Glucemia durante el ejercicio físico

Bienvenido a este post sobre la glucosa. En este post comprenderemos qué es, la importancia que tiene en deportes donde se realicen esfuerzos de alta intensidad, hablaremos del índice glucémico de los alimentos y veremos que nos cuenta la ciencia al respecto. !Comencemos!

¿Qué es la glucemia?

La glucemia es la medida de concentración de glucosa libre en la sangre, suero o plasma sanguíneo. Constituye una de las variables más importantes que el organismo regula (homeostasis) en el medio interno.
La glucemia se refiere a la concentración de glucosa en la sangre, es decir, la cantidad de azúcar presente en la corriente sanguínea en un momento dado. 

Ya conocemos que la glucosa es un tipo de azúcar que proviene principalmente de los alimentos que consumimos, y es la principal fuente de energía para el cuerpo, especialmente para el cerebro.

Los hidratos de carbono podemos acumularlos en el cuerpo humano en forma de glucógeno en el hígado, músculo y sangre. La cantidad que disponemos de este sustrato energético es muy limitada en comparación con las grasas. Su fácil accesibilidad, oxidación y utilización para aportar energía lo convierten en un bien muy valorado por todas las células de nuestro cuerpo.

Mantener niveles adecuados de glucemia es crucial para el funcionamiento normal del organismo. El cuerpo regula cuidadosamente la glucemia a través de la acción de hormonas, como la insulina y el glucagón, producidas por el páncreas. 

Estas dos hormonas tenemos que verlas como camiones (trasportistas). Cuando comemos, los niveles de glucosa aumentan, y la insulina ayuda a que la glucosa ingrese a las células para su uso energético o almacenamiento. 

Por otro lado, entre las comidas, cuando los niveles de glucosa disminuyen, el glucagón estimula la liberación de glucosa almacenada (hígado) para mantener la estabilidad. De tal modo, el camión de la insulina lleva glucosa dentro de las células (hígado y músculo) cuando esta está alta en sangre y viceversa con el glucagón, este lleva glucosa de las células a la sangre cuanto los niveles están bajos.

En la siguiente imagen podemos ver un ejemplo del comportamiento de la insulina en el cuerpo humano durante un día completo y como responde de forma normal a una subida de azúcar en sangre debido a la ingesta de alimentos en desayuno, comida y cena.

Niveles de Glucosa en Sangre

-Hipoglucemia

Se experimenta hipoglucemia cuando los valores de glucosa en la sangre descienden por debajo de 70 mg/dl. Generalmente, si la cifra cae a 55 mg/dl o menos, pueden aparecer síntomas relacionados con la falta de glucosa.

-Normoglucemia

Se considera normoglucemia cuando los valores de glucosa en sangre se sitúan dentro de los límites normales, es decir, entre 70 y 100 mg/dl en ayunas. El nivel de glucemia después del ayuno nocturno se conoce como glucosa basal.

-Hiperglucemia

La hiperglucemia se presenta cuando la sangre muestra valores anormalmente elevados de glucosa, superiores a 100 mg/dl en ayunas. Si los niveles alcanzan los 100 mg/dl o más, se recomienda consultar con el médico. Valores por encima de 125 mg/dl se consideran poco saludables.

-Suckale J, Solimena M. Pancreas islets in metabolic signaling--focus on the beta-cell. Front Biosci. 2008 May 1;13:7156-71. doi: 10.2741/3218. PMID: 18508724.

-Holesh JE, Aslam S, Martin A. Physiology, Carbohydrates. 2023 May 12. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan–. PMID: 29083823.

¿Qué es el índice glucémico de los alimentos?

El índice glucémico (IG) es una medida de la rapidez con la que un alimento que contiene carbohidratos aumenta la glucemia, es decir, la cantidad de glucosa en la sangre. Se trata de una escala que va del 0 al 100, donde el 100 es el valor otorgado a la glucosa pura, que tiene el IG más alto.

Los alimentos con un alto índice glucémico (IG alto) tienden a elevar la glucosa en la sangre en mayor medida y más rápido que los alimentos con un valor menor (IG bajo).

El índice glucémico de un alimento se determina midiendo cómo afecta a la glucemia en sangre en comparación con la glucosa pura. Para ello, se administra a un grupo de personas una cantidad determinada de un alimento y se mide su respuesta glucémica durante dos horas.

El índice glucémico de un alimento se calcula dividiendo la respuesta glucémica del alimento por la respuesta glucémica de la glucosa pura. El resultado se multiplica por 100 para obtener el valor del índice glucémico.

El índice glucémico de un alimento puede verse afectado por una serie de factores, entre los que se incluyen:

• La estructura de los carbohidratos: Los carbohidratos complejos, como los que se encuentran en los cereales integrales, las legumbres y las verduras, suelen tener un IG más bajo que los carbohidratos simples, como los que se encuentran en los azúcares refinados, los productos de bollería y los refrescos.
• El procesamiento de los alimentos: Los alimentos procesados suelen tener un IG más alto que los alimentos frescos o mínimamente procesados.
• La cocción: La cocción puede aumentar el IG de algunos alimentos, como las patatas y el arroz.

Es importante destacar que la respuesta de la insulina y concentración de glucosa en sangre para cada persona es diferente.

Hay estudios muy chulos en los que dan el mismo alimento a una muestra de población variada y se observa como cada uno responde de diferente manera. Al final tenemos que recordar uno de los principios de este universo que es la individualización. 

Por otro lado, debemos conocer la carga glucémica. Es la cantidad de Hidratos de Carbono que tiene un alimento por ración.

- Henry, C. J. K., & Thondre, P. S. (2011). The glycaemic index: concept, recent developments and its impact on diabetes and obesity. Smith Gordon, 15(2), 154-75.

¿Alimentos con alto índice glucémico y alimentos con bajo índice glucémico?

Esta tabla que muestro a continuación se muestra los valores del índice glucémico de una serie de alimentos comunes ingeridos de manera aislada. ¿Por qué digo esto? Por qué en pocas ocasiones comeremos estos alimentos de manera aislada sin mezclarlos con otros. Este es un punto muy importante que tenemos que comprender. No es lo mismo comerse una barra de pan en ayunas que comerte un trozo de pan con un buen plato de Cocido Madrileño. El índice glucémico de la comida variará y jugará un papel fundamental la cantidad de grasa. Cuando introducimos grasas en la comida el pico de glucosa en sangre se suaviza debido a una ralentización de la digestión principalmente, y con ello el índice glucémico del promedio de la comida.

De todos modos, no viene mal conocer el índice glucémico de los alimentos porque al final todo son contextos. Para una persona con patología como la diabetes puede suponer un problema un alimento con un alto contenido en carbohidratos, pero en cambio, para un ciclista es su pan de cada día durante trabajo que supere los 45-60 min de actividad intensa-moderada.

Es curioso ver como la patata hervida y triturada es uno de los alimentos con un índice glucémico más alto. Durante mis clases en la Universidad hacemos una práctica para analizar con glucemias en ayunas de diferentes alimentos y los alumnos se quedan anonadados al ver estos datos.

Debemos recordar que la rapidez de los carbohidratos para entrar en la sangre radica en la cantidad de átomos de carbono que tengan. De tal modo que un monosacárido (glucosa) entrará más rápido en sangre que un disacárido (azúcar de mesa). Por otro lado, cuando nosotros hervimos o cocinamos la comida estamos rompiendo enlaces de las moléculas y las estamos haciendo más sencillas. De ahí que la patata hervida, y triturada (formada en gran parte por almidón (formado por la amilosa en proporción del 25% y la amilopectina 75%) entre tan rápido en sangre.

Por otro lado, vemos como alimento con fibra (tipo de carbohidrato que nuestro cuerpo no puede digerir) tiene un índice glucémico más bajo. El ejemplo es el arroz blanco vs el integral (1).

Para clarificar más aún lo comentado anteriormente, en la siguiente imagen comparamos frente a la glucosa tres alimentos diferentes durante 210 minutos post comida. El primero de ellos es la miel frente a la glucosa (pico en los 30 minutos y valores basales en 105 minutos). El segundo es el plan blanco (pico en torno los 45 minutos y valores basales en torno a 210 minutos) Y el tercero de ellos es chocolate negro, con un pico de glucosa en sangre pasados los 210 minutos. Aquí vemos como el chocolate negro que tiene más contenido de grasa ralentiza el pico de insulina (2).

¿Cómo se puede reducir el índice glucémico de los alimentos?

En primer lugar y más sencillo es mezclar los alimentos con alto índice con otros de bajo índice. De este modo el cuerpo entenderá en mayor o menor medida el promedio de ambos, teniendo una respuesta intermedia. Normalmente los alimentos ricos en fibra o en grasas son de bajo índice glucémico.

Por otro lado, para reducir el índice glucémico de los alimentos se utilizan varios ingredientes a base de carbohidratos. La hidroxipropilmetilcelulosa de alta viscosidad (HV-HPMC) es una fibra dietética de celulosa modificada muy utilizada en la industria alimentaria. La adición de HV-HPMC redujo la respuesta glucémica de un producto con un alto índice glucémico, como el puré de patata, lo que puede aportar grandes beneficios para la salud (1).

Otra estrategia que muestra la ciencia es el uso de ciertos alimentos que inhiben enzimas que metabolizan los hidratos de carbono. Un ejemplo de ello es el zumo de limón que inhibe las enzimas que hidrolizan el almidón durante la digestión. En esta investigación se comparó frente al té y al agua. La reducción del pH de una comida puede ralentizar la digestión del almidón mediante la inhibición prematura de la α-amilasa salival (2)

Otro de los alimentos que curiosamente parece afectar a la concentración de glucosa en sangre después de una ingesta de carbohidratos es el vinagre de manzana. Reduciendo en torno al 30-40% la concentración de glucosa en sangre. Se tienen diferentes hipótesis del porqué. La que más fuerza tiene es la de su bajo nivel de ph (2.3 ph) inhibiendo la enzima α-amilasa salival. Por debajo de 4 puntos se ha visto in vitro inhibición de esta enzima. Y con ello una peor metabolización del almidón y otros polisacáridos (3).

1.  Henry CJK and Lightowler HJ. (2009). Glycemic response of mashed potato containing high-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose. Nutrition Research, 29, 551-557.
2. Freitas D, Boué F, Benallaoua M, Airinei G, Benamouzig R, Le Feunteun S. Lemon juice, but not tea, reduces the glycemic response to bread in healthy volunteers: a randomized crossover trial. Eur J Nutr. 2021 Feb;60(1):113-122. doi: 10.1007/s00394-020-02228-x. Epub 2020 Mar 23. PMID: 32201919.
3. Santos HO, de Moraes WMAM, da Silva GAR, Prestes J, Schoenfeld BJ. Vinegar (acetic acid) intake on glucose metabolism: A narrative review. Clin Nutr ESPEN. 2019 Aug;32:1-7. doi: 10.1016/j.clnesp.2019.05.008. Epub 2019 May 31. PMID: 31221273.

¿Cómo se mide la glucemia en sangre?

La medición del índice glucémico de los alimentos se mide ingiriendo un alimento en ayunas y realizando mediciones de glucosa en sangre al paso del tiempo. Siempre se necesita tomar medidas basales en ayunas. Además,  se mide con un glucómetro y la muestra de sangre es capilar proveniente de un dedo.

En estos momentos también se está empleando un dispositivo muy interesante tanto para la práctica deportiva como para la salud que monitoriza la glucemia en sangre constantemente mediante un sensor en el triceps (brazo) y una app de móvil.

Por otro lado, tenemos un test, el Test de Tolerancia a la Glucosa Oral (OGTT, por sus siglas en inglés de Oral Glucose Test Tolerance) es una prueba utilizada para evaluar cómo el cuerpo procesa la glucosa. Normamente se utiliza para conocer si la persona tiene algún tipo de problema con la gestión de la glucosa en su organismo. Se emplea en personas que pueden parecer diabetes, embarazadas…

 A continuación, se presenta una metodología básica para realizar un OGTT:

Preparación:

1. Ayuno: El paciente debe ayunar durante al menos 8 horas antes del inicio de la prueba. Esto generalmente se realiza durante la noche.

Pasos de la Prueba:

1. Toma de Muestra Basal:
• Se toma una muestra de sangre en ayunas para obtener la concentración basal de glucosa.
2. Ingesta de Glucosa:
• Después de la toma de muestra en ayunas, el paciente consume una solución de glucosa concentrada (generalmente 75 gramos de glucosa disueltos en agua) en un corto período de tiempo, por ejemplo, en unos 5 minutos.
3. Toma de Muestras Posteriores:
• Se toman muestras de sangre en intervalos específicos después de la ingesta de glucosa. Las tomas de muestra comunes se realizan a los 30, 60, 90 y 120 minutos después de la ingesta.
4. Análisis de Resultados:
• Las concentraciones de glucosa en cada muestra se analizan para evaluar cómo el cuerpo maneja la glucosa a lo largo del tiempo.
• Los resultados ayudan a diagnosticar trastornos como la diabetes o la intolerancia a la glucosa.

Consideraciones Importantes:

• Durante el OGTT, el sujeto debe permanecer en reposo y evitar la actividad física.
• Se debe evitar fumar durante la prueba, ya que puede afectar los resultados.
• Es fundamental seguir las indicaciones del profesional de la salud que prescribe la prueba.

Interpretación de Resultados:

• Los valores normales de glucosa varían, pero generalmente, se espera que los niveles regresen a los valores de ayunas en 2 horas.
• Resultados anormales pueden indicar diabetes, prediabetes u otros trastornos del metabolismo de la glucosa.

Es importante destacar que el OGTT debe ser administrado y evaluado por profesionales de la salud, y la interpretación de los resultados debe considerar el contexto clínico específico del paciente.

Es muy interesante realizar test de tolerancia a la glucosa con diferentes alimentos y comprobar como cada uno genera un pico diferente en el cuerpo y además, tiene una durabilidad diferente hasta volver a niveles basales. Es muy importante destacar que el mismo alimento con la misma cantidad de carbohidrato, se comporta de manera diferente en cada persona. 

En el mundo del deporte, en especial el de resistencia con una duración de más de 45 minutos, es fundamental la suplementación durante el ejercicio de carbohidratos (recordamos que el cuerpo es capaz de almacenar más o menos una cantidad de glucógenos para abastecer de energía en torno a una hora de ejercicio de intensidad moderada).

Se deben realizar pruebas de glucemia en entrenamiento o laboratorio mientras suplementamos con diferentes alimentos (geles, comida, bebidas…) para pautar una perfecta suplementación en carrera y que al deportista no le falte carbohidrato.

Simplemente hay que recordar que en la mayoría de los deportes de resistencia el sustrato energético principal en rendimiento es el hidrato de carbono.

¿Qué ocurre con la glucemia durante el ejercicio físico?

Cuando estamos realizando ejercicio la regulación de la glucosa en sangre depende directamente del tipo de actividad, de la intensidad y la duración de esta. Gay otros factores determinantes como el nivel de entrenamiento del sujeto, estado hormonal estable, descanso adecuado y si ha comido recientemente entre otros.

A continuación, podemos ver en la figura como se comporta la concentración de glucosa en sangre durante el ejercicio continuo, intermitente e intermitente de alta intensidad (HIIE (5 x 4 minutos al 75% de Wmax), SIE (4 x 30 segundos sprints Wingate), y el ejercicio continuo de intensidad moderada HIIE (CMIE; 30 minutos al 50% de Wmax), separados por un mínimo de 1 semana).

Curiosamente vemos la concentración de glucosa en sangre aumenta atendiendo a la intensidad del ejercicio. Siendo el de ejercicio continua al 50% Wmax el que menos respuesta tiene. Por otro lado, el de máxima intensidad eleva más la glucosa. Curiosamente se da un descenso de glucemia en sangre a la hora de terminar el ejercicio. Más agudizado en los estímulos de más intensidad en comparación con los de baja/moderada intensidad. Esto se debe a la producción de insulina post ejercicio dentro de los procesos anabólicos.

Si nos fijamos en el lactato (marcador que nos indica la glucosa que se está utilizando para sacar energía en el citoplasma) vemos como los niveles se mantienen en el tiempo durante 2h hasta volver a los niveles basales. 

•  Parker L, Trewin A, Levinger I, Shaw CS, Stepto NK. The effect of exercise-intensity on skeletal muscle stress kinase and insulin protein signaling. PLoS One. 2017 Feb 9;12(2):e0171613. doi: 10.1371/journal.pone.0171613. PMID: 28182793; PMCID: PMC5300197.

Insulina y glucagón, antes, durante y después del ejercicio físico

Como bien comentamos anteriormente la glucosa es regulada por la insulina y el glucagón, dos hormonas producidas por el páncreas. 

La insulina se segrega cuando hay glucosa elevada en sangre y una de las funciones que cumple es transportar la glucosa dentro de las células.

Por otro lado, el glucagón lo que hace es movilizar la glucosa de dentro de las células hacía fuera. Normalmente aumenta su concentración cuando baja la glucemia en sangre. 

En las siguientes imágenes vemos la respuesta de estas dos hormonas durante el ejercicio para terminar de comprender el porqué de la variación de la concentración de glucosa antes, durante y después del ejercicio. Además, es muy interesante atendiendo a que se muestra el proceso de entrenamiento de 40 min en la sesión cuatro veces a la semana durante 10 semanas. En la semana se hacían dos sesiones de bici y dos de carrera.

Curiosamente vemos como el glucagón juega un papel fundamental en ese perfil sin entrenamiento para movilizar glucosa a la sangre y brindar sustrato energético al organismo. En cambio, el proceso de entrenamiento reduce la concentración de glucagón y aumenta la de insulina. Debido a una mejorar en la eficiencia del metabolismo energético y empleando más las grasas que los carbohidratos. 

1. Goodwin ML. Blood glucose regulation during prolonged, submaximal, continuous exercise: a guide for clinicians. J Diabetes Sci Technol. 2010 May 1;4(3):694-705. doi: 10.1177/193229681000400325. PMID: 20513337; PMCID: PMC2901048.
2. Gyntelberg F, Rennie MJ, Hickson RC, Holloszy JO. Effect of training on the response of plasma glucagon to exercise. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1977 Aug;43(2):302-5. doi: 10.1152/jappl.1977.43.2.302. PMID: 893287.

Bibliografía

• Chlup R, Peterson K, Zapletalová J, Kudlová P, Seckar P. Extended prandial glycemic profiles of foods as assessed using continuous glucose monitoring enhance the power of the 120-minute glycemic index. J Diabetes Sci Technol. 2010 May 1;4(3):615-24. doi: 10.1177/193229681000400316. PMID: 20513328; PMCID: PMC2901039.
• Freitas D, Boué F, Benallaoua M, Airinei G, Benamouzig R, Le Feunteun S. Lemon juice, but not tea, reduces the glycemic response to bread in healthy volunteers: a randomized crossover trial. Eur J Nutr. 2021 Feb;60(1):113-122. doi: 10.1007/s00394-020-02228-x. Epub 2020 Mar 23. PMID: 32201919.
• Goodwin ML. Blood glucose regulation during prolonged, submaximal, continuous exercise: a guide for clinicians. J Diabetes Sci Technol. 2010 May 1;4(3):694-705. doi: 10.1177/193229681000400325. PMID: 20513337; PMCID: PMC2901048.
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