenciales desempeña un papel clave en la estimulación de la síntesis proteica muscular. Se ha observado que una composición con un 40% de leucina puede incrementar la síntesis proteica muscular hasta en un 50% en comparación con mezclas que contienen una menor proporción de este aminoácido³.

En adultos mayores, la respuesta anabólica puede verse reducida debido a la resistencia anabólica, un fenómeno asociado con el envejecimiento y ciertas patologías clínicas. Sin embargo, una ingesta adecuada de leucina puede atenuar esta disminución, favoreciendo mejoras metabólicas y funcionales en estas poblaciones. Este efecto es especialmente relevante en estrategias nutricionales diseñadas para preservar la masa muscular y la función metabólica en el envejecimiento y en condiciones clínicas específicas³.

Efecto de aminoácidos esenciales en rendimiento deportivo

Se ha investigado ampliamente el uso de aminoácidos específicos para mejorar el rendimiento, y se cree que estos podrían influir de diversas maneras, como al incrementar la secreción de hormonas anabólicas, modificar el uso de combustibles durante el ejercicio, prevenir los efectos negativos del sobreentrenamiento y reducir la fatiga mental⁹.

Entre los aminoácidos esenciales, los aminoácidos de cadena ramificada han recibido especial atención debido a su papel en la estimulación de la síntesis proteica muscular, la prevención de la degradación muscular, la reducción de los marcadores de daño inducido por el ejercicio y su contribución como fuente de energía durante el entrenamiento. Estudios recientes han demostrado que la combinación de aminoácidos de cadena ramificada con L-citrulina y alfa-glicerilfosforilcolina puede mejorar el rendimiento en pruebas de resistencia, aumentando la producción de potencia máxima y prolongando el tiempo hasta la fatiga en atletas entrenados⁸.

Diversas organizaciones científicas y expertos en el ámbito deportivo han emitido recomendaciones y opiniones sobre el uso de aminoácidos esenciales y de aminoácidos de cadena ramificada en el deporte. Estos documentos abordan aspectos clave relacionados con su consumo y destacan consideraciones importantes sobre su impacto en el rendimiento deportivo, las cuales se resumen en la Tabla 2:

Tabla 2. Información sobre el uso de aminoácidos esenciales y aminoácidos de cadena ramificada en el deporte

Institución Científica	Consideraciones sobre aminoácidos esenciales y aminoácidos de cadena ramificada
Sports Dietitians Australia	·         Para máximos beneficios en la síntesis proteica muscular y la recuperación, se sugiere el uso de aminoácidos de cadena ramificada que proporcionen aproximadamente 2–3 g de leucina (esta cantidad varia según la marca). ·         Hasta la fecha, no se han reportado efectos adversos con el uso de aminoácidos de cadena ramificada. Un estudio encontró que dosis diarias de hasta 1.25 g/kg de masa corporal durante 12 meses fueron bien toleradas.
International Society of Sports Nutrition	Los atletas deben centrarse en fuentes de alimentos integrales que contengan todos los aminoácidos esenciales necesarios para estimular la síntesis proteica muscular. ·         Las dosis agudas de proteínas deben contener entre 700–3000 mg de leucina y/o un contenido relativo más alto de leucina, además de un conjunto equilibrado de aminoácidos esenciales. ·         Una dosis de 20–40 g de proteína (10–12 g de aminoácidos esenciales, 1–3 g de leucina) estimula la síntesis proteica muscular, lo que ayuda a promover un balance positivo de nitrógeno. ·         Se ha demostrado que la ingesta de aminoácidos de cadena ramificada es beneficiosa durante el ejercicio resistencia. ·         Cuando se consumen aminoácidos de cadena ramificada durante el ejercicio de resistencia, disminuye la tasa neta de degradación de proteínas. Es igualmente importante administrar aminoácidos de cadena ramificada antes y durante el ejercicio aeróbico extenuante, especialmente en personas con reservas de glucógeno muscular reducidas, ya que los aminoácidos de cadena ramificada también ayudan a evitar el agotamiento del glucógeno. ·         Debido a que los aminoácidos de cadena ramificada se encuentran de forma natural (en proteínas animales) en una proporción 2:1:1 (leucina:isoleucina:valina), se recomienda ingerir aproximadamente 45 mg/kg de leucina al día, junto con 22.5 mg/kg diarios de isoleucina y valina en un periodo de 24 horas para optimizar las adaptaciones al entrenamiento. ·         Se sugiere obtener los aminoácidos de cadena ramificada de fuentes de proteínas completas de alimentos integrales y polvos de proteínas de alta calidad (que contienen aproximadamente 25% de aminoácidos de cadena ramificada).
Reviews of British Journal of Sport Medicine	·         La cantidad de aminoácidos de cadena ramificada recomendada es de 0.03–0.05 g/kg de masa corporal por hora o 2–4 g por hora, ingeridos de forma repetida durante el ejercicio y la recuperación, preferiblemente en forma líquida. Las dosis grandes (30 g por día) son bien toleradas; sin embargo, podrían ser perjudiciales para el rendimiento debido al aumento de la producción de amoníaco en el músculo durante el ejercicio.
Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada y American College of Sports Medicine	·         La ingesta de proteínas (aproximadamente 20–30 g de proteína total, o aproximadamente 10 g de aminoácidos esenciales) durante el ejercicio o en el periodo de recuperación (después del ejercicio) incrementa la síntesis de proteínas musculares y mejora el balance de nitrógeno. ·         Una ingesta de carbohidratos de 1.0–1.2 g/kg por hora, comenzando durante la fase inicial de recuperación y continuando durante 4–6 horas, optimiza la resíntesis de glucógeno muscular. ·         La evidencia disponible sugiere que el consumo de proteínas de alta calidad (0.25–0.3 g/kg de masa corporal por comida) ayuda a construir y reparar el tejido muscular y puede mejorar el almacenamiento de glucógeno en situaciones en las que la ingesta de carbohidratos es subóptima.

Fuente: Tabla traducida al español tomada de Matínez et al.,⁹

Consideraciones finales

En conclusión, la suplementación con aminoácidos esenciales representa una estrategia más para optimizar la síntesis proteica muscular, mejorar el rendimiento deportivo y favorecer el desarrollo de la masa muscular. En particular, la leucina juega un papel clave en la activación de la vía mTORC1, lo que la convierte en un componente esencial para maximizar los efectos anabólicos. Sin embargo, la efectividad de la suplementación depende de un perfil equilibrado de aminoácidos esenciales, adaptado a las necesidades individuales de cada persona, y debe darse prioridad al consumo de proteínas de alta calidad nutricional (e.g., no solo considere el valor biológico sino el valor de utilización de proteína neta, la digestibilidad corregida por aminoácidos y obviamente el contenido de aminoácidos esenciales).

Factores como el tipo de ejercicio, los objetivos deportivos, la edad y el estado de salud deben considerarse al diseñar una estrategia nutricional con aminoácidos esenciales o suplementos de proteína, asegurando así un enfoque personalizado que contribuya tanto a la recuperación como al rendimiento muscular óptimo. En cada comida, asegure el consumo de 0.3 gramos de proteína de alta calidad nutricional (desde la dieta: pescado, carne, huevo, pollo, etc.) por kilogramo de masa corporal (e.g., 21 g de proteínas para una persona de 70 kg), los cuales contienen aproximadamente 10 gramos de aminoácidos esenciales. En el post-entrenamiento, considere el consumo de 0.4-0.5 gramos de proteína por cada kilogramo de masa corporal (e.g., 28-35 g de proteínas para una persona de 70 kg), los cuales pueden provenir desde los alimentos o de un suplemento proteico. Los beneficios potenciales de los suplementos con aminoácidos esenciales deberían aprovecharse solamente en momentos de alto estrés y desgaste físico (e.g., mesociclos de alto volumen de entrenamiento, periodos con doble/triple sesión de entrenamiento al día, durante restricciones calóricas, etc.) con el objetivo de favorecer la reparación de tejidos y asegurar el balance positivo de nitrógeno.

 

Autores: Nicole de Jongh, ND & Jhonatan González-Santamaría, PhD
Editor: Prof. Diego A. Bonilla, ISAK 3 
División de Investigación DBSS y MTX College

 

Bibliografía 

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