BCAA

Los tres aminoácidos de cadena ramificada, L-leucina, L-isoleucina y L-Valina son comúnmente conocidos por la abreviación en inglés: BCAAs denominados también aminoácidos de cadena ramificada (en inglés se denominan BCAAs de Branched-Chain Amino Acids). Estos aminoácidos esenciales juegan un papel primordial especialmente en el metabolismo de las  proteínas, energía y estrés. Son importantes para una serie de tejidos y órganos vitales, incluyendo el sistema inmunológico, el sistema nervioso central y periférico y el tejido muscular.
Para demorar o reducir los síntomas neurológicos en ciertos trastornos, estos aminoácidos se utilizan con fines terapéuticos en situaciones catabólicas ( Por ejemplo, infecciones serias, cirugía, y quemaduras) y en síndromes tales como  como la fenilcetonuria (PKU), la encefalopatía hepática, trastorno bipolar, la discinesia tardía y otros trastornos neurológicos. En personas sanas, los BCAAs son utilizados para mejorar el rendimiento mental y físico, como en los atletas [1].

Los BCAAs son aminoácidos esenciales; el cuerpo es incapaz de producir estos compuestos  por si mismo. En principio, el cuerpo es capaz de formar la leucina, isoleucina y valina de los alfa-ceto análogos, pero estas sustancias no suelen estar presentes en la dieta, es decir, la gente tiene que adquirirlos a través de los alimentos. La dieta rica en proteínas contiene un porcentaje sustancial de los BCAAs (aprox. 15 - 20% de los aminoácidos en las proteínas animales). BCAAs representan aprox. 35% de la necesidad de aminoácidos esenciales.

En aminoácidos de cadena ramificada, como su nombre indica, las cadenas laterales son ramificadas. A causa de esta inusual estructura tridimensional, los tres aminoácidos cumplen una función muy particular en el metabolismo. Esto significa que, a diferencia de los otros aminoácidos, los BCAAs no tienen que ser "procesados" en el hígado en primer lugar, sino que entran en la circulación de inmediato, es decir, después de una comida, las concentraciones en plasma son capaces de crecer rápidamente y de manera significativa [2 ].

Debido a su ramificación, los BCAAs también puede ser particularmente bien integrados en el tejido muscular. Casi el 30 % de todos los aminoácidos que se utilizan para la síntesis de las miofibrillas (fibras musculares), son aminoácidos de cadena ramificada. El tejido muscular representa casi el 40% del peso corporal total. Por lo tanto, los BCAAs son almacenados en las proteínas del músculo, pero sólo un pequeño porcentaje de ellos (0,01%) están disponibles como aminoácidos libres [3]. Además, este trío también es muy importante en las estructuras del tejido conectivo.

Efecto Anabólico sobre el metabolismo muscular
La suplementación con BCAAs poco antes e inmediatamente después del ejercicio tiene un efecto anabólico en el metabolismo muscular. Esto se debe a la velocidad de la síntesis de proteínas es mayor y la velocidad de degradación de la proteína se inhibe. Investigaciones en los campos quirúrgicos y ortopédicos han demostrado que la ingesta adecuada de estos aminoácidos impulsa el desarrollo del músculo en el área de la sección transversal y la masa muscular. Después de un entrenamiento duro, la ingesta de varios gramos de BCAAs puede tener un efecto positivo sobre el metabolismo en los núcleos de las células musculares (RNA-polimerasa del ácido ribonucleico =) de tal grado que esto se traduce en un músculo más grande en el área de la sección transversal y en la cantidad de las proteínas sintetizadas, que también se traduce en una mayor resistencia.

Investigaciones recientes han revelado que especialmente la leucina (ketoleucine) tiene un efecto significativo en la regulación del metabolismo de  las proteínas. La Leucina actúa como una especie de chispa que, junto con la insulina, incita a la síntesis de proteínas [4-6]. Por esa razón, algunos investigadores afirman que es mejor complementar sólo leucina en lugar de los tres BCAA [7].  Sin embargo, a pesar de que la isoleucina y valina no son capaces de iniciar la síntesis de proteínas por sí mismos, si proporcionan los elementos necesarios que se requieren una vez que los procesos anabólicos se han iniciado. Los BCAAs también tienen un efecto sinérgico significativo entre sí [6].

Producción de energía en épocas de estrés
Los BCAAs son aminoácidos capaces de someterse a la glucólisis, que puede muy fácilmente ser convertida en energía. Si en tiempos de estrés psicológico y / o físico hay una deficiencia de hidratos de carbono, los BCAAs actúan como una fuente importante de energía para el tejido muscular esquelético. Esto es claramente una solución de emergencia, ya que en este método de suministro de energía se utilizan las proteínas del propio organismo (tanto del tejido muscular como de las proteínas inmunes). En una etapa posterior, las estructuras de las proteínas que se utilizan para la obtención de energía se vuelven a regenerar.

Aún así, se trata de una solución de emergencia que vale la pena. Por ejemplo, en deportes de resistencia (carreras ciclistas, por ejemplo) hasta el 15% de la energía total que se utiliza proviene de la descomposición de las proteínas del cuerpo [8]. Adicionalmente a la rotura del tejido muscular, que también se traduce en un deterioro inmunológico importante. Las personas que participan en deportes de resistencia por lo tanto, tienen que asegurarse de que reciben suficientes BCAAs  para cumplir no sólo con las necesidades básicas, sino también con la cantidad adicional que se consume durante una sesión de entrenamiento. La suplementación con BCAAs antes y después de una sesión de entrenamiento evitará que el tejido muscular se descomponga para proporcionar energía. Después, ayuda en la regeneración del tejido muscular que se ha utilizado.

En momentos de estrés, una deficiencia de glutamina (adicional) puede resultar en un mayor consumo de los BCAAs, porque la glutamina puede construirse de estos tres aminoácidos. Una deficiencia de glutamina (por ejemplo, en problemas intestinales) y una deficiencia total de los aminoácidos ramificados inevitablemente se traducirán en una pérdida de masa muscular y de las inmunoglobulinas. La suplementación con BCAAs reduce la velocidad a la que otros aminoácidos se descomponen y utilizan.

Función del cerebro
Los BCAAs juegan varios roles en la bioquímica del cerebro.
Por supuesto, como bloques de construcción de  proteínas, así como de la energía, pero también en el metabolismo del glutamato, un neurotransmisor excitante. Sin embargo, la forma más importante en el que los BCAAs tienen un efecto sobre la función cerebral se refiere a la influencia del transporte de los aminoácidos aromáticos a través de la barrera sangre-cerebro, lo que influye en la disponibilidad de los precursores de los neurotransmisores [9].

Los BCAAs son transportados a través de la barrera sangre-cerebro al cerebro (y en otras partes del sistema nervioso central) a través de un mecanismo de transporte activo. Este mecanismo de transporte ya está saturado en concentraciones plasmáticas normales y los BCAAs lo comparten con los aminoácidos aromáticos (triptófano, tirosina y fenilalanina). Debido a que los BCAAs suelen estar presentes en grandes cantidades, por lo general los BCAA ganan a la competencia en este sistema de transporte. Cuando la concentración de BCAAs en la sangre aumenta, lo cual puede ocurrir en varias situaciones normales y anormales, esto inhibe la absorción de los aminoácidos aromáticos en el cerebro, especialmente de triptófano [1].

Como respuesta a la disminución en la disponibilidad de los precursores, la producción y liberación de los neurotransmisores serotonina, dopamina y noradrenalina, que son producidos a partir de los aminoácidos aromáticos, se reduce de inmediato y rápidamente. Esto tiene consecuencias en (entre otros), el sistema hormonal, la presión arterial y el estado de ánimo [1,10].

Por el contrario, si la concentración de BCAAs en la sangre es (demasiado) bajo, los aminoácidos aromáticos se absorben más en el cerebro. Si esto ocurre en un grado excesivo, potencialmente puede resultar que el cerebro contenga niveles de aminoácidos aromáticos que son demasiado altos. Este excedente se puede convertir en las llamadas hormonas falsas, o neurotransmisores falsos [11]. Se trata de sustancias que pueden ser responsables de graves problemas psicológicos e incluso trastornos psiquiátricos tales como trastornos dismórficos del cuerpo y la esquizofrenia. Este último síndrome también es una de las consecuencias graves de la cirrosis hepática y Hepatoencefalopatía [12].

Sistema Inmune
Los BCAAs son absolutamente esenciales para el funcionamiento correcto del sistema inmunológico. Deficiencias en los BCCAs inhiben varios aspectos del sistema inmunológico, incluyendo la actividad de las células Natural Killer Cells y la proliferación de linfocitos. Los linfocitos particularmente utilizan muchos BCCAs [13]. Adicionalmente, los linfocitos están formados por el lado flexible de las inmunoglobulinas, sustancias que forman la parte humoral del sistema inmunológico.
Sin embargo, no está claro cómo los BCAAs actúan sobre la función inmune. Lo más probable es que la función principal de los BCAAs en el sistema inmunológico sea la síntesis de proteínas (antígenos- rendimiento proteínas, inmunoglobulinas, citoquinas, receptores, proteínas de fase aguda, etc). Adicionalmente, un cierto grado del hecho puede ser explicado por un efecto de ahorro de L-glutamina.

Producción de insulina
Además, los BCAAs regulan la producción de insulina, que a su vez apoya la absorción de aminoácidos en el tejido muscular y retrasa la descomposición del mismo. Además, la leucina interviene favorablemente en el mecanismo de acción de la insulina y la utilización de la glucosa por el tejido muscular. Sin embargo, queda mucho por descubrir acerca de los mecanismos exactos [5].

En principio, los BCAAs pueden ayudar en todas las situaciones de estrés, como, por ejemplo, cuando se rompe el tejido muscular, en las infecciones graves, la cirugía, las quemaduras, la restricción calórica y el ejercicio físico intenso, como en los deportes de resistencia.
 
En estos casos, una deficiencia de BCAAs se produce en el tejido muscular, y como resultado puede  aparecer debilidad muscular y cansancio. La suplementación con BCAAs ayuda a remediar esta deficiencia, lo que reduce los síntomas. 
Es evidente que las personas que sufren de estrés son más susceptibles a la inflamación de los tejidos y órganos que forman parte del sistema inmunológico de las membranas mucosas (Sistema inmunitario de las mucosas).

Los órganos más importantes de este sistema son el intestino, las vías respiratorias, garganta, nariz, cavidad bucal y la piel. Constipados, faringitis crónica, colitis y fatiga crónica son unos de los síntomas y trastornos que pueden presentarse.

Una serie de indicaciones se explican a continuación:

• Deportes: personas que participan en deportes de resistencia usan BCAAs para contrarrestar el desgaste del tejido muscular para la producción de energía. También, a través de agotamiento de los BCAAs, se absorbe más triptófano en el cerebro, lo que causa fatiga a través de la síntesis de la serotonina [14]. La suplementación con BCAAs contrarresta esta situación [15].
• Recuperación después de una cirugía: lógicamente, los BCAAs son también de importancia durante el período de recuperación post-quirúrgica. Durante este período, una gran cantidad de nuevo tejido tiene que ser producido. Los estudios no han revelado una conclusión inequívoca en relación a las quemaduras [7].
  

• Sepsis: en la sepsis, la administración por vía no oral de los BCAAs parece tener un efecto positivo en el balance de nitrógeno. Esto está probablemente asociado con una descomposición muscular reducida y la mejora de la síntesis de las proteínas [7].

• Discinesia tardía: Investigaciones clínicas han demostrado que una reducción de la capacidad de remover el aminoácido fenilalanina en el plasma está relacionada con los síntomas de la discinesia tardía en los hombres. Tomar BCAAs reduce los niveles de fenilalanina y la disponibilidad para el cerebro. También en investigaciones clínicas, la suplementación con BCAAs son capaces de reducir los niveles de fenilalanina y de reducir significativamente los síntomas de discinesia tardía [16].
• La Fenilcetonuria (PKU): La fenilcetonuria es un trastorno genético donde la enzima que descompone el aminoácido fenilalanina está ausente o no funciona. Debido a esto, este aminoácido se acumula en la sangre y el líquido cefalorraquídeo, en última instancia resulta en daño cerebral. Así como la limitación del consumo de la fenilalanina, la suplementación con BCAAs también parece ser eficaz para limitar el daño neuronal en PKU. Los BCAAs compiten con la fenilalanina para enlazar con el sistema de transporte (activo) en el cerebro, debido a que la absorción de fenilalanina en el cerebro es limitada [17,18].
• Trastornos de hígado: La insuficiencia hepática aguda va de la mano con bajos niveles de BCAAs y altos niveles de aminoácidos aromáticos y metionina en la circulación sanguínea. Estos cambios en el metabolismo de los aminoácidos juegan un papel importante en la patogénesis de muchas de las complicaciones de la cirrosis hepática. Cuando, como resultado de ello, aparece la encefalopatía hepática aguda, los BCAAs tienen que ser administrados por vía parenteral [12,19].
• Trastornos Neurológicos: Los BCAAs tienen un efecto sobre la disponibilidad de los neurotransmisores y la producción de neurotransmisores falsos como resultado de un superávit de ellos [1,10,11]. Por esta razón, su uso en síndromes psiquiátricos como trastorno bipolar y depresión hablan por sí mismos. Sin embargo, este es un territorio desconocido en el que a la investigación todavía le queda mucho por hacer.
• Fatiga: El aumento de los niveles de serotonina están estrechamente ligados a la fatiga [14]. A causa de los efectos de los BCAAs en la disponibilidad de serotonina en el cerebro, los BCAAs pueden reducir los síntomas de fatiga [15].
  

Los BCAAs están entre los mejores suplementos de aminoácidos tolerados en el caso de un exceso. Aunque la investigación sistemática todavía no se ha realizado, los estudios demuestran que dosis tres veces mayor que la diaria recomendada  de 5-10 gramos al día (entre alimentos y suplementos) son soportados sin problemas [20].

Cuando se suplementan más de 500 mg de BCAA por kg de peso corporal por día, la cantidad de serotonina, la noradrenalina y la dopamina pueden ser extremadamente bajos en el cerebro. Las consecuencias que tienen en el comportamiento y el la mente, sin embargo, cuenta con investigaciones muy escasas [20]. En la dosis recomendada los BCAAs no tienen contraindicaciones o interacciones conocidas.