TIOLES DIETÉTICOS: UNA ESTRATEGIA POTENCIAL DE APOYO

El ejercicio moderado combinado con una nutrición adecuada se considera factores de protección contra las enfermedades cardiovasculares y los trastornos musculoesqueléticos. Sin embargo, un buen rendimiento requiere un consumo de oxígeno muy elevado, lo que conduce a la formación de radicales libres (ROS), que también pueden proceder de factores externos adicionales como la contaminación, el tabaquismo, los fármacos, el alcohol, los rayos ultravioletas, las radiaciones ionizantes, el estrés psicofísico prolongado y los aditivos alimentarios. 

Fisiológicamente, los radicales libres tienen un doble papel. En pequeñas cantidades, tienen funciones importantes en los procesos de maduración de las estructuras celulares y son utilizados como armas letales por las células del sistema inmunitario para destruir a los patógenos. Cuando existe una sobrecarga de radicales libres, estos se acumulan y en consecuencia se genera un “estrés oxidativo”. La acumulación de estos radicales libres puede dañar las células, las proteínas y el ADN, contribuyendo a provocar un "daño oxidativo".

El daño oxidativo suele considerarse el punto de partida para la aparición de diversas enfermedades; además, juega un papel clave en el desarrollo del envejecimiento prematuro, trastornos crónicos y degenerativos como artritis y daño muscular, trastornos autoinmunes, enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas, inflamación y cáncer. Entre los órganos más afectados por los ROS, encontramos el músculo y el corazón y en especial, a las mitocondrias contenidas en ellos. Además, la insuficiencia cardíaca y el daño muscular son dos fenómenos que afectan a los deportistas profesionales. En particular, la insuficiencia cardíaca tiene una incidencia de 1/100.000 atletas, mientras que la incidencia de lesiones musculares en atletas es aproximadamente del 30% al 40% del total de lesiones.

Por tanto, en los últimos años se han realizado numerosos estudios de investigación sobre la identificación de compuestos naturales, con el fin de prevenir o mitigar el estrés oxidativo inducido por la actividad física ayudando a apoyar las terapias farmacológicas convencionales contra la insuficiencia cardíaca y el daño muscular. El objetivo de esta revisión es tener una visión general de cómo la actividad física controlada y una dieta rica en antioxidantes pueden representar una "cura natural" para prevenir los desequilibrios causados por los radicales libres en enfermedades como la insuficiencia cardíaca y el daño muscular. En particular, esta revisión se centra en compuestos naturales antioxidantes que contienen azufre: glutatión, taurina, ácido lipoico, sulforafano, ajo y metilsulfonilmetano.

Antioxidante, es cualquier sustancia capaz de interferir con las reacciones químicas de oxidación que dan lugar a radicales libres o de neutralizar los ya producidos. Existen diferentes productos naturales y fitoquímicos presentes en los alimentos que tienen demostrada actividad antioxidante (como glutatión, taurina, ácido lipoico, sulforafano, ajo y metilsulfonilmetano) y previenen o reducen la progresión de la acumulación de ROS en el interior del organismo. En particular, el uso de antioxidantes que contienen azufre, se utiliza cada vez más en el mundo del deporte. Los tioles, son moléculas que contienen un grupo sulfhidrilo en la  cadena lateral (SH) y actúan como antioxidantes, estabilizando los radicales libres al aceptar su electrón desapareado. De hecho, los tioles juegan un papel crucial en los organismos vivos, ya que contribuyen a mantener la homeostasis redox celular al regular los potenciales de oxidación-reducción y las proporciones de proteínas tiol-disulfuro.

Glutatión

El glutatión (GSH) es un tripéptido compuesto de L-cisteína, ácido L-glutámico y glicina. Es el tiol más abundante en la célula, se sintetiza endógenamente y se secreta parcialmente en el espacio extracelular a lo largo de un gradiente concentración. Además de tener una acción antioxidante, el GSH tiene una gran variedad de funciones biológicas como la regulación de actividades enzimáticas, factores de transcripción y transducción, formar parte de la estructura de proteínas, crecimiento celular, proliferación y muerte celular programada. Por lo tanto, un nivel adecuado de GSH endógeno es fundamental para mantener el equilibrio redox dentro de los tejidos del cuerpo con la proporción de glutatión reducido y oxidado (GSH/GSSG) que representa un indicador principal del equilibrio celular. La cisteína es el aminoácido que le da al GSH su actividad antioxidante. Dado que la cisteína también limita su formación, la cisteína de la dieta o su precursor, la metionina, es crucial para mantener la defensa antioxidante endógena. Por ejemplo, la administración de glutatión o precursores de glutatión como la N-acetilcisteína en humanos aumenta significativamente los niveles de GSH en sangre y músculos, lo que evita la acumulación de ROS.

Ácido lipoico

El ácido lipoico (ALA) es un compuesto orgánico de azufre natural que se introduce a través de la dieta al consumir brócoli, tomates, espinacas, ensaladas, repollo, guisantes, levadura de cerveza, arroz integral y carne. Morawin y col. han demostrado que la generación de radicales libres puede ser modulada mediante ejercicio físico controlado y tomando complementos alimenticios como ALA, que tiene una acción antioxidante y mejora la liberación de EPO y reduce el daño muscular tras realizar un ejercicio intenso.

Taurina

La taurina se produce en el cuerpo humano por el catabolismo oxidativo de la cisteína o por la oxidación de la hipotaurina. Se encuentra en grandes cantidades en el cerebro, la retina, el corazón y las plaquetas. En forma de ácido taurocólico y ácido taurodesoxicólico entra en la constitución de los ácidos biliares; en el sistema nervioso central es un neurotransmisor con acción inhibidora. Las mejores fuentes alimenticias son la carne y el pescado. En los adultos, se sintetiza en el hígado a partir de cisteína y metionina en presencia de cantidades suficientes de vitamina B6. La taurina participa en muchas actividades biológicas celulares como la conjugación de ácidos biliares, la estabilización de la membrana celular y la señalización del calcio.

De Carvalho y colaboradores han demostrado que la administración de taurina a través de la dieta no aumenta los parámetros aeróbicos del deportista, aunque sí hay un aumento de los niveles plasmáticos de taurina y una disminución concomitante de los marcadores de estrés oxidativo, sugiriendo que la taurina previene la acumulación de ROS en deportistas.

Ajo

El ajo (Allium sativum), tiene un gran número de propiedades principalmente debido a su contenido en compuestos organosulfurados, que son capaces de regular la expresión de una amplia variedad de genes, incluida la sintasa de óxido nítrico inducible (iNOS), con un fuerte impacto en la salud humana. Estudios en atletas, han demostrado que el ajo puede incrementar el consumo máximo de oxígeno (VO2max). La molécula que permite que el ajo ejerza esta propiedad es la aliina.

Sulforafano

El sulforafano es un isotiocianato dietético obtenido por el procesamiento enzimático de glucorafanina, un glucosinolato de 4-metilsulfinilbutilo, presente en vegetales crucíferos, como el brócoli y el repollo. Estudios recientes han demostrado que la ingesta de sulforafano protege el músculo esquelético del daño inducido por el ejercicio exhaustivo en ratas. El ejercicio agudo resultó en un aumento significativo en las actividades plasmáticas de lactato deshidrogenasa (LDH) y creatina fosfoquinasa (CPK). También resultó en un aumento significativo de las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico, en una disminución significativa de la capacidad antioxidante total del tejido y en una disminución significativa de NAD(P)H. El tratamiento con sulforafano aumentó el NQO1 muscular y provocó una regulación positiva de las enzimas de fase II. La regulación positiva de las enzimas de detoxificación estuvo acompañada de un aumento significativo en la expresión del Nrf2 y se correlacionó con un aumento significativo en la capacidad antioxidante total y una disminución en las actividades plasmáticas de la LDH y la CPK. Estos datos sugieren que su administración juega un papel antioxidante indirecto sobre el músculo, al prevenir el daño muscular que puede causar el ejercicio intenso.

Metilsulfonilmetano

El metilsulfonilmetano (MSM), también conocido como dimetilsulfona o metilsulfona, es un compuesto orgánico de azufre presente en alimentos como frutas, verduras, cereales, café, cerveza, té y leche de vaca. El MSM ejerce la actividad antiinflamatoria a través de un efecto inhibidor sobre NF-kB, lo que da como resultado una regulación a la baja del ARNm para la interleucina (IL) -1, IL-6 y el factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) in vitro. También puede disminuir la expresión de óxido nítrico sintasa inducible (iNOS) y ciclooxigenasa-2 (COX-2) mediante la supresión de NF-κB y la reducción de la producción de vasodilatadores como el óxido nítrico. Este último también regula la activación de los mastocitos, por lo que el MSM podría tener indirectamente un efecto inhibidor sobre la mediación de la inflamación por parte de los mastocitos. El MSM modula la activación de diferentes factores de transcripción: NF-κB, p53 y Nfr2. Al mediar estos factores de transcripción, el MSM puede regular el equilibrio de ROS y enzimas antioxidantes. Además, el MSM también tiene efectos sobre el sistema inmunológico. Se ha demostrado que el MSM puede reducir la IL-6 in vitro, mitigando los efectos deletéreos de la IL-6 en el mantenimiento de la inflamación crónica. En consecuencia, el uso de este antioxidante ciertamente puede aliviar la fatiga/daño muscular después del ejercicio.

Tabla1.- Eficacia terapéutica de compuestos azufrados en la actividad deportiva. GSH: glutatión reducido; ALA: ácido alfa lipoico; MSM: metilsulfonilmetano.

Uso de compuestos que contienen azufre en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca y daño muscular en deportistas profesionales

El corazón de los deportistas profesionales suele sufrir modificaciones debido a la actividad física sostenida, con un aumento benigno de la masa cardíaca y alteraciones morfológicas circulatorias y cardíacas específicas, que representa una adaptación fisiológica al entrenamiento. Sin embargo, el riesgo de insuficiencia cardíaca (IC) debido a una remodelación sintomática o asintomática de las cámaras cardíacas aumenta con la edad y el abuso de fármacos. La principal causa de IC en deportistas es la miocardiopatía dilatada, y en deportistas jóvenes la miocarditis es la etiología más frecuente de la miocardiopatía dilatada adquirida. A pesar de que la actividad deportiva moderada parece tener un papel antioxidante, la actividad de los deportistas profesionales parece producir una cantidad excesiva de ROS. De hecho, los atletas de élite parecen estar expuestos a un mayor estrés oxidativo como resultado del entrenamiento intensivo, y se ha demostrado que una producción excesiva de ROS juega un papel importante en la fisiopatología del remodelado cardíaco y la IC. Las ROS estimulan la proliferación de fibroblastos cardíacos y activan las metaloproteinasas de la matriz, lo que lleva a la remodelación de la matriz extracelular. En este contexto, existe un interés creciente en el uso de complementos antioxidantes, en particular, los compuestos que contienen azufre.

El déficit de glutatión cardíaco y sistémico ha mostrado, en modelos animales, remodelación cardíaca y progresión de la insuficiencia cardíaca. La suplementación con N-acetilcisteína oral parece mejorar la función contráctil del ventrículo izquierdo y reducir la remodelación adversa del ventrículo izquierdo, en contraste con la disminución de la función cardíaca. 

La taurina tiene actividad antioxidante y modula la homeostasis del calcio. En los atletas, la taurina puede mejorar el transporte de calcio a las proteínas contráctiles miofibrilares, optimizando la función del músculo esquelético, lo que resulta en un mejor rendimiento. De hecho, el uso de suplementos de taurina puede oponerse a la posible sobreproducción de ROS, evitando sus efectos sobre el remodelado cardíaco.

El ácido lipoico tiene un efecto protector sobre el sistema cardiovascular, particularmente al actuar sobre el perfil lipídico y la presión arterial. En los atletas, puede extender el tiempo de entrenamiento y mejorar la fuerza muscular. 

Si bien existe una creciente evidencia de los efectos antioxidantes de los compuestos azufrados, conviene señalar que, si bien en los deportistas estos elementos podrían prevenir y reducir el estrés oxidativo, en pacientes con IC estos solo pueden ser un apoyo a la terapia farmacológica recomendado por las directrices actuales, que sigue siendo la piedra angular fundamental del tratamiento de la IC.

En conclusión, los datos recopilados hasta la fecha sugieren que un complemento alimenticio con compuestos azufrados, de alta capacidad antioxidante y actividad física moderada y controlada, podría representar un arma válida contra el estrés oxidativo, capaz de reducir la acumulación de ROS y aliviando y previniendo la aparición de trastornos fisiopatológicos graves. Un estilo de vida saludable es necesario para contrarrestar la aparición de envejecimiento celular prematuro, enfermedades cardíacas y daño muscular, por lo que se recomienda a cualquier edad.

Brancaccio M, Mennitti C, Cesaro A, Fimiani F, Moscarella E, Caiazza M, Gragnano F, Ranieri A, D'Alicandro G, Tinto N, Mazzaccara C, Lombardo B, Pero R, Limongelli G, Frisso G, Calabrò P, Scudiero O. Dietary Thiols: A Potential Supporting Strategy against Oxidative Stress in Heart Failure and Muscular Damage during Sports Activity. Int J Environ Res Public Health. 2020 Dec 16;17(24):9424. doi: 10.3390/ijerph17249424. PMID: 33339141; PMCID: PMC7765667.