Arginina

Arginina
nombre de la IUPAC
Ácido 2 ( S ) -amino-5-guanidilpentanoico
abreviaturas
R
ARG
Nombres alternativos
L-arginina


ácido α-amino-δ-guanidinvalérico

Características generales
Fórmula molecular o crudaC 6 H 14 N 4 O 2
Masa molecular ( u )174.20
Aparienciasólido cristalino blanquecino
número CAS74-79-3
Número EINECS200-811-1
PubChem6322
Banco de medicamentosDB00125
SONRISASC(CC(C(=O)O)N)CN=C(N)N
Propiedades fisicoquímicas
Constante de disociación ácida a 293 K.pK 1 : 1,82

pK2 : 8,99 pKr :
12,48

Punto isoeléctrico10.76
Solubilidad en agua148,7 g/l a 298 K.
Temperatura de fusión238 ° C (511 K) con descomposición
Propiedades termoquímicas
Δ f H 0 (kJ mol −1 )−623,5
S 0 m (JK −1 mol −1 )250.6
C 0 p, m (J K ​​​​−1 mol −1 )232
Información de seguridad
Símbolos de peligro químico
Atención
Frases H319
Consejo P305 + 351 + 338 [1]

La arginina es un aminoácido polar básico (con cadena lateral hidrófila). La basicidad del aminoácido se debe al grupo guanidina que caracteriza su cadena lateral y que es fuertemente básico . Es una molécula quiral . El enantiómero L es uno de los 20 aminoácidos ordinarios .

Fue aislado por primera vez por el químico suizo Ernst Schultze en 1886 al precipitar la sal de plata de un extracto de brote de lupino y por lo tanto debe su nombre al latín argentum

Puede sufrir procesos de metilación y está fuertemente representada dentro de las proteínas histonas donde, gracias a su capacidad de metilación , se reserva como componente fundamental para la regulación de la expresión génica. La metilación de las proteínas ( además del ADN) del citoplasma también se produce en los residuos de arginina y está mediada por una clase de enzimas específicas.

En humanos, la arginina se considera esencial en los niños, es decir, debe tomarse a través de los alimentos porque el cuerpo no puede sintetizar una cantidad suficiente [2] ; en adultos se sintetiza en el ciclo de la urea .

Además de esta ruta metabólica, la arginina se puede descarboxilar para dar agmatina , que entre otras cosas es una de las aminas biogénicas presentes en los productos de fermentación bacteriana intestinal . La conversión a citrulina por la enzima óxido nítrico sintasa también produce óxido nítrico , que actúa como vasodilatador. La arginina también es donante del grupo guanidina al aminoácido glicina para la síntesis endógena de creatina .

También se comercializa como producto coadyuvante para el tratamiento de la oligoastenospermia , una situación de producción insuficiente de espermatozoides, causa frecuente de hipofertilidad en humanos. La arginina también se conoce como un estímulo endógeno para la liberación de la hormona del crecimiento.

La L-arginina se encuentra en casi todas las proteínas y en forma libre en muchas plantas, por ejemplo, en el trigo sarraceno , las cucurbitáceas y las coníferas .

Arginina en el deporte

Propiedades vasodilatadoras

La arginina se propone comúnmente como un aminoácido capaz de promover la dilatación de los vasos sanguíneos, o vasodilatación, gozando de cierta popularidad en el mundo del culturismo. Los productos vasodilatadores en el mercado afirman estimular el flujo sanguíneo y, en consecuencia, mejorar el transporte de nutrientes a los músculos, lo que resulta en una mayor hipertrofia y fuerza muscular. La mayoría de estos productos consisten en arginina. Se cree que la administración de arginina es capaz de estimular la síntesis de óxido nítrico (NO) en los vasos sanguíneos.

La teoría podría representarse de la siguiente manera:

La teoría de la vasodilatación es relativamente simple. La arginina es el precursor de la síntesis de óxido nítrico y se ha demostrado que la infusión de altas dosis de arginina directamente en la sangre conduce a la vasodilatación en humanos sanos en ayunas [3] . De hecho, las dosis altas pueden conducir a una disminución del agua corporal total y del sodio [4] . Las dosis de menos de 10 gramos se han asociado con trastornos gástricos cuando se consumen por vía oral [5] [6] .

Otros investigadores demostraron que el estrés gástrico inducido por la ingesta oral de arginina reducía la cantidad asimilada impidiendo que las pruebas se completaran de manera efectiva [7] . A pesar de que un hombre de 90 kg tomó 7 gramos por hora durante 3 horas, los investigadores afirmaron: " Todos nuestros sujetos informaron calambres intestinales leves y diarrea que duró alrededor de cinco horas ".

Además, estas dosis de arginina no tuvieron un efecto significativo en la posterior acumulación de glucógeno posterior al ejercicio [7] . Debido a que la arginina oral tiene una biodisponibilidad del 70 %, y hasta el 50 % de esta puede convertirse en ornitina , la arginina no se toma en forma de tableta o polvo en investigaciones [8] . Esta es la razón por la cual la arginina generalmente se infunde directamente en la sangre periférica en estudios científicos y nuevamente es común una dosis de 30 gramos.

De hecho, un estudio comparó el efecto de la infusión y la ingesta oral. Los investigadores encontraron que 6 gramos de arginina no tuvieron ningún efecto a través de ninguna de las dos vías de administración, mientras que se necesitaron 30 g por infusión para lograr la vasodilatación [8] . Esto significa que se necesitan al menos 30 gramos por infusión intravenosa para obtener resultados al tomarlo. Si estos resultados se obtuvieran a partir de una dosis oral, sería necesario tomar al menos 43 gramos, ya que el 70% es biodisponible. Si solo 10 gramos de arginina pueden causar malestar estomacal, entonces no sería posible obtener los beneficios de una dosis adecuada de al menos 43 gramos por vía oral. Dado que estas conclusiones podrían interpretarse como casos aislados, otros estudios han investigado el efecto de altas dosis orales de arginina y óxido nítrico inducido por el flujo sanguíneo y no han demostrado ningún efecto con la ingesta de 21 gramos (7 g por 3 veces al día) [ 9] . Dos estudios adicionales en los que se tomaron 20 gramos por día durante 28 días no encontraron ningún efecto [10] [11] .

Inicialmente, esta ausencia total de efectos fue sorprendente, considerando que la arginina es el precursor de la síntesis de óxido nítrico. Un examen más detenido reveló que los niveles naturales de arginina son muy superiores a los que deberían activar la enzima responsable de producir óxido nítrico, un efecto conocido como la "paradoja de la arginina" [12] .

En otro estudio, una dieta de 6 días sin arginina no afectó la síntesis de óxido nítrico. Esto indica que la arginina no es el factor limitante para la producción de óxido nítrico y su regulación es mucho más complicada de lo que las compañías de suplementos podrían hacerle creer [13] .

Por supuesto, el descanso completo y el ayuno no son condiciones aplicables a los atletas, por lo que los efectos tienen una mayor variabilidad en el contexto deportivo. En un estudio notable (Robinson et al., 1992) se administraron 10 gramos de arginina con 70 gramos de carbohidratos a sujetos que habían realizado entrenamiento con pesas o ciclismo [5] . Los resultados indicaron que no hubo cambios en el flujo sanguíneo ni en la captación de glucosa en comparación con el placebo, independientemente del modo de ejercicio utilizado. Esto es importante porque contradice las afirmaciones de los fabricantes de suplementos.

Arginina α-cetoglutarato (AKG)

El acrónimo "NO 2 ", que corresponde a la fórmula química del dióxido de nitrógeno , representa una clase de suplementos comúnmente utilizados en el culturismo con una supuesta capacidad mejorada para producir vasodilatación y producción de óxido nítrico (NO) en comparación con la arginina sola. Algunos podrían argumentar que incluso si la suplementación con arginina normal no crea los efectos deseados, sería con sustancias del tipo "NO 2 ". Esto se debe a que este producto contiene arginina α-cetoglutarato (AKG), y no solo arginina. La teoría es que AKG haría que este suplemento fuera realmente efectivo. Este producto específico ha sido analizado a través de varios estudios, que se presentaron en la conferencia de la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva en el verano de 2004. Aunque los resultados no provienen de publicaciones y revisiones científicas, aún brindan información importante sobre la eficacia. o la falta de eficacia de este suplemento.

El primer estudio examinó los niveles sanguíneos de arginina y el tiempo de asimilación de la arginina (después de una suplementación de 4 gramos con cada uno) para determinar si esto mejoraba el mantenimiento de los niveles sanguíneos de arginina durante un período de tiempo [14] . El motivo de este estudio tenía como objetivo verificar si la afirmación de que el "NO 2 " promovía un mecanismo especial de liberación de arginina en el torrente sanguíneo, lo que resultaba en un bombeo constante, estaba bien fundada. Los resultados encontraron que los niveles de arginina en la sangre eran muy similares y, a veces, un 30 % más bajos en la liberación en la sangre que la arginina pura. La razón sigue siendo esquiva, pero podría ser una absorción intestinal reducida, una absorción aumentada por los tejidos u otras razones desconocidas. El segundo estudio evaluó los efectos del "NO 2 " sobre la composición corporal, la fuerza muscular y la resistencia [15] . Durante 8 semanas, los sujetos tomaron 12 gramos de NO 2 o un placebo siguiendo un protocolo de entrenamiento con pesas. Al final del período, los sujetos de los diferentes grupos no tenían diferencias en la masa muscular ni en el porcentaje de grasa corporal. Curiosamente, el grupo que tomó "NO 2 " obtuvo una mejora en el rendimiento que se tradujo en un aumento de 19 libras (aproximadamente 8,5 kg) en la capacidad máxima (1-RM) en el press de banca, mientras que el grupo del placebo ganó un promedio de 6 libras ( unos 2,7 kg). Este suplemento solo aparentemente agregó un promedio de más de 13 libras (alrededor de 6 kg) en 1-RM de press de banca en comparación con el placebo, sin un cambio concomitante en la masa muscular. Esto indicaría que los cambios son de origen estrictamente neural. En ratas, se ha demostrado que el óxido nítrico tiene un efecto negativo sobre la fuerza de contracción muscular [16] , pero este efecto aún no se ha demostrado en humanos y, por lo tanto, no merece una consideración seria. Además, toda la evidencia científica indica que aún no es posible que los humanos consuman niveles de arginina lo suficientemente altos como para aumentar efectivamente los niveles de óxido nítrico. Dado que este estudio no publicado se utilizó para publicitar el suplemento, es necesario examinar mejor los resultados en detalle.

Si los sujetos del estudio no hubieran sido entrenados, todos habrían logrado una mejora considerable en la fuerza sin cambios en la masa muscular dentro de las primeras semanas de entrenamiento. En ese caso, estas rápidas adaptaciones neuronales se habrían producido en ambos grupos, pero no explicarían la posibilidad de que la arginina aparentemente hubiera triplicado la mejora en la activación del sistema nervioso. Sin embargo, dado que los sujetos fueron entrenados, la situación es aún más desconcertante. A diferencia de las personas no entrenadas, el aumento de la fuerza en las personas entrenadas tiende a ser el resultado del crecimiento muscular, lo que significa que algunos aumentos en la masa magra deberían haber ocurrido junto con otras ganancias, lo que no sucedió.

Arginina y GH

Otra supuesta fortaleza de la arginina sería su función de estimular la hormona del crecimiento (GH), un efecto de interés principal para los atletas que buscan aumentar la masa muscular, que se supone que está relacionado con niveles más altos de hormona anabólica. De hecho, durante la última década se ha reconocido que esto solo se aplica a dosis muy altas administradas por vía intravenosa.

Hay evidencia de que la ingestión de 22 gramos por día (en un hombre de 90 kg) de aspartato de arginina es capaz de aumentar la secreción nocturna de GH (Besset et al., 1982) [17] . En este estudio, la intensidad del pico de GH durante el sueño aumentó en un promedio del 60 %. Desafortunadamente, solo 5 sujetos fueron tomados como casos de estudio, y uno de ellos tuvo un pico 4 veces mayor que los demás. Sin esta excepción, el pico promedio se habría reducido a la mitad (en este caso, estas son solo mediciones de pico, no niveles totales). También debe tenerse en cuenta que la prolactina aumentó en un promedio del 75% [17] . Otra evidencia ha establecido que esta hormona está asociada con una disminución de la testosterona [18] .

Lo que resultó desfavorable del consumo de arginina según otro estudio, es que el consumo de tan solo 5 gramos durante la actividad física logró disminuir la secreción de GH inducida por el ejercicio con pesas (Marcell et al., 1999) [19] . En conclusión, la estimulación de la GH por la arginina no parece significativa, y durante el ejercicio con pesas (condición que afecta a los deportistas que pretenden aumentar la masa muscular) el aminoácido parece reducir su secreción, además de tener un efecto potencial desfavorable sobre secreción de testosterona.

Sinergia con ornitina

Sin embargo, algunas investigaciones han encontrado que el efecto de la arginina sobre la estimulación de la hormona del crecimiento parece aumentar con la ingesta concomitante de otros aminoácidos, en particular la ornitina , otro estimulador importante de la GH. La arginina y la ornitina están particularmente relacionadas, ya que a partir de la primera el organismo sintetiza la segunda por acción de la enzima arginasa.

En 1989 Elam et al. concluyó que la ingesta concomitante de 1 gramo de ornitina y 1 gramo de arginina, en combinación con un programa de entrenamiento con pesas, puede aumentar la fuerza muscular y la masa magra durante un período de 5 semanas. Los dos aminoácidos favorecieron la recuperación del estrés crónico al suprimir los procesos catabólicos al reducir los niveles urinarios de hidroxiprolina [20] .

En otro estudio reciente (Zajac et al., 2010) se analizaron los efectos de la ingesta sinérgica de ornitina y arginina sobre la secreción de GH. Los atletas entrenados tomaron una mezcla de 3000 mg de arginina y 2200 mg de ornitina dos veces al día tres veces a la semana mientras entrenaban con pesas. Los resultados mostraron que la ingesta de los 2 aminoácidos produjo la mayor elevación en los niveles de GH post-ejercicio en comparación con el grupo placebo. El grupo de arginina/ornitina también tenía niveles más altos de IGF-1 , otra hormona sinérgica de GH importante para el crecimiento muscular en comparación con el placebo [21] .

La ingesta sinérgica de ornitina y arginina también puede tener un efecto favorable en la reducción de la grasa corporal. Elam (1988) estableció que el grupo que tomó una mezcla de ornitina y arginina, en combinación con entrenamiento con pesas, experimentó una mayor reducción de la masa grasa que el grupo que no los tomó [22] .

Los resultados de estas investigaciones merecen un análisis cuidadoso, pero podrían confirmar en parte que incluso dosis bajas de estos 2 aminoácidos tomados en sinergia, pueden traer varios beneficios, en términos de mayor secreción de GH e IGF-1, mayor supresión de los síntomas del estrés. , y una mayor mejora en la composición corporal. Entre estos beneficios, sin embargo, no destaca un supuesto efecto vasodilatador.

Arginina e insulina

La arginina es el aminoácido insulinogénico más potente , es decir, es el aminoácido que más es capaz de estimular la secreción de insulina por parte del páncreas [4] . Ahora bien, este dato es de particular importancia, considerando que la propia insulina estimula la vasodilatación y el flujo sanguíneo [23] [24] , y esto ocurre a través del aumento de la síntesis de óxido nítrico [25] .

Por lo tanto, la arginina estimula la insulina y la insulina estimula el óxido nítrico. El óxido nítrico provoca vasodilatación y aumento del flujo sanguíneo. Combinando esta información con lo que expone la literatura científica, es posible comprender que gran parte del efecto vasodilatador de la arginina se puede atribuir a la secreción de insulina.

De hecho, un estudio analizó la magnitud de este efecto y los resultados son confirmables. Los investigadores infundieron 30 gramos de arginina permitiendo o bloqueando voluntariamente la liberación de insulina del páncreas [26] . Como era de esperar, la infusión masiva de arginina aumentó el flujo sanguíneo, pero cuando se bloqueó la liberación de insulina, el flujo sanguíneo disminuyó en un 77 %. Cuando se repitió este experimento con una infusión de insulina, el flujo sanguíneo se recuperó por completo. Por lo tanto, la causa principal del aumento del flujo sanguíneo es 3/4 debido a la insulina. Si bien no todos los efectos inducidos por la arginina en el flujo sanguíneo pueden atribuirse a la insulina, tenga en cuenta que estos estudios usan el equivalente a más de 40 gramos de arginina ingeridos por vía oral, lo cual no es posible de tolerar.

Por lo tanto, la nueva teoría se puede reformular de la siguiente manera:

  • Arginina → Insulina → Óxido Nítrico → Vasodilatación → Transporte de Nutrientes → Hipertrofia y Fuerza Muscular

Además, se ha demostrado que AKG desempeña un papel en la estimulación de la secreción de insulina [27] . Aunque este dato pueda parecer útil, hay que recordar que no existe evidencia científica que confirme la eficacia de estos productos a dosis razonables. Además, es fácil conseguir un aumento de los niveles de insulina (y por tanto del riego sanguíneo) sin productos específicos, sino simplemente consumiendo alimentos naturales que puedan estimularla, en particular los hidratos de carbono.

Resíntesis de glucógeno

Otra supuesta propiedad de la arginina apoyada por las compañías de suplementos es la mejora de la síntesis de glucógeno. La idea es que la arginina sea capaz de aumentar el flujo sanguíneo y por lo tanto el suministro de carbohidratos a los músculos, aumentando en última instancia su absorción y almacenamiento.

Un estudio citado anteriormente que combina la ingesta de arginina con el entrenamiento con pesas no mostró ningún beneficio, pero es necesario citar otra investigación. Yaspelkis e Ivy (1999) encontraron que los carbohidratos combinados con la administración de arginina (7 gramos por hora durante 3 horas para un atleta de 90 kg) no mejoraron significativamente el suministro de glucógeno en comparación con los carbohidratos solos, luego del ejercicio en bicicleta en un estado bajo en carbohidratos [ 7] . En el primer grupo hubo una disminución en la oxidación de la glucosa para que se pudiera depositar más como glucógeno. Esto tendría sentido, ya que tanto el aminoácido en sí mismo como un aumento en la secreción de insulina reducen la cantidad de glucosa utilizada.

Conclusiones

  • Se ha demostrado que los estimuladores del flujo sanguíneo a base de arginina ("óxido nítrico" o suplementos de NO 2 ) aumentan la vasodilatación, pero solo en sujetos en ayunas que tomaron dosis intravenosas muy altas; [3]
  • la ingesta oral de arginina en dosis tolerables no aumenta el flujo sanguíneo; [9]
  • es el aminoácido que más puede estimular la secreción de insulina ( aminoácido insulinogénico ) [4]
  • una ingesta de solo unos 10 gramos se ha asociado con problemas gástricos orales [5] [6] . Estas dosis no tienen una influencia significativa sobre la síntesis de glucógeno y pueden causar diarrea; [7]
  • Se suponía que la arginina favorecía el bombeo constante, pero algunos estudios han refutado esta teoría; [14]
  • Se ha demostrado que los suplementos de NO 2 no tienen efecto sobre la composición corporal y la masa muscular en comparación con el placebo; [15]
  • Los suplementos de NO 2 (que contienen arginina α-cetoglutarato, AKG) no mostraron diferencias significativas en comparación con la ingesta de L-arginina normal, mostrando también valores inferiores al 30%; [14]
  • La ingesta oral de arginina tiene una biodisponibilidad de solo el 70%, y hasta el 50% de esta se puede convertir en ornitina , y en la investigación, la arginina no se toma en forma de tableta o polvo como lo hacen los atletas; [8]
  • la ingesta intravenosa aumenta la capacidad de asimilación; [8]
  • no es posible que los humanos consuman dosis de arginina lo suficientemente altas como para aumentar los niveles de óxido nítrico; [9] [10] [11] [13]
  • la arginina podría elevar temporalmente los niveles de GH, pero solo en dosis poco realistas [17] . Sin embargo, no hay evidencia que respalde la eficacia de un aumento de GH a corto plazo en las ganancias musculares;
  • tiene un efecto sinérgico con la ornitina para potenciar el aumento de GH e IGF-1 (3 g de arginina + 2 g de ornitina); [21]
  • se ha demostrado que la ingesta sinérgica de ornitina y arginina aumenta la masa muscular y la fuerza con el entrenamiento con pesas (1 g de arginina + 1 g de ornitina); [20]
  • Se ha demostrado que la ingesta sinérgica de ornitina y arginina suprime el catabolismo muscular y los síntomas de estrés (1 g de arginina + 1 g de ornitina); [20]
  • se ha demostrado que la ingesta sinérgica de ornitina y arginina aumenta la reducción de la masa grasa con el ejercicio con pesas (1 g de arginina + 1 g de ornitina); [22]
  • en un estudio, se demostró que el aspartato de arginina aumenta la prolactina en un promedio del 75 % [17] . La prolactina se asocia con una disminución de los niveles de testosterona; [18]
  • Se ha demostrado que solo 5 gramos de arginina consumidos durante el entrenamiento con pesas reducen la secreción normal de GH inducida por el entrenamiento; [19]
  • los efectos positivos de la suplementación oral con arginina sólo pueden obtenerse con dosis superiores a las tolerables por el hombre. La mayoría de estos efectos están mediados por la insulina [26] ;
  • si se pretende obtener un aumento del riego sanguíneo equivalente al inducido por altas dosis de arginina intravenosa (no tolerable por vía oral), basta con estimular la insulina [23] [24] , que se obtiene tomando alimentos naturales con esta capacidad (carbohidratos y proteínas);
  • estos efectos se deben a que la arginina tiene los mismos efectos sobre la densidad osmótica de la sangre que la glucosa (se puede decir que en este contexto el cuerpo la "intercambia" por glucosa), por lo tanto estos efectos son los mismos (y por lo tanto obtenible del mismo) de glucosa.

Notas

  1. ^ Hoja informativa sobre la arginina en IFA-GESTIS
  2. ^ fuente arginina niños no adultos sí
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