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Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar
cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Guillermo Andrés Castellanos Castiblanco
Universidad Nacional de Colombia
Facultad Medicina, Departamento de Ciencias Fisiológicas.
Bogotá D.C, Colombia
2013
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar
cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Guillermo Andrés Castellanos Castiblanco
Protocolo de investigación presentado(a) como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Fisiología.
Director:
PhD, MS, MD, OSCAR ARMANDO GARCÍA VEGA. Profesor Asociado División de Farmacología.
Línea de Investigación: Ensayos Clínicos e Investigación Aplicada
Grupo de Investigación: Grupo de trabajo en farmacología básica, clínica y aplicada
Universidad Nacional de Colombia Facultad Medicina, Departamento de Ciencias Fisiológicas.
Bogotá D.C, Colombia 2013
A Dios que me inspira y guía mi camino, mis
logros son suyos porque en todo momento
siento su presencia.
A mi familia.
Mi abuela, mi mamá y mi hermanita, son mi
principal motivación, nuestro progreso es ha
sido y será mi meta.
En lugar de ser un hombre de éxito, busca
ser un hombre valioso; lo demás llegará
naturalmente.
Albert Einstein
Agradecimientos
A mí Maestro y director de Tesis de Grado a quien admiro, DOCTOR OSCAR ARMANDO GARCÍA VEGA, por creer en mis capacidades, en este trabajo, por enseñarme a través del ejemplo y por ayudar a hacer de mí, un mejor profesional y mejor ser humano le quedaré por siempre agradecido. Al DOCTOR MIGUEL EDUARDO MARTÍNEZ SÁNCHEZ, director de la Maestría en Fisiología, por su mente abierta y permitir que profesionales de distintas áreas realicen la Maestría, por creer en mis capacidades y por facilitarme los recursos para la consecución de la anterior investigación. Al DOCTOR LUIS EDUARDO CRUZ, docente asociado de la Maestría en Fisiología por ayudar a formarme como Fisiólogo, con su ejemplo es uno de mis más altos puntos de referencia. A la DOCTORA SANDRA GUEVARA, coordinadora del laboratorio de calorimetría del Departamento de Nutrición por creer en el proyecto y permitirme utilizar los equipos y espacios a su cargo para la realización del mismo. A todos los DOCENTES Y COMPAÑEROS DE LA MAESTRÍA EN FISIOLOGÍA, ustedes con sus opiniones enriquecieron mi trabajo y mi formación.
A mis evaluadores
DOCTORA MERCEDES MORA
DOCTOR EDGAR CORTES REYES
Por dedicar tiempo a la corrección de mi trabajo y realizar valiosos aportes a mi
formación.
A la profesora ERICA MABEL MANCERA SOTO, por sus aportes al inicio de la
investigación.
A mi amigo JAIME TOMÁS ROJAS VALENCIA por ayudarme en las evaluaciones
médicas de los voluntarios que participaron en la investigación.
A todos LOS VOLUNTARIOS de la investigación, que creyeron en el proyecto y
participaron en el mismo sin ningún tipo de retribución económica.
VIII
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
A la FACULTAD DE MEDICINA, UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, por todos sus recursos por el apoyo de su personal Docente y administrativo para la consecución de esta investigación y de mi formación académica.
A la FACULTAD DE ENFERMERÍA, UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, por creer en mí y contratarme como Docente de Morfo-fisiología lo que me permitió tener recursos para mi manutención personal mientras realizaba la investigación y la Maestría.
A la UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA, por la formación integral que me dieron que
permitió que fuese competente para la realización de esta investigación y de la Maestría,
en especial al señor Decano EDWIN ALZATE BARÓN por sus consejos y ánimo
permanente.
Al Maestro LEONEL MORALES REINA, ex director del Programa de Ciencias del
Deporte que desde el cielo, inspira y alienta mi deseo de hacer de las Ciencias del
Deporte y de la Fisiología del Ejercicio, un foco de desarrollo para el país.
A todos MIS MAESTROS durante mi formación académica en los distintos escenarios
donde me he desarrollado.
Por último a TODAS LAS PERSONAS que me hayan colaborado de cualquier forma en
la consecución de la anterior investigación.
Resumen y Abstract IX
Resumen
La presente investigación tuvo como objetivo ―evaluar el comportamiento del gasto
energético en hombres sedentarios con sobrepeso durante la realización de un protocolo
de ejercicio submáximo, en tres intervenciones diferentes, bebida con cafeína, bebida
energizante y bebida hidratante sin cafeína (agua), buscando establecer cuál de los
tratamientos induce mayores aumentos del gasto energético usando como principal
fuente energética los lípidos.
Se evaluaron 13 sujetos sedentarios con sobrepeso y obesidad grado I (IMC entre 25–
35), que fueron medidos por calorimetría indirecta durante la realización de 40 minutos
de ejercicio aeróbico submáximo en cicloergómetro, se realizaron tres intervenciones, en
tres sesiones diferentes con cada voluntario: 1) consumo previo de una dosis de cafeína
de 5mg/kg de peso corporal (Nescafé Tradición®); 2) consumo previo de una bebida
energizante (Red Bull® 160 ml) y 3) consumo previo de una bebida hidratante sin
cafeína (agua); evaluados en Bogotá (2650 msnm).
Las mediciones del gasto energético se realizaron en el laboratorio de Calorimetría del
Departamento de Nutrición de la Universidad Nacional de Colombia, con un equipo de
calorimetría indirecta. La financiación del proyecto estuvo a cargo de la Maestría en
Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional de Colombia.
La bebida energizante (Red Bull) indujo aumentos en el gasto energético dentro del 46%
de los voluntarios pero la proporción suficiente para considerarlos cambios significativos
y el cociente respiratorio (RQ) influenciado por la bebida energizante no tuvo cambios
significativos con respecto al tratamiento base (bebida sin cafeína).
La cafeína no aumentó de manera estadísticamente significativa el gasto energético,
pero si indujo en el 54% de los sujetos RQ bajos, sin embargo a pesar de que exista
esta tendencia no alcanza a ser estadísticamente significativa.
X
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
La conclusión principal de este estudio es que no hay diferencias significativas entre
consumir antes del ejercicio aeróbico, agua, café (5mg/kg) o bebidas energizantes, si se
busca aumentar el gasto energético a partir del uso de lípidos como sustrato energético.
Pero es necesario recalcar que la tendencia de los datos del RQ permite inferir que el
consumo de cafeína antes del ejercicio induce la utilización de lípidos como sustrato
energético a pesar de que no aumente el gasto energético, sin embargo las diferencias
halladas en este estudio no son suficientes para afirmarlo categóricamente.
Palabras clave (Términos Mesh)
Metabolismo energético, bebidas energéticas, cafeína, sobrepeso, ejercicio, consumo de
oxígeno.
Contenido XI
Contenido
Resumen ......................................................................................................................... IX
Lista de Figuras ........................................................................................................... XIV
Lista de tablas .............................................................................................................. XV
Lista de Símbolos y abreviaturas. .............................................................................. XVI
1. Introducción ............................................................................................................. 1
2. Marco teórico ............................................................................................................ 3 2.1 Epidemiología del sobrepeso y la obesidad ....................................................... 3
2.1.1 El sobrepeso y la obesidad en Estados Unidos. .............................................. 3 2.1.2 Implicaciones económicas del sobrepeso y la obesidad en Estados Unidos. .. 4 2.1.3 Epidemiología de la obesidad en Colombia ..................................................... 5 2.1.4 Epidemiología de la obesidad en Bogotá ......................................................... 5
2.2 Definición de sobrepeso y obesidad. .................................................................. 6 2.2.1 Sobrepeso ....................................................................................................... 6 2.2.2 Obesidad ......................................................................................................... 6
2.3 Diagnóstico del sobrepeso y la obesidad ........................................................... 7 2.3.1 Índice de masa corporal (IMC) ......................................................................... 7 2.3.2 Determinación del porcentaje graso................................................................. 9
2.4 Balance energético ............................................................................................. 9 2.5 Gasto energético .............................................................................................. 10
2.5.1 Influencia del metabolismo basal sobre el gasto energético .......................... 10 2.5.2 Influencia del efecto termogénico de la dieta sobre el gasto energético ......... 12 2.5.3 Influencia de la actividad física sobre el gasto energético .............................. 13
2.6 Técnicas de medición del gasto energético en humanos.................................. 13 2.6.1 Calorimetría directa ....................................................................................... 13 2.6.2 Calorimetría Indirecta..................................................................................... 13
2.7 Cociente respiratorio (RQ) ................................................................................ 16 2.7.1 RQ para los hidratos de carbono ................................................................... 17 2.7.2 RQ para los lípidos ........................................................................................ 17 2.7.3 RQ para las proteínas .................................................................................... 17 2.7.4 RQ de una alimentación mixta ....................................................................... 18
2.8 Unidad de Medida: Caloría (cal) ....................................................................... 18 2.9 Cálculo del gasto energético (kcal) utilizando el método de Weir ..................... 19 2.10 La cafeína ........................................................................................................ 20
2.10.1 Formas de presentación ................................................................................ 20 2.10.2 Consumo actual de cafeína ........................................................................... 21 2.10.3 Fuentes naturales de la cafeína ..................................................................... 21
XII
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un
protocolo de ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
2.10.4 Metabolismo de la cafeína ..............................................................................21 2.10.5 Modo de acción de la cafeína .........................................................................22 2.10.6 Dosis de cafeína que estimulan cambios en el gasto energético ....................23 2.10.7 Seguridad y efectos adversos de la cafeína ...................................................23 2.10.8 Tolerancia y dependencia a la cafeína ...........................................................24
2.11 Bebidas Energizantes ....................................................................................... 25 2.11.1 Qué son las bebidas energizantes..................................................................25 2.11.2 Ingredientes de la bebida energizante utilizada en la presente investigación .25
2.11.3 Consumo actual de bebidas energizantes ..................................................... 26 2.11.4 Efectos a corto plazo del consumo de bebidas energizantes (BE).................27 2.11.5 Efectos a largo plazo ......................................................................................28
2.12 Antecedentes del efecto de la cafeína sobre el gasto metabólico y sobre la pérdida de peso ........................................................................................................... 29
2.12.1 Cafeína y metabolismo o cafeína y pérdida de peso .....................................29 2.13 Influencia de las bebidas energizantes sobre el gasto energético ..................... 31 2.14 Características específicas del ejercicio que induce la oxidación de las grasas 33 2.15 Cálculo de la frecuencia cardiaca máxima ........................................................ 33 2.16 Cálculo de la Frecuencia Cardíaca de Reserva ............................................... 34
3. Planteamiento del problema y justificación ..........................................................35
4. Pregunta de Investigación......................................................................................38
5. Objetivos .................................................................................................................39 5.1 Objetivo general ................................................................................................ 39 5.2 Objetivos específicos ........................................................................................ 39
6. Metodología .............................................................................................................41 6.1 Diseño del estudio ............................................................................................ 41 6.2 Población de estudio ......................................................................................... 41
6.2.1 Criterios de inclusión ......................................................................................41 6.2.2 Criterios de exclusión. ....................................................................................42 6.2.3 Tamaño Muestral: ..........................................................................................42
6.3 Variables analizadas ......................................................................................... 43 6.4 Hipótesis de trabajo .......................................................................................... 43
6.4.1 Hipótesis Nula ................................................................................................43 6.4.2 Hipótesis Alternativa .......................................................................................43
6.5 Procedimientos del estudio ............................................................................... 44 6.5.1 Convocatoria de los sujetos del estudio .........................................................44 6.5.2 Proceso de información a los voluntarios .......................................................44 6.5.3 Valoración médica ..........................................................................................44 6.5.4 Instrumentos ..................................................................................................45 6.5.5 Desarrollo del protocolo de medición ..............................................................46 6.5.6 Protocolo de ejercicio. ....................................................................................47 6.5.7 Preparación de la dosis y administración........................................................48 6.5.8 Protocolo de aplicación de la prueba. .............................................................49
Contenido XIII
6.6 Consideraciones éticas .................................................................................... 51 6.7 Análisis estadístico ........................................................................................... 52
7. Resultados .............................................................................................................. 53 7.1 Datos demográficos ......................................................................................... 53 7.2 Resultados individuales de las variables de gasto energético y del RQ. ........... 55
7.2.1 Consumo de oxígeno durante la prueba ........................................................ 55 7.2.2 Comportamiento del gasto energético GE. .................................................... 57 7.2.3 Gramos de carbohidrato utilizado como fuente energética por litro de O2 consumido (GCh/LO2) ............................................................................................. 59 7.2.4 Gramos de lípidos utilizados como fuente energética por litro de O2 consumido (GLip/O2) ............................................................................................... 61
7.3 Resultados del análisis individual de las variables a través del área bajo la curva 63
7.3.1 Comportamiento del área bajo la curva del RQ durante la prueba ................. 64 7.3.2 Comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto Energético GE Unidades. ................................................................................................................. 66 Tabla 12 de Comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto Energético GE Unidades. ................................................................................................................. 66
8. Discusión ................................................................................................................ 68 8.1 Falencias y dificultades del estudio: ................................................................. 70
9. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................ 72 9.1 Conclusiones .................................................................................................... 72 9.2 Recomendaciones ............................................................................................ 73
ANEXOS ......................................................................................................................... 74
Bibliografía .................................................................................................................. 105
Contenido XIV
Lista de Figuras
Pág. Ilustración 1 Epidemiología de la obesidad en el mundo. .................................................. 3
Ilustración 2 Tendencia en sobrepeso, obesidad y obesidad extrema en hombres de 20 a
74 años en Estados Unidos entre 1960 hasta el 2010. .................................................... 4
Ilustración 3 Prevalencia de sobrepeso y obesidad en adultos de 18 a 64 años a nivel
nacional, según sexo y grupos de edad. ........................................................................... 5
Ilustración 4 Balance Energético. .................................................................................... 10
Ilustración 5 Gráficas Calorimetría Indirecta .................................................................... 15
Ilustración 6 protocolo de ejercicio utilizado. ................................................................... 47
Ilustración 7 Comparación del consumo de oxígeno durante la prueba.......................... 56
Ilustración 8 Comparación del comportamiento del Gasto Energético ............................. 58
Ilustración 9 Comparación de los gramos de carbohidrato utilizado como fuente
energética por litro de O2 consumido (GCh/LO2) ........................................................... 60
Ilustración 10 Comparación de los gramos de lípidos utilizados como fuente energética
por litro de O2 consumido (GLip/O2) ............................................................................... 62
Ilustración 11 Cálculo del área bajo la curva por el método de trapecios. ....................... 63
Ilustración 12 Comparación de los resultados del análisis individual de las variables a
través del área bajo la curva del consumo de oxígeno. ................................................... 64
Ilustración 13 Comportamiento del área bajo la curva del RQ durante la prueba ............ 65
Ilustración 14 Comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto energético GE....... 67
Contenido XV
Lista de tablas
Pág. Tabla 1 Clasificación de obesidad según el índice de masa corporal ............................... 7
Tabla 2 Factores de Weir, para el cálculo del gasto energético. .................................... 20
Tabla 3 Ingredientes de la bebida energizante, que se utilizó en la misma cantidad
administrada a los pacientes voluntarios de la presente investigación, corresponde a dos
latas ó 16-oz ó 500 ml. .................................................................................................. 25
Tabla 4 Tabla de operacionalización de las variable incluidas en el estudio .................. 43
Tabla 5 Dosis de cafeína administrada a cada paciente. ............................................... 48
Tabla 6 de las medias de los datos demográficos de los participantes. ........................ 54
Tabla 7 de los promedios del consumo de oxígeno en cada paciente cuando realizaron
la prueba con el consumo previo de agua, café y bebida energizante. ......................... 55
Tabla 8 Promedios del gasto energético en cada paciente cuando realizaron la prueba. 57
Tabla 9 Muestra los promedios de los gramos de carbohidrato utilizados como fuente
energética, por litro de oxígeno consumido en cada paciente cuando realizaron la prueba
con el consumo previo de agua, Café y bebida energizante. .......................................... 59
Tabla 10 Muestra los promedios de gramos de lípidos utilizados como fuente energética
por litro de oxígeno consumido GLip/O2 en cada paciente cuando realizaron la prueba
con el consumo previo de agua, Café y bebida energizante. .......................................... 61
Tabla 11 Muestra los promedios de las áreas RQ en cada paciente cuando realizaron la
prueba con el consumo previo de agua, Café y bebida energizante. .............................. 64
Tabla 12 De comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto Energético GE
Unidades. ....................................................................................................................... 66
Tabla 13 De equivalentes térmicos del oxígeno para el cociente respiratorio no proteico,
incluyendo el porcentaje de kilocalorías y gramos procedentes de los hidratos de carbono
y las grasas. ................................................................................................................... 79
Tabla 14 Lista de alimentos que contienen cafeína ........................................................ 82
Tabla 15 Escala de percepción del esfuerzo de borg ..................................................... 85
Tabla 16 Presupuesto .................................................................................................... 86
Tabla 17 Cronograma de actividades ............................................................................. 89
Tabla 18 Artículos consultados para la realización de la investigación. .......................... 91
XVI
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un
protocolo de ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Lista de Símbolos y abreviaturas.
Símbolos con letras latinas
Símbolo Término Unidad SI Definición
%FCdeRes Porcentaje de frecuencia cardiaca de
reserva
°C Grados centígrados °C
AGL Ácidos grasos libres
ASCM American Collage Sport Medicine
BTPS
Body temperature Pressure standard
Cal Caloría Cal
Co2 Dióxido de carbono mmol
ECG Electrocardiograma
FC de reposo Frecuencia cardiaca de reposo
FCmax Frecuencia cardiaca máxima
gal Galones gal
I Corriente I Corriente
IMC Índice de masa corporal IMC Peso (Kg) / (talla
mt2
kcal kilocaloría kcal
Kg Kilogramos Kg Masa.
mg miligramos mg masa
mmHg Milímetros de Mercurio mmHg Presión
O2 Oxigeno mmol
PGC Porcentaje de Grasa Corporal % PGC
R Resistencia R Resistencia
RER Cociente del intercambio respiratorio en ejercicio intenso.
RER Vco2/ Vo2
RQ Cociente Respiratorio RQ Vco2/ Vo2
SC Superficie Corporal m2 Superficie Corporal
Talla Talla m Estatura
Contenido XVII
Símbolo Término Unidad SI Definición
V V V V
VCO2 Co2 espirado L/min Volumen
VE (BTPS) Volumen de aire espirado en condiciones
de temperatura corporal estándar L/min Volmen Espirado
VO2 Consumo de oxígeno L/min Volumen
Abreviaturas Abreviatura Término
%KCCh Porcentaje de Kilocalorías procedentes de Carbohidratos.
%KCGR Porcentaje de Kilocalorías que procede de lípidos.
AGL Ácidos grasos libres.
AMP Adenosín mono fosfato
B EN Bebida energizante
BE Bebida energizante
BE Bebida energizante
BEBIDA E Bebida energizante
CARBH Carbohidrato
ENSIN Encuesta Nacional de la Situación Nutricional en Colombia.
ETD Efecto termogénico de los alimentos
FC Frecuencia cardiaca
GCh/LO2 Gramos de carbohidrato utilizado como fuente energética por litro de oxígeno consumido.
GE Gasto Energético
GE Gasto energético
GER Gasto energético en reposo.
GLip/O2 Gramos de lípidos utilizados como fuente energética por litro de oxígeno consumido.
IASO International association for the study of the obesity.
IC Intervalo de confianza
ICI Intervalo de confianza inferior
ICS Intervalo de confianza superior
Máx Máxima
MB Metabolismo Basal
OMS Organización mundial de la salud
RDA CONTENIDO DE
RPE Valores de esfuerzo percibido
SD Desviación estándar
TMB Tasa Metabólica Basal
1. Introducción
El sobrepeso y la obesidad son una epidemia que continúa en aumento en el mundo;
según datos de la OMS, se calcula que hay 310 millones de personas con obesidad y
775 millones más están en sobrepeso. (Cheryl D. 2012).
Datos recientes de National Health and Nutrition Examination Survey, muestran que el
66% de la población en Estados Unidos tiene problema de sobrepeso y obesidad,
comparado con el 14% que en 1980; en dos décadas esta prevalencia se duplicó. (Cheryl
D. 2012).
La situación en los países de la Unión Europea es similar, la prevalencia de la obesidad
ha venido aumentando desde 1985 hasta la fecha (IASO.ORG). Colombia sigue la misma
tendencia, según la última Encuesta Nacional de Nutrición y Salud en Colombia ENSIN
2010 (ICBF 2011), la prevalencia de la obesidad en la población colombiana adulta entre
18 a 64 años en solo 5 años pasó de 45,9% en 2005 al 51,2% en el 2010.
La principal causa de la obesidad y el sobrepeso se le ha atribuido a un desbalance
entre el consumo de energía y el gasto energético total. Cuando la ingesta de energía
supera el gasto energético durante largo tiempo, se va almacenando el exceso de
energía en forma de lípidos, que se acumulan en el tejido adiposo induciendo hipertrofia
(aumento de volumen de cada célula adiposa) e hiperplasia (multiplicación de las células
adiposas), por ende aumenta el porcentaje de grasa corporal y en consecuencia
aumenta el peso. (Gil 2010; McArdle 2010; Wilmore 2007, Rena 2006).
Por lo anterior, la presente investigación tuvo como objetivo, evaluar el comportamiento
del gasto energético de hombres sedentarios con sobrepeso durante la realización de un
protocolo de ejercicio submáximo, en tres intervenciones diferentes, bebida con cafeína,
bebida energizante, y bebida hidratante sin cafeína (agua).
La obesidad es una enfermedad metabólica crónica no transmisible que tiene una amplia
asociación con múltiples problemas de salud. En la actualidad se sabe que la obesidad
2 Introducción
constituye un factor de comorbilidad con diferentes enfermedades tales como:
enfermedad arterial coronaria, hipertensión, diabetes mellitus tipo II ii, enfermedad renal
terminal, colecistitis, apnea obstructiva de sueño, cáncer de mama, cáncer endometrial,
cáncer de células renales y cáncer de colon-rectal, entre otras. (Russell G, 2011).
Las altas prevalencias del sobrepeso y la obesidad en las poblaciones de los países
desarrollados y en los países en vía de desarrollo como Colombia y Latinoamérica en
general, están causando serios problemas de salud pública, lo que ha traido como
consecuencia que el porcentaje de presupuesto destinado para el tratamiento de estas
enfermedades aumente. Russell G, en el año 2011 señala que el gobierno de Estados
Unidos pasó de invertir 102.2 billones de dólares en 1999 a 147 billones de dólares en el
2008 en tratamientos relacionados con la obesidad (Russell G, 2011; IASO.ORG).
Mientras la prevalencia del sobrepeso y la obesidad sigan aumentando también
continuarán incrementándose los costos asociados a su tratamiento por lo tanto el
impacto que tiene el sobrepeso y la obesidad sobre la salud pública de los países,
justifica plenamente su investigación,
Buscando identificar nuevas herramientas terapéuticas para el tratamiento del sobrepeso
y la obesidad se planteó el objetivo de la investigación, que, puede ser la base para
estudios adicionales que permitan confirmar o descartar el efecto terapéutico de dichas
sustancias en combinación con ejercicio, para el tratamiento del sobrepeso y la obesidad.
Si se confirma posteriormente con un estudio longitudinal, que alguna de estas dos
sustancias (cafeína o bebida energizante) aumenta el gasto energético a partir del uso de
lípidos como fuente energética, se puede sugerir su implementación como coadyuvante a
tratamientos para perder peso, trayendo como consecuencia lógica múltiples beneficios,
como mayor adherencia a los tratamientos por parte de los pacientes, elevación del
autoestima de los mismos y beneficios de costo efectividad para todo el sistema de
salud.
Colombia es un país en vía de desarrollo y con investigaciones como esta se contribuye
al avance del conocimiento en amplios campos como: Medicina, Nutrición, Fisiología del
Ejercicio y Entrenamiento Deportivo, con una investigación pragmática, aplicada en
condiciones ambientales y poblacionales específicas de Bogotá, Colombia
2. Marco teórico
2.1 Epidemiología del sobrepeso y la obesidad
Según datos de la Asociación Internacional para el Estudio de la Obesidad (IASO) en el
2010 se estimó que a nivel mundial un billón de personas adultas tenía sobrepeso y 475
millones eran obesos.
Ilustración 1 Epidemiología de la obesidad en el mundo.
Los países en rojo indican alta prevalencia de obesidad, en azul la menor prevalencia y en rosado una prevalencia intermedia. Nótese la alta prevalencia en los países de Norte-América y algunos países de Europa. (IASO.ORG).
En los 27 países miembros de la Unión Europea, aproximadamente el 60% de las
personas adultas tienen sobrepeso u obesidad, esto sería equivalente a 260 millones de
adultos.
2.1.1 El sobrepeso y la obesidad en Estados Unidos.
Según datos de la National Health and Nutrition Examination Survey, la prevalencia del
sobrepeso y obesidad en adultos Norte Americanos ha venido aumentando, desde los
años 1960s hasta el 2010, sin distinguir género u origen étnico. Cheryl D (2012).
4
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
En la última National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2009-2010,
aplicada a adultos de ambos géneros con más de 20 años de edad, se encontró que un
33% de los adultos encuestados están en sobrepeso, 35,7% son obesos y 6,3% están en
obesidad extrema. Cheryl D (2012).
Ilustración 2 Tendencia en sobrepeso, obesidad y obesidad extrema en hombres de 20 a 74 años en Estados Unidos entre 1960 hasta el 2010.
Tomado de Prevalence of Overweight, Obesity, and Extreme Obesity Among Adults: UnitedStates, Trends 1960–
1962 Through 2009–2010 traducido y adaptado por Guillermo Castellanos.
Llama la atención el dramático incremento de la obesidad entre 1980 y 2004, en solo
dos décadas se duplicó la cantidad de personas obesas. En el 2006 cerca del 34% de la
población de adultos (aproximadamente 60 millones de personas) se clasificaban como
obesos, comparados con solo el 14.5% en 1980. (Cheryl D 2012; Flegal KM 2002;
McArdle 2010).
2.1.2 Implicaciones económicas del sobrepeso y la obesidad en Estados Unidos.
Una amplia asociación con la comorbilidad ha sido unida a la obesidad, lo que hizo que
la cantidad de dinero asignada para el tratamiento de la obesidad en 1999 fuera de
$102.2 billones de dólares; pero así como se incrementa el número de personas obesas
también lo hacen los costos médicos que ellos necesitan, los cuales en el 2008, se
totalizaron aproximadamente en $147 billones de dólares. (Russell G, 2011)
Marco Teórico 5
En Colombia no se encuentra concretado el costo que tiene para el sistema de salud el
cuidado y tratamiento de condiciones relacionadas con la obesidad, pero observando el
aumento de personas con sobrepeso y obesidad se puede intuir que los gastos médicos
que éstas requieren también deben incrementarse.
2.1.3 Epidemiología de la obesidad en Colombia
Ilustración 3 Prevalencia de sobrepeso y obesidad en adultos de 18 a 64 años a nivel nacional, según sexo y grupos de edad.
Tomado de ENSIN.2010 (ICBF 2011)
Las cifras de exceso de peso aumentaron en los últimos cinco años en 5,3 puntos
porcentuales (2005: 45,9% y 2010: 51,2%). Para el 2011 la prevalencia del trastorno de
peso en población masculina mayor de 18 años por obesidad fue del 11,5%, frente al
20,1% presentado en mujeres. (Ministerio de Salud República de Colombia, 2011)
2.1.4 Epidemiología de la obesidad en Bogotá
Un aspecto denominado crucial para la capital de Colombia está relacionado con el
aumento de la prevalencia el sobrepeso y la obesidad en la población de 18 a 64 años,
ya que uno de cada dos bogotanos tiene exceso de peso; para el año 2010 la
prevalencia fue de 51,3%, con un ascenso de 2,7% frente a los resultados obtenidos en
2005. (Secretaría de Salud de Bogotá D.C, 2012)
Según lo expuesto anteriormente es importante hacer la diferencia entre sobrepeso y
obesidad para evitar confusiones a lo largo de la temática.
6
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
2.2 Definición de sobrepeso y obesidad.
2.2.1 Sobrepeso
El sobrepeso es la consecuencia final del desbalance energético, cuando el consumo
de energía supera el gasto energético durante un largo período de tiempo. (Rena 2006).
2.2.2 Obesidad
Etimológicamente, el término obesidad deriva del verbo latino obedere, que significa
devorar, comer completamente, proviene del Ob= Todo y edere= comer. De ahí proviene
el término latino obesus, que es el que realiza la acción de obedere. Los Romanos ya
realizaron sus campañas contra la obesidad, como bien queda reflejado en el conocido
proverbio latino: ―Edere ad vivendum, et non vivere ad edendum‖ que en nuestro idioma
significa: ―comer para vivir, y no vivir para comer‖. (Gil, 2010).
La obesidad es una enfermedad crónica que se caracteriza por un aumento de la masa
grasa y en consecuencia por un incremento de peso corporal con respecto al que le
correspondería tener a una persona por su talla, edad y sexo. Con esta definición se
excluyen otras situaciones en las que el aumento de peso tiene lugar a expensas de la
masa magra, como sucede en los deportistas, o cuando se debe a la importante
retención hídrica, como a veces ocurre en algunas enfermedades hepáticas o renales.
No han sido establecidos estándares exactos para los porcentajes de grasa permitidos.
No obstante, los hombres con más del 25% de grasa corporal y las mujeres con más del
35% deben ser considerados como obesos. Los hombres con porcentajes de grasa
corporal entre el 20% y el 25% y las mujeres con valores de entre el 30 y el 35% deben
considerarse limítrofes con la obesidad. (Wilmore 2007).
Para la clasificación y determinación del sobrepeso y obesidad en esta investigación se
consideran las siguientes técnicas y parámetros antropométricos
Marco Teórico 7
2.3 Diagnóstico del sobrepeso y la obesidad
2.3.1 Índice de masa corporal (IMC)
El índice de Quetelet o índice de masa corporal es el parámetro antropométrico más
utilizado mundialmente para realizar el diagnóstico del sobrepeso y la obesidad y para
establecer sus distintos grados. Se define como el peso del individuo, expresado en
kilogramos, dividido por su talla al cuadrado, expresada en metros. (Gil, 2010).
Tipos de sobrepeso y obesidad, clasificación según el índice de masa corporal
Se ha demostrado que es el método de clasificación de la obesidad que tiene mejor
correlación con el porcentaje de grasa corporal y con el riesgo de morbimortalidad.
El diagnóstico de sobrepeso se establece cuando el IMC es ≥ 25-29.9 kg/m2 y el de
obesidad cuando el IMC es de 30≥ Kg/m2. Los criterios de la OMS para la clasificación
del peso corporal en adultos según el IMC son los siguientes:
Tabla 1 Clasificación de obesidad según el índice de masa corporal
Tomado de: Tratado de Nutrición (Gil 2010).
El Documento de consenso de la Sociedad Española para el Estudio de la Obesidad
(SEEDO) en el año 2000 definió un nuevo grado, el de obesidad extrema, para aquellos
pacientes con un IMC ≥ 50 kg/m2. Así mismo, subdividió el sobrepeso en dos categorías:
25-26,9, sobrepeso grado I, y 27-29,9, sobrepeso grado II, (Gil, 2010).
CLASIFICACIÓN
IMC (KG/ M2)
RIESGO DE TRASTORNOS ASOCIADOS
Peso bajo ≤ 18,5 Alto
Normopeso 18,5 – 24,9 Medio
Sobrepeso grado I 25 - 26,9 Aumentado
Sobrepeso grado II 27 – 29,9 Moderado
Obesidad grado I 30 – 34,9 Alto
Obesidad grado II 35 – 39, 9 Muy Alto
Obesidad grado III (mórbida) 40 – 49,9 Muy Alto
Obesidad Grado IV (extrema) >50 Extremadamente Alto
8
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Limitaciones del IMC
A pesar de su utilización generalizada en el ambiente clínico y científico el IMC presenta
algunas limitantes que pueden llevar a una subestimación o sobrestimación de los
valores que con su aplicación se hallen, dado que no tiene en cuenta la composición
proporcional de cuerpo. Específicamente, el numerador de la ecuación del IMC está
afectado por otros factores diferentes del exceso de grasa corporal (masa ósea y
muscular e incluso el aumento al volumen plasmático inducido por el entrenamiento
físico). Un IMC elevado puede dar lugar a una interpretación incorrecta de sobrepeso en
las personas delgadas con un exceso de masa muscular, cuando en realidad la elevación
del IMC la ocasiona la constitución genética o el entrenamiento físico.
Otra de las limitaciones del índice de masa corporal es que asume que existe una
relación entre el IMC y el porcentaje de grasa corporal que es independiente de la edad,
el género, la etnia o la raza pero esto no resulta ser del todo cierto. Por ejemplo, para un
determinado IMC los asiáticos tienen un mayor contenido de grasa corporal comparado
con los Caucásicos y por lo tanto tienen un mayor riesgo de enfermedades relacionadas
con el exceso de grasa corporal. Un mayor porcentaje de grasa corporal para un
determinado IMC también se presenta entre las mujeres Hispano Americanas cuando se
comparan con mujeres Euroamericanas y Afroamericanas. (McArdle 2010).
Dadas las limitaciones del IMC para determinar el porcentaje de grasa corporal es
posible obtener dicho porcentaje con el uso de otras técnicas como la
Bioimpedanciometría.
Marco Teórico 9
2.3.2 Determinación del porcentaje graso
Análisis bio-eléctrico de impedancia.
Una pequeña corriente alterna que pasa entre dos electrodos va más rápidamente a
través de los tejidos corporales hidratados sin grasa y el agua extracelular, que en el
tejido graso u óseo debido al mayor contenido de electrolitos (menor resistencia eléctrica)
del componente sin grasa. En esencia, el agua corporal conduce el flujo de cargas
eléctricas, entonces cuando el flujo de corriente atraviesa el fluido, sensibles
instrumentos pueden detectar la impedancia del agua. La impedancia al flujo de corriente
eléctrica es calculada por la medida de la corriente y el voltaje basado en la ley de Ohm
(R= V/I, donde R= resistencia, V= volumen y I= corriente. Esta relación puede cuantificar
el volumen de agua dentro del cuerpo, el porcentaje de grasa corporal y la masa libre de
grasa. La literatura reconoce que esta técnica se ve afectada de manera directa por la
cantidad de agua que haya consumido el sujeto antes de la medición. (McArdle 2010).
Si bien las técnicas y parámetros proporcionan datos valiosos para conocer el estado del
individuo, se hace necesario conocer el funcionamiento energético del organismo.
2.4 Balance energético
Las funciones vitales del organismo requieren un determinado gasto energético, que
debe ser compensado por el valor calórico aportado por los alimentos y las bebidas de la
dieta. El balance energético atiende a las leyes de la termodinámica y se expresa según
la siguiente ecuación:
Balance energético= energía ingerida - gasto energético
En situaciones de equilibrio, el ajuste entre la energía ingerida en los alimentos y el
consumo calórico diario se alcanza a través de diferentes mecanismos homeostáticos
que controlan con gran precisión el apetito y el gasto energético, evitando grandes
fluctuaciones en la adiposidad y en el peso corporal. En la regulación del peso y la
composición corporal también intervienen procesos de control metabólico, de la
termogénesis y adipogénesis por medio de señales aferentes y eferentes. En este
sentido, la obesidad se define como un trastorno metabólico crónico caracterizado por la
existencia de un balance energético positivo prolongado a lo largo del tiempo, que
10
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
conduce a un depósito graso más elevado del que se considera como referencia. Así, la
obesidad es el resultado, básicamente, de un aumento del aporte de macronutrientes y/o
una disminución del gasto energético en relación con las demandas del organismo.
Ilustración 4 Balance Energético.
. (Tomado de López Fontana 2003)
2.5 Gasto energético
El organismo tiene unas necesidades energéticas destinadas a mantener las funciones
vitales, el crecimiento y el nivel apropiado de actividad física. La energía ingerida a
través de los alimentos no es aprovechada en su totalidad, ya que aproximadamente un
5% se pierde con las heces, la orina y el sudor; el resto es lo que se considera energía
metabolizable. Esta energía va a ser destinada y utilizada por el organismo para el
metabolismo basal, la actividad física y el efecto termogénico de los alimentos,
fundamentalmente. (López Fontana 2003; Vargas M, 2011).
2.5.1 Influencia del metabolismo basal sobre el gasto energético
El metabolismo basal (MB) constituye el 60-75% del gasto energético diario total. La tasa
metabólica basal (TMB) es la fracción del gasto energético consumida por un sujeto que
Marco Teórico 11
está acostado, en reposo físico y mental, tras 12 horas de ayuno y en condiciones de
neutralidad térmica. Se encuentra influido por factores como:
El tamaño y la composición corporal: las personas de talla más grande tienen
tasas metabólicas mayores que las de menor corpulencia. El principal factor
individual que determina el consumo de energía en reposo es la masa libre de
grasa o masa magra. La masa libre de grasa es el tejido metabólicamente activo
en el organismo, de manera que gran parte de las variaciones en el consumo de
energía en reposo son explicables por variaciones en la masa magra.
La edad: la pérdida de la masa magra a medida que avanza la edad se relaciona
con una disminución en la tasa metabólica en reposo, contribuyendo entre un 2 a
un 3% en la disminución por decenio después de la edad en que la persona se
convierte en adulto. Estas modificaciones en la composición del organismo con la
edad se atenúan con el ejercicio, el cual ayuda a mantener una mayor masa
corporal magra y por tanto, una tasa metabólica en reposo más alta.
El género: las diferencias entre hombres y mujeres en la tasa metabólica se
atribuyen principalmente a diferencias en el tamaño y la composición corporal.
Las mujeres que, generalmente tienen más grasa en proporción al músculo que
los varones, muestran tasas metabólicas menores, en un orden aproximado de un
5 a un 10%, que los varones de peso y talla similares.
El ciclo menstrual: la tasa metabólica de las mujeres adultas fluctúa con el ciclo
menstrual, estimándose un promedio de 359 kcal/día de diferencia en la tasa
metabólica basal entre su punto bajo, más o menos una semana antes de la
ovulación en el día catorce, y su punto alto, justo antes de que comience la
menstruación.
Durante el embarazo, la tasa metabólica en reposo parece disminuir en las
primeras etapas, en tanto que en las fases más adelantadas aumenta (del orden
del 10-15% por cada kg de incremento de peso) debido a los procesos de
crecimiento uterino, placentario, fetal y por el mayor trabajo cardíaco de la madre.
El balance neuroendocrino: el estado hormonal ejerce un efecto en la tasa
metabólica, en particular en trastornos endocrinos, como el hipertiroidismo y el
hipotiroidismo, en los que aumentan o disminuyen, respectivamente, las
12
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
demandas de energía. La estimulación del sistema nervioso simpático, como la
que se presenta durante la excitación emocional o el estrés, incrementa la
actividad celular al liberar adrenalina, la que actúa directamente favoreciendo la
glucogenólisis. Otras hormonas como el cortisol, la hormona del crecimiento y la
insulina, también influyen en la tasa metabólica.
Situaciones febriles: la fiebre aumenta la tasa metabólica en casi un 7% por cada
grado de elevación en la temperatura corporal por encima de 35,5 °C, y en un
13% por cada grado superior a los 37°C.
Ejercicio físico: los atletas con más desarrollo muscular muestran un aumento de
cerca de 5% en el metabolismo basal respecto a lo observado en individuos no
atléticos, en virtud de su mayor masa libre de grasa. El ejercicio habitual no
ocasiona una estimulación prolongada importante de la tasa metabólica por
unidad de tejido activo, pero sí origina una tasa metabólica del 8 al 14% más alta
en los varones con actividad de moderada a alta, debido a la mayor masa magra
corporal. (López 2003)
2.5.2 Influencia del efecto termogénico de la dieta sobre el gasto energético
El efecto termogénico de los alimentos (ETD) constituye la fracción más pequeña del
gasto energético total; en una dieta mixta no supera el 10% del gasto energético total y
varía con la composición y el tamaño de la comida.
El ETD consta de dos componentes: el obligatorio y el facultativo o adaptativo. El
componente obligatorio representa el 60-70% de la respuesta térmica total y se debe al
costo energético necesario para la digestión, absorción, distribución y almacenamiento
de los nutrientes ingeridos. El sistema nervioso parasimpático controla este componente
en todas aquellas fases en las que el organismo asimila los nutrientes. El componente
facultativo o adaptativo viene modulado por el sistema nervioso simpático y supone el 30-
40% del ETD. (López 2003).
Marco Teórico 13
2.5.3 Influencia de la actividad física sobre el gasto energético
La energía consumida durante la actividad física es el componente más variable del
consumo total de energía. Este componente del gasto energético fluctúa desde un
mínimo del 10% en la persona confinada en una cama hasta más del 50% del consumo
total de energía en deportistas. La energía consumida en las actividades físicas incluye la
que se gasta con el ejercicio voluntario, así como la que se consume involuntariamente
en actividades y en el control postural. (López 2003).
2.6 Técnicas de medición del gasto energético en
humanos
Existen diferentes técnicas para medir el gasto energético humano, en la siguiente
investigación se utilizó la calorimetría indirecta como técnica para medir el gasto
energético en los pacientes con sobrepeso.
2.6.1 Calorimetría directa
Permite cuantificar la energía generada por el cuerpo durante el reposo y el esfuerzo.
Para su medición se requiere una cámara hermética con paredes aisladas térmicamente
y provista de un sistema de agua circulante que absorbe el calor producido dentro de
ella. Este método proporciona una medición de la energía gastada en forma de calor. Las
técnicas de calorimetría directa, aunque son altamente precisas y de gran importancia
teórica, no son prácticas para estudiar el gasto energético humano durante varias
actividades deportivas, recreativas y profesionales. (McArdle 2010, p179)
2.6.2 Calorimetría Indirecta
Utiliza un espirómetro para medir el índice metabólico determinando el consumo de
oxígeno y la producción de dióxido de carbono en un período establecido. Dado que el
oxígeno se utiliza durante las reacciones que producen energía y dióxido de carbono, el
aire espirado contiene menos oxígeno y más dióxido de carbono que el aire inspirado. De
esta forma, el análisis de la diferencia de composición entre el aire inspirado que ingresa
a los pulmones y el espirado, refleja la liberación constante de la energía del cuerpo. Los
estudios en calorimetría están basados en la ―transformación calórica para el oxígeno‖.
14
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Todas las reacciones que liberan energía en el organismo, en última instancia, dependen
de la utilización del oxígeno. La medición del consumo de oxígeno de una persona
durante el ejercicio en estado estable (tasa metabólica constante) permite a los
investigadores obtener un cálculo indirecto, aunque exacto, del gasto energético. La
calorimetría indirecta proporciona un método relativamente sencillo y menos costoso en
comparación con la calorimetría directa. La espirometría de circuito cerrado y la de
circuito abierto son dos métodos habituales de calorimetría indirecta. (McArdle 2010,
p180).
Transformación calórica para el oxígeno
Los estudios con la bomba calorimétrica demuestran que se liberan aproximadamente
4.82 kcal cuando se quema una mezcla de hidratos de carbono, lípidos y proteínas en un
litro de oxígeno. Aún con grandes variaciones de la mezcla metabólica, este valor
calórico para el oxígeno sólo varía ligeramente (entre más o menos 2 y 4%).
Un equivalente energía-oxígeno de 5.0 kcal por litro es un valor adecuado para
transponer cualquier actividad física aeróbica en un marco de referencia de calorías
(energía). La calorimetría indirecta mediante las medidas de consumo de oxígeno
proporciona la base para cuantificar el costo calórico de la mayoría de las actividades
físicas. (McArdle, 2010, p180)
Existen dos técnicas de calorimetría indirecta, la espirometría de circuito abierto y la
espirometría de circuito cerrado. Debido a que se va a medir el gasto energético durante
la realización de ejercicio físico, se va a utilizar la técnica de ―espirometría de circuito
abierto‖.
Marco Teórico 15
Espirometría de circuito abierto
La técnica más utilizada para medir el consumo de oxígeno durante el ejercicio es la
espirometría de circuito abierto. Una persona inhala aire ambiental con una composición
de 20.93% de oxígeno. 0.03% de dióxido de carbono y 70.04 de nitrógeno. La fracción de
nitrógeno incluye también una pequeña cantidad de gases inertes. Las variaciones de los
porcentajes de los gases de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire espirado y el aire
ambiental inspirado refleja el metabolismo energético. De esta forma, el análisis de dos
factores, el volumen de aire respirado durante un período de tiempo determinado y la
composición del aire exhalado, miden el consumo de oxígeno y de aquí se deduce el
gasto energético. (McArdle 2010, p181)
Esta técnica se aplicará utilizando un sistema computarizado, con una inter-fase de
menos de tres instrumentos, un sistema continúo de muestreo para el aire que espira el
sujeto , un medidor de flujo con un dispositivo para grabar el volumen de aire respirado y
un analizador de oxígeno y dióxido de carbono para medir la composición de la mezcla
de los gases espirados. El computador puede hacer los cálculos metabólicos basándose
en las señales que recibe de los instrumentos, luego grafica en la pantalla los datos que
tomó a lo largo de un período de medición.
A continuación en la imagen se puede apreciar un sistema computarizado para medir el
gasto energético similar al utilizado en la investigación.
Ilustración 5 Gráficas Calorimetría Indirecta
(Tomado de McArdle 2010)
16
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
El sistema computarizado ofrece ventajas como facilidad en la operacionalización y
velocidad en el análisis de los datos, pero tiene algunas desventajas, como el alto costo
de los equipos y en ocasiones se pueden presentar retrasos en el sistema, sin importar lo
sofisticado y automatizado que sea.
En el sistema, la salida de los datos refleja la precisión de los aparatos de medición. Por
lo tanto, la precisión y la validación de los instrumentos de medida requieren una
cuidadosa y frecuente calibración que emplee estándares establecidos de referencia.
Para el análisis el sistema utilizado tiene en cuenta algunas variables metabolicas a partir
del sustrato energético utilizado, de esta manera se procede a hacer el cálculo de lo que
se determina como Cociente Respiratorio.
2.7 Cociente respiratorio (RQ)
La oxidación completa de los átomos de carbono e hidrógeno de una molécula a los
productos finales, dióxido de carbono y agua, necesita diferentes cantidades de oxígeno
debido a las diferencias químicas inherentes de la composición de los hidratos de
carbono, los lípidos y las proteínas. Por consiguiente, el sustrato que se metaboliza
determina la cantidad de dióxido de carbono que se produce con relación al oxígeno. El
cociente respiratorio (RQ) es el cociente del intercambio metabólico de gases:
RQ= CO2producido O2 consumido.
El RQ ayuda a aproximar la mezcla de nutrientes que se catalizan para obtener energía
durante el reposo y el ejercicio aeróbico.
Dado que cada sustrato tiene una composición distinta, es necesario revisar los valores
de RQ para cada uno de ellos.
Marco Teórico 17
2.7.1 RQ para los hidratos de carbono
La oxidación completa de una molécula de glucosa necesita seis moléculas de oxígeno y
produce seis moléculas de dióxido de carbono y agua de la forma siguiente:
C6 H12 O6 + 6 O2 6CO2 + 6 H2O
El intercambio de gases durante la oxidación de la glucosa determina un número igual de
moléculas de CO2 producidas y moléculas de O2 consumidas: por lo tanto, el RQ para los
hidratos de carbono es igual a 1.00:
RQ= 6CO2 ÷ 6O2 = 1.00
2.7.2 RQ para los lípidos
La composición química de los lípidos, es diferente a los hidratos de carbono, debido a
que los lípidos contienen considerablemente menos átomos de oxígeno con relación a
los átomos de carbono e hidrógeno. Por consiguiente, el catabolismo de los lípidos
necesita para la obtención de energía más oxigeno con relación a la producción de
dióxido de carbono. El ácido palmítico un ácido graso típico, se oxida a dióxido de
carbono y agua, produciendo 16 moléculas de dióxido de carbono por cada 23 moléculas
de oxígeno que se consumen.
C16 H32 O2 + 23 O2 16CO2 + 16H2O
RQ = 16CO2 ÷ 23 O2 = 0.696
Generalmente, el RQ de los lípidos es de 0.70 variando entre 0.69 y 0.73, dependiendo
de la longitud de la cadena de ácidos graso que se oxida.
2.7.3 RQ para las proteínas
En el organismo las proteínas no se oxidan sencillamente a dióxido de carbono y agua
durante el metabolismo energético, sino que el hígado primero desamina (elimina el
nitrógeno) la molécula de aminoácido y luego el organismo elimina los fragmentos de
nitrógeno y azufre por la orina, el sudor y las heces. El fragmento ceto-ácido que queda
se oxida a dióxido de carbono y agua, para proporcionar energía para el trabajo
biológico. Los ceto-ácidos de cadena corta necesitan más oxígeno con relación al dióxido
18
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
de carbono que producen para conseguir la combustión completa. Por ejemplo, la
proteína albúmina se oxida de la siguiente forma:
C72 H112 N2O22 S + 77O 2 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9CO(NH2)2
RQ = 16CO2 ÷ 77O2 = 0.818
El valor general del RQ de las proteínas es 0.82
Teniendo en cuenta que la alimentación del ser humano reúne los tres sustratos, se hace
necesario conocer cuáles son los valores que se les asignan.
2.7.4 RQ de una alimentación mixta
Durante las actividades que van desde el reposo completo en cama a un ejercicio
aeróbico suave (caminar o corretear lentamente), el RQ rara vez refleja la oxidación de
hidratos de carbono puros o grasa puras, sino que se metaboliza una mezcla de
nutrientes con un RQ intermedio entre 0.70 y 1.00. Para la mayoría de los fines, se
supone un RQ de 0.82 para el metabolismo de una mezcla de un 40% de hidratos de
carbono y un 60% de grasas, aplicando el equivalente calórico de 4.825 kcal por litro de
oxígeno para la trasformación energética. (McArdle2010, p186, 187, 188,199).
En el anexo (B) se encuentra la tabla de Equivalentes térmicos del oxígeno para el
cociente respiratorio no proteico, incluyendo el porcentaje de kilocalorías y gramos
procedentes de los hidratos de carbono y las grasas.
Para cada variable analizada existe una unidad de medida específica junto a un método
para determinarla.
2.8 Unidad de Medida: Caloría (cal)
Es la cantidad de energía calórica necesaria para incrementar la temperatura de 1 ml o g
de agua pura de 14.5º a 15.5º. Término calorique empleado por Lavoisier. Los trabajos
de Joule permitieron obtener la equivalencia con el trabajo por lo que también una 1 cal =
Marco Teórico 19
4.184 julios. Dado que frecuentemente se emplea más de 1 gramo de agua o la de
energía calórica producto de las combustiones es alta, se emplea el múltiplo decimal
kilocaloría (kcal) = 1000 calorías. Como 1 kcal = 4.184 kj, igualmente 1 kj = 0.239 kcal.
Antiguamente se empleaban los términos caloría pequeña para 1 cal y caloría grande
para 1 kcal. (Cruz L.E, 1997).
2.9 Cálculo del gasto energético (kcal) utilizando el
método de Weir
En 1949, J.B. Weir, un médico y fisiólogo escocés de la Universidad de Glasgow,
presentó un método sencillo para calcular el gasto energético a partir de las medidas de
ventilación pulmonar y del porcentaje de oxígeno espirado, con una exactitud ±1% del
método tradicional del cociente respiratorio (RQ).
Ecuación básica
Weir demostró que la fórmula siguiente calculaba el gasto calórico (kcal•min-1) si la
energía liberada por la degradación proteica era de un 12.5% del gasto calórico total (un
porcentaje razonable para la mayoría de las personas):
kcal•min-1 = VE(STPD) x (1.044-[0.0499 x %O2E])
Donde VE(STPD) es la ventilación espirada por minuto corregida a las condiciones estándar
(STPD) y %O2E es el porcentaje de oxígeno del aire espirado. El valor en paréntesis
(1.044-[0.0499 x %O2E]) es el factor de Weir. La tabla 5 proporciona los factores de Weir
para distintos valores de %O2E.
Para utilizar la tabla, hállese el %O2E y el factor de Weir correspondiente. Calcúlese el
gasto calórico en kcal•min-1 multiplicando el factor de Weir por VE(STPD).
Weir también obtuvo la ecuación siguiente para calcular kcal•min-1 a partir del RQ y del
VO2 en L•min-1: kcal•min-1 = [(1.1 x RQ) + 3.9] x VO2
20
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Tabla 2 Factores de Weir, para el cálculo del gasto energético.
%O2E Factor
de Weir
%O2E Factor
de Weir
%O2E Factor
de Weir
%O2E Factor
de Weir
%O2E Factor
de Weir
14.50 .3205 15.50 .2705 16.50 .2206 17.50 .1707 18.50 .1208
14.60 .3155 15.60 .2556 16.60 .2157 17.60 .1658 18.60 .1168
14.70 .3105 15.70 .2606 16.70 .2107 17.70 .1608 18.70 .1109
14.80 .3055 15.80 .2556 16.80 .2057 17.80 .1558 18.80 .1068
14.90 .3005 15.90 .2506 16.90 .2007 17.90 .1508 18.90 .1009
15.00 .2955 16.00 .2456 17.00 .1957 18.00 .1468 19.00 .0969
15.10 .2905 16.10 .2406 17.10 .1907 18.10 .1308 19.10 .0909
15.20 .2855 16.20 .2366 17.20 .1857 18.20 .1368 19.20 .0868
15.30 .2805 16.30 .2306 17.30 .1807 18.30 .1308 19.30 .0809
15.40 .2755 16.40 .2256 17.40 .1757 18.40 .1268 19.40 .0769
De Weir, J.B.:Nuevos métodos para el cálculo del ritmo metabólico con referencia al metabolismo de las proteínas.J. Physiol., 109:1, 1949. (McArdle, 2010).
2.10 La cafeína
La cafeína hace parte de un grupo de purinas liposolubles su nombre químico es: 1.3.7-
Trymethylxatina, debe su nombre ―cafeína‖ a la unión palabra Alemana kaffee y a la
palabra Francesa café, las dos significan café en su traducción al inglés coffee.
(Heckman 2010; Arab 2008)
2.10.1 Formas de presentación
En la actualidad existe una amplia gama de productos que contienen cafeína, incluyendo,
el café, el té, las bebidas gaseosas y otros productos que contienen cocoa, chocolate y
una amplia variedad de medicamentos y suplementos dietarios.
Marco Teórico 21
2.10.2 Consumo actual de cafeína
Hoy aproximadamente el 80% de la población mundial consume productos con cafeína
todos los días y el 90% de los adultos en Norte América consume cafeína como parte de
su dieta diaria. (Heckman 2010; Ogawa and Ueki 2007).
Las bebidas con cafeína son consumidas por diferentes segmentos de la sociedad
incluyendo niños, adolescentes y adultos de ambos géneros. Sin embargo en estos
segmentos poblacionales, el consumo diario de cafeína varía así como los tipos de
productos que contienen cafeína que se consumen. En Estados Unidos, los adultos
consumen en promedio 4 mg/kg de peso corporal por día, lo que equivale a 280 mg por
día para una persona de 70kg siendo el café la principal fuente del consumo de cafeína
en adultos, mientras que las bebidas gaseosas han venido aumentando su contenido de
cafeína y son la principal fuente de consumo de cafeína entre niños y adolescentes.
(Barone and Roberts 1996; Frary y otros 2005; Heckman y col. 2010).
2.10.3 Fuentes naturales de la cafeína
La cafeína es un alcaloide que se encuentra en su forma natural en diferentes
cantidades en las nueces, hojas y frutas de más de 60 especies de plantas. Las fuentes
más comunes de la cafeína son las nueces de Kola (cola acuminate), nuez de cacao
(teobroma cacao), yerba mate (ilexparaguariensis), y bayas de guaraná (paullinia
cupana); sin embargo las nueces de café tostado (café arábigo y café robusta) y las
hojas de té (camelia siniensis) son las fuentes dietarias de cafeína que más se consumen
en el mundo. (Heckman 2010; Barome 1996).
2.10.4 Metabolismo de la cafeína
Una vez ingerida, la cafeína es rápidamente absorbida en el tracto gastro-intestinal hacia
el torrente sanguíneo y empieza a ser metabolizada en el hígado, aproximadamente el
90% de la cafeína contenida en una taza de café es absorbida en el estómago en 20
minutos y el pico de concentración plasmática se ha encontrado aproximadamente entre
22
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
1 a 1.5 h (Nawrot 2003). También se encontró que la cafeína es ampliamente
metabolizada en el hígado aproximadamente un 99% para formar tres metabolitos
mayores, 3,7- dimetilxantina, 1,7- dimetilxantina, y 1,3- dimetilxantina, mostrando que 70
a 100 mg de cafeína presentan una fármaco-kinética lineal (Bonati 1982).
Para altas dosis de 250 a 500 mg de cafeína, la eliminación es significativamente
reducida y su eliminación o vida media se prolonga, indicando una no- linealidad (Kaplan,
1997).
Estos metabolitos son partidos en el hígado por una adicional desmetilación y oxidados
a uratos con alrededor del 3% de esos metabolitos empieza la cafeína a ser recolectada
en la orina (Mandel 2002).
Una vez absorbida, la cafeína ejerce una variedad de acciones fisiológicas sobre
diversos órganos del cuerpo. (Heckman M, 2010). Estas acciones se ejercen bajo
mecanismos determinados.
La eliminación es relativamente rápida, toma alrededor de 3 a 6 horas y el pico sérico
cafeína empieza a descender a partir de una hora y media. (McArdle, 2010).
2.10.5 Modo de acción de la cafeína
Se han identificado varios mecanismos de acción para la cafeína, pero el único de ellos
que es importante dentro del rango de concentraciones fisiológicas es la inhibición de los
receptores de adenosina. La cafeína es muy similar en estructura a la adenosina y
puede unirse a los receptores de membrana celular para la adenosina y de esta forma
bloquear su acción. Los receptores de adenosina se encuentran en la mayoría de tejidos
incluyendo el cerebro, el corazón, el músculo liso, los adipocitos y el músculo
esquelético. (Aunque la naturaleza de estos receptores en el músculo esquelético es
pobremente entendida). La variedad en los receptores de adenosina facilita que la
cafeína actué simultáneamente en una gran variedad de tejidos, lo que resulta en un
amplio rango de respuestas.
Marco Teórico 23
Esta interacción de respuestas dificulta la habilidad para establecer cuales tejidos se ven
afectados, cuales respuestas ocurren primero y cuales son críticas para la naturaleza
ergogénica de la cafeína.
La cafeína podría tener acciones intracelulares, pero no es claro si estas se deben a
efectos directos sobre enzimas o son debidas a eventos post-receptor. Adicionalmente
se sabe que la cafeína estimula la secreción de epinefrina. Estas respuestas pueden
producir un número de cambios metabólicos secundarios que pueden promover una
acción ergogénica. También se crea una situación en la que es difícil atribuir una única
respuesta a una acción de la cafeína en un tejido específico. Por ejemplo, una aparente
respuesta lineal, como un aumento en los niveles de adrenalina, puede deberse a la
estimulación de varias áreas del cerebro, estimulación directa de la médula suprarrenal, o
una reacción a los cambios cardiovasculares inducidos por la cafeína. (Graham 2001).
Los efectos de la cafeína pueden ser significativos según las dosis empleadas.
2.10.6 Dosis de cafeína que estimulan cambios en el gasto energético
Se examinaron dosis de 3 a 9 mg/kg y los autores revelaron que con tres mg/kg, fueron
suficientes para incrementar la resistencia en un ejercicio prolongado, sin embargo aún
no existe un consenso general de la dosis mínima y la dosis máxima que induce
cambios metabólicos.
Kovacs, encontró que cuando se ingiere una dosis baja de cafeína (= 2.1 mg/kg) en una
bebida energizante se producen cambios metabólicos y efectos ergogénicos, pero con
dosis de 3.2 a 4.5 mg/kg se encontraron mayores efectos. (Kovacs 1998; Pasman WJ
1995).
2.10.7 Seguridad y efectos adversos de la cafeína
La evidencia actual señala que el consumo moderado de cafeína no tiene efectos
adversos sobre la salud de quien la consume y es extremadamente raro escuchar de
muerte por sobredosis de cafeína. En general una sobredosis que amenaza la vida
involucra la ingesta de cafeína que contienen los medicamentos, no la cafeína que
contienen los alimentos o las bebidas.
24
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
La cantidad exacta de cafeína necesaria para producir efectos adversos varía de persona
a persona dependiendo de su peso y de la sensibilidad que tenga a la cafeína. Estos
efectos son más comunes en personas que no consumen cafeína diariamente o que
evitan su consumo.
La cafeína estimula el sistema nervioso central y en cantidades superiores a 1.5g por día
puede producir síntomas típicos de cafeinismo: inquietud, dolor de cabeza, insomnio,
irritabilidad nerviosa, espasmos musculares, temblor, agitación psicomotora y un elevado
ritmo cardiaco y presión arterial. Puede ser el gatillo de prematuras contracciones
ventriculares izquierdas. También puede influir en el control de la temperatura corporal, la
cafeína actúa como un diurético, aunque con un consumo moderado de cafeína (<456
mg) no se producen estos efectos.
El nivel de consumo tóxico de cafeína no está del todo establecido, pero se calcula que
para adultos es aproximadamente de 10 g/día (150 mg.kg masa corporal-1) esto es
comparable a consumir aproximadamente 100 tazas de café, esta es una dosis letal para
una persona que pesa 70kg. La ingesta de pequeñas cantidades de cafeína usualmente
causa efectos deseables, pero su consumo en exceso puede causar problemas de salud.
(Graham 2001; Heckman 2010).
2.10.8 Tolerancia y dependencia a la cafeína
No hay duda de que las personas pueden desarrollar tolerancia o dependencia al
consumo de cafeína.
El cuerpo humano desarrolla tolerancia a la cafeína rápidamente, usualmente entre 3 a 5
días después de un uso regular, y cuando esto pasa, se debilitan notablemente los
efectos diuréticos de la cafeína. (Higgins JP2010).
La tolerancia está asociada con una alta regulación de los receptores de adenosina A1 o
A2, como también a adaptaciones en los eventos post receptor. Sin embargo mucha de
esta información es derivada de modelos animales y de evaluaciones in vitro de células
aisladas. Pero las respuestas del organismo humano, no están claras es muy poco lo que
se conoce sobre el mecanismo que las envuelve.
Marco Teórico 25
Los síntomas de retiro se presentan en quienes consumen altas dosis de cafeína
persistiendo el deseo de consumo. El retiro de la cafeína está asociado con dolor de
cabeza, cambios de humor (irritabilidad, ansiedad, depresión etc) sueño y fatiga, empieza
entre las 12 y las 24 horas de la última dosis y alcanza su pico entre las 24 y las 48
horas, los síntomas permanecen alrededor de 7 días, sin embargo no todas las personas
desarrollan dependencia y a menudo la dependencia es leve. No se puede comparar con
la dependencia que generan otras drogas psicoactivas, sin embargo en algunos sujetos
la cafeína puede inducir desordenes de ansiedad. (Graham y col, 2001).
2.11 Bebidas Energizantes
2.11.1 Qué son las bebidas energizantes
Bebidas ―Energizantes‖ hacen referencia a bebidas que contienen, calorías y cafeína en
combinación con otros ingredientes que presuntamente mejoran la disponibilidad de
energía como la taurina, extractos herbales, y vitaminas B. (Heckman 2010).
No todas las bebidas energizantes tienen la misma composición, ésta se encuentra
determinada según la empresa fabricante.
2.11.2 Ingredientes de la bebida energizante utilizada en la presente investigación
Tabla 3 Ingredientes de la bebida energizante, que se utilizó en la misma cantidad administrada a los pacientes voluntarios de la presente investigación, corresponde a dos latas ó 16-oz ó 500 ml.
RED BULL®
Calorías 220
Carbohidratos 54g sacarosa, glucosa
Sodio Solo en lista como citrato de sodio
Cafeína 160mg
Taurina 2000 mg = 2 gramo.
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Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Glucuronolactona ( 0'24% ) - 0'6 gramos en 8 onzas.
Niacina (B3) 200% RDA Niacinamida (40 mg) b
Inositol (B8) No está en lista
PiridoxinaHidrochloride (B6) 500% RDA (10mg)b
Cianocobalamina (B12) 160% RDA en lista como vitamina B12 (10µg)b
Riboflavina (B2) 0'005 miligramos
Ácido pantoténico (B5) 100% RDA Pantotenato de calcio(10 mg)b
Sabores naturales Si
Sabores artificiales Si
Colorantes ―colores‖
Tomada y adaptada de Energy Beverages Contet and Safety (Higgins, 2010).
2.11.3 Consumo actual de bebidas energizantes
Desde la llegada de Red Bull en 1997 a Estados Unidos, el mercado de bebidas
energizantes ha ido creciendo exponencialmente. Cientos de marcas están en el
mercado con diferente contenido de cafeína, desde un modesto 50 mg a un alarmante
505 mg, por cada botella. En Estados Unidos, Red Bull® disfrutó del 65% de un total de
$650 millones producto de la venta de bebidas energizantes en el año 2005 y las ventas
están creciendo alrededor de 35% por año. Estados Unidos es el mayor consumidor de
estas bebidas por volumen, aproximadamente 290 millones de galones en el 2007 ó 3,8
gal, por persona por año. (Higgins J 2010).
Los atletas eran quienes principalmente consumían bebidas energizantes, sin embargo
como el mercado creció y se expandió dentro de varios nichos, cambió el tipo de
población objetivo. Hoy, la mayoría de los consumidores de bebidas energizantes son
Marco Teórico 27
adolescentes y adultos jóvenes de 18 a 34 años, debido al estilo de vida que llevan y la
alta de la publicidad que utilizan para vender estas bebidas. (Heckman M.A 2010).
Lo que la mayoría de la población desconoce es que estas sustancias tienen algunos
efectos tanto a corto como a largo plazo sobre sus funciones vitales.
2.11.4 Efectos a corto plazo del consumo de bebidas energizantes (BE)
En un estudio, 15 personas en edades entre 18 y 40 años consumieron dos latas (500
ml ) de una bebida energizante disponible que contiene 1000 mg de taurina y 100 mg de
cafeína y también vitaminas B5, B6, B12, Glucuronolactona y niacinamida diariamente por
una semana. Los efectos de las bebidas energizantes sobre su presión arterial, pulso y
electrocardiograma (ECG) fueron medidos.
Los efectos claves fueron los siguientes:
Dentro de las cuatro horas siguientes al consumo de BE, la presión sistólica máxima
se incrementó en ocho 8% en el primer día y 10% en el séptimo día
Dentro de las dos horas siguientes al consumo de BE, la presión diastólica máxima
incrementó en un 7%.
El ritmo cardiaco incrementó en un 8% en el primer día y un 11% en el día siete.
A lo largo del estudio el ritmo cardiaco se incrementó entre cinco y siete latidos/min, y
la presión sistólica se incrementó en 10 mmHg después del consumo de BE.
No hubo importancia clínica de los cambios, electro-cardiográficos ECG, que se
observaron.
Los investigadores concluyeron que, aunque no hubo importancia clínica en los cambios
ECG ocurridos, allí hubo un significativo incremento en el ritmo cardiaco y la presión
sanguínea y así los pacientes con hipertensión no deberían consumir este tipo de
bebidas. (Steinke L 2009; HigginsJP2010).
En un estudio doble ciego cruzado, 13 personas entrenadas en resistencia, realizaron
ejercicio hasta el agotamiento en tres sesiones bajo condiciones diferentes. Con la
ingesta previa de la fórmula original de Red Bull®, con una bebida similar que contenía
cafeína pero no contenía taurina y una bebida placebo que no contenía ni cafeína y ni
28
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
taurina. Realizaron ecocardiografía antes de la ingesta de las bebidas, antes del ejercicio,
40 minutos después de la ingesta, y en el período de recuperación después del ejercicio.
Encontraron que el volumen sistólico estuvo significativamente influenciado únicamente
en el grupo que consumió Red Bull®, principalmente por la reducción del volumen
sistólico final, así este estudio demostró que la fórmula original de Red Bull aumenta la
contractilidad cardiaca.(Baun 2001; Higgins JP2010).
En un estudio doble ciego realizado por (Rangstale 2010) con 68 estudiantes
universitarios mostró que el Red Bull® redujo los cambios en la presión arterial durante
una experiencia estresante (test de frío compresor) y un incremento del umbral del dolor
en los participantes. (Higgins JP2010).
2.11.5 Efectos a largo plazo
Desafortunadamente no hay estudios a largo plazo de los efectos de la cafeína, taurina y
la Glucuronolactona en el cuerpo. Las bebidas energizantes podrían exacerbar los
factores de riesgo para la enfermedad cardiovascular porque estos estudios sugieren que
las bebidas energizantes pueden servir como puerta para la adición a otras drogas.
Noruega, Dinamarca y Francia han prohibido la venta de Red Bull® en parte en
respuesta a un estudio en ratas a las que se les administró taurina y mostraron un
comportamiento extraño, incluyendo ansiedad y automutilación.
Sin embargo hay una controversia si la cafeína puede causar hipertensión o enfermedad
arterial coronaria, pero la pregunta actual es si las bebidas energizantes son seguras
para pacientes que han sufrido de falla cardiaca o arritmias. Sin embargo, no está clara la
asociación entre el consumo de café y el riesgo de hipertensión, infarto de miocardio u
otras enfermedades cardiovasculares. (Higgins JP2010).
Marco Teórico 29
2.12 Antecedentes del efecto de la cafeína sobre el gasto
metabólico y sobre la pérdida de peso
2.12.1 Cafeína y metabolismo o cafeína y pérdida de peso
La cafeína y su influencia sobre el gasto energético ha sido un tema de amplio interés por
parte de la comunidad científica sin embargo aún hay muchas controversias del efecto de
la cafeína sobre el gasto energético.
La cafeína y su efecto sobre el metabolismo de sustratos en ejercicio.
La cafeína moviliza la grasa almacenada y estimula el trabajo muscular para utilizar la
grasa como combustible, lo cual retrasa la depleción de glucógeno muscular y permite la
realización de ejercicio de resistencia. (Blanchart 1983). El período crítico en el ahorro de
glucógeno ocurre dentro de los primeros 15 minutos de ejercicio, cuando la cafeína ha
mostrado un descenso en la utilización de glucógeno cercano al 50 %. Así el glucógeno
se guarda al inicio y está disponible para las últimas etapas del ejercicio. Aunque el
mecanismo exacto aún no está claro, la cafeína causó ahorro de glucógeno en todos los
estudios humanos en los cuales se midieron, los niveles glucógeno muscular. (Laurent
2000) (Higgins JP2010).
Graham en su artículo de revisión del 2001 sugiere la siguiente hipótesis de la influencia
de la cafeína sobre el metabolismo de los lípidos: la cafeína es antagonista de los A1
receptores de los adipocitos y estos mejoran la lipólisis (esto podría ser complementado
con un incremento de la actividad simpática resultando en la estimulación de los
receptores beta adrenérgicos); la elevación de los niveles de AGL resulta en un
incremento hepático del consumo de AGL, algunos de los cuales son oxidados o
esterificados a triglicéridos; el exceso de AGL forma cuerpos cetónicos, los cuales son
liberados y limpiados por muchos tejidos incluyendo el músculo esquelético.
Influencia de la cafeína sobre el metabolismo y sobre el gasto energético
Se han realizado diferentes investigaciones que concluyen que la cafeína sola tiene
efectos sobre el metabolismo en reposo, se le atribuye que induce a la lipólisis oxidativa
30
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
una hora después de su consumo cuando alcanza sus más altos niveles en sangre
(Acheson 1980, Dulloo 1989, Graham 1998).
Achenson en 1980, evalúo el efecto de la cafeína y del café y su influencia en el ritmo
metabólico y la utilización de sustratos en individuos con peso normal e individuos
obesos, midió el gasto energético utilizando la técnica de calorimetría indirecta y evalúo a
cada grupo de manera independiente. A los individuos con normo-peso les administró
una dosis de 8mg/kg de cafeína y evaluó el comportamiento de su metabolismo durante
tres horas, encontró que el GER (gasto energético en reposo) aumentó significativamente
durante la última hora de evaluación, los niveles de AGL disueltos en sangre aumentaron
y hubo un incremento en la oxidación de la grasa durante la última hora del test. Los
individuos con obesidad recibieron una dosis de 4mg/kg de cafeína y en ellos encontró,
un significativo incremento en el GER (gasto energético en reposo) pero los niveles de
AGL disueltos en sangre no aumentaron en los individuos obesos. Como conclusión el
café y la cafeína estimulan el gasto energético en personas con normo- peso e individuos
obesos, sin embargo induce una mayor oxidación de las grasas en individuos con normo-
peso.
Dulloo 1989 evaluó con calorimetría directa los efectos del consumo de cafeína sobre la
termogénesis y el gasto energético diario en personas delgadas saludables y voluntarios
con sobre peso y encontró que con la administración de una dosis de 100mg de cafeína
cada dos horas durante un período de evaluación total de 12 horas, logró aumentar el
gasto metabólico en ambos grupos. Sin embargo encontró mayores aumentos en el
gasto energético de los sujetos delgados y saludables 150 kcal, frente a 79 kcal de los
individuos que tienen sobrepeso, lo cual dejó ver el potencial termogénico de la cafeína.
Sin embargo los resultados no son concluyentes por ejemplo Kovacs 1998 realizó un
estudio en donde comparaba los efectos de diferentes dosis de cafeína sobre el
metabolismo y el rendimiento, encontraron que cuando se ingiere una dosis baja de
cafeína (= 2.1 mg/kg) disuelta en una bebida electrolítica se producen cambios
metabólicos y efectos ergogénicos, pero con dosis de 3.2 a 4.5 mg/kg se encontraron
mayores efectos, sin embargo en los 15 sujetos que evaluó la cafeína no mejoró la
Marco Teórico 31
disponibilidad de ácidos grasos en sangre por lo tanto Kovacs, descarta que la mejora
en el rendimiento se halla debido a una mejora de en la oxidación de los ácidos grasos.
Los anteriores son apenas unos pocos ejemplos de los resultados divergentes que se
encuentran en la literatura científica.
Ahora se analizará el efecto de las bebidas energizantes sobre el gasto energético, sin
embargo es necesario tener en cuenta que los preparados de las bebidas energizantes
buscan potencializar aún más los efectos estimulantes de la cafeína y para ello mezclan
la cafeína con otras sustancias estimulantes.
Las empresas que producen este tipo de productos, no revelan todos los componentes
ni las proporciones que de ellos hay en su fórmula, lo que hace más difícil su estudio.
2.13 Influencia de las bebidas energizantes sobre el
gasto energético
En un estudio que realizó (Dalbo,2008), analizó la respuesta del gasto energético en
reposo al consumo previo de una bebida energizante (Celsus), midió el gasto energético
en reposo (GER), el cociente de intercambio respiratorio (RER) y la disponibilidad sérica
de AGL y glicerol y lo comparó con las mismas mediciones en un grupo placebo.
Encontró que con el consumo previo de la bebida energizante hubo un significativo
incremento del gasto energético en reposo (GER) y un aumento de la concentración de
AGL pero no hubo diferencias significativas en el cociente respiratorio (RQ), entre el
grupo que consumió el placebo y el grupo que consumió la bebida energizante. Basado
en esto, él investigador concluye que posiblemente el consumo de esta bebida puede
promover la pérdida de peso y mejorar la composición corporal pero quedan dudas sobre
la seguridad que ofrece su consumo y sus efectos a largo plazo.
En el 2006 Rudell realizó un estudio donde analizó el efecto de una bebida energizante
que contenía (té verde, catequinas, cafeína y calcio) sobre el metabolismo energético de
31 personas de ambos sexos durante 24 horas de medición utilizando calorimetría
directa, los investigadores encontraron que la oxidación de grasas fue más alta en los
hombres que en las mujeres, el gasto energético aumentó en general sin tener en cuenta
diferencia de género, en promedio en unas 106 kcal/24h. En el análisis final del
32
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
investigador concluye que ésta bebida energizante aumenta el gasto energético en un
4,6%, durante 24 horas.
Hoffman, en el 2006 midieron los efectos de consumir una bebida energizante JavaFitTM
que reporta los siguientes ingredientes por porción (450 mg de cafeína, 1200 mg de
garcininacambogdia, 360mg extracto de citrus aurantium, and 225 mg de polinicotinato
de cromo) sobre el metabolismo en reposo, el consumo de oxígeno, la presión arterial en
personas físicamente activas n=8 (6 hombres y 2 mujeres) como resultado de este
estudio se encontró que la bebida aumentó el gasto energético en reposo, aumentó el
consumo de oxígeno y la presión arterial sistólica.
También se ha venido investigando el efecto del consumo prolongado de bebidas
energizantes sobre la pérdida de peso mostrando algunos resultados prometedores, en
un ensayo clínico, Bozeer 2002, reportaron reducciones significativas en la grasa
corporal, con alteraciones en el perfil lipídico después de 6 meses de utilizar un
suplemento a base de efedrina y cafeína.
Robert 2008, demostró que después de 28 días de consumir una bebida energizante
Celsius, que contiene 200 mg de cafeína, extracto de jengibre y taurina, se observó una
reducción significativa en la grasa corporal de atletas universitarios.
Sin embargo igual que en el caso de la cafeína sobre el gasto energético no todo está
dicho en la influencia de las bebidas energizantes sobre el gasto energético
Rush en el 2005, lanzó una investigación con la siguiente pregunta ¿están las bebidas
energizantes, contribuyendo a la epidemia de la obesidad? Para su investigación evalúo
a 10 mujeres saludables sedentarias, con calorimetría indirecta evalúo el RQ cociente
respiratorio 30 minutos antes y 30 minutos después de la ingesta de una bebida
energizante, encontró que la bebida energizante causó un aumento en la oxidación de
los carbohidratos y redujo la oxidación de los lípidos.
A partir de estos hallazgos la autora concluyó que a largo plazo los efectos combinados
de la cafeína y el consumo de sacarosa, puede contribuir en el aumento de peso de
individuos sedentarios.
Marco Teórico 33
2.14 Características específicas del ejercicio que induce
la oxidación de las grasas
El ritmo de oxidación de las grasas tiende a ser proporcional a los niveles séricos de
AGL, este incremento de los niveles de AGL tiende a promover una reducción del
cociente de intercambio respiratorio (RER) durante el ejercicio, este comportamiento del
RER ha sido verificado experimentalmente. Además, la intensidad y la duración del
ejercicio influencian el RER. Una alta intensidad durante el ejercicio que exceda el 70%
del VO2máx., particularmente el ejercicio que exceda el umbral anaeróbico, tiende a
incrementar de forma selectiva la quema de carbohidratos; Mientras en el ejercicio de
intensidad moderada se incrementa la proporción de grasa quemada. Además si el
ejercicio es prolongado y las reservas de glucógeno gradualmente descienden, el RER
tiende a descender ,de esta forma las grasas proveen la mayor parte de la energía que
necesita el organismo durante este tipo de ejercicio. Así, el ejercicio continúo y
prolongado (por lo menos 40-60 min) y de intensidad moderada, conduce a la aparición
de niveles altos de AGL en sangre, que podría optimizar la cantidad y la proporción de
grasa quemada durante el ejercicio. (McCarty M, 1995).
2.15 Cálculo de la frecuencia cardiaca máxima
En 1957 Karvonen, Kentala y Mustala publicaron un artículo en el que propusieron que
la frecuencia cardíaca máxima de un individuo se podía predecir con la siguiente
fórmula.
Ecuación Predicción de la frecuencia cardiaca máxima (FC máx.).
FC máx. (Latidos / minuto) = 220 – Edad
Con la edad la activación simpática del músculo cardíaco disminuye y la velocidad de la
conducción de los impulsos a través del haz de His también. Esto explica por qué la
frecuencia cardíaca máxima disminuye con la edad. Sin embargo, esta sencilla formula
tiene sus limitaciones, puesto que se ha observado que en individuos de la misma edad
existen diferencias entre sus frecuencias cardíacas máximas de más de 15 latidos /
minuto. (Mora R 2010).
34
Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
2.16 Cálculo de la Frecuencia Cardíaca de Reserva
En la publicación de 1957, Karvonen describía un método para prescribir intensidades
del ejercicio basándose en una frecuencia cardíaca deseada, calculada como
porcentaje de la diferencia entre la frecuencia cardíaca de reposo y la máxima. Desde
entonces, este método de prescribir cargas de trabajo en función de la frecuencia
cardíaca es conocido como porcentaje de la frecuencia cardíaca de reserva (%
FCdeRes).
Ecuación Fórmula del % FCdRes según Karvonen.
FCdRes = [% deseado *(FC máxima – FCd reposo)] + FCd reposo
Si, a modo de ejemplo, deseamos realizar ejercicio a un 70% de la FCdRes y el
participante tiene una FCd reposo de 60 lat/min y una FCd máxima de 195 tendremos:
154 lat/min = [0, 7 *(195 lat/min – 60 lat/min)] + 60 lat/min
Nota: hay que convertir el 70% a 0,7.
Aunque Karvonen nunca lo proclamó, se asume que él %FCdRes corresponde a la
intensidad que también provocaría el mismo % de potencia aeróbica máxima (%VO2
máx). (Mora R 2010).
3. Planteamiento del problema y justificación
La prevalencia del sobrepeso dentro de la población colombiana está en ascenso, según
la última Encuesta de Nutrición y Salud ENSIN 2010, la mitad de la población entre 18 y
64 años tiene sobrepeso y en solo cinco años el sobrepeso y la obesidad en Colombia
pasaron del 45,9% en el 2005 al 51,2% en el 2010. Por ende es necesario llevar a cabo
investigaciones para extraer conocimiento que en un futuro cercano permita tomar
decisiones para su tratamiento.
Basado en la revisión de literatura, se conoce que la cafeína y las bebidas energizantes
se están estudiando en su potencial termogénico, es decir la capacidad que tienen para
aumentar el gasto energético después de consumirlas. Para el caso específico de la
cafeína algunos autores han realizado experimentos donde muestran que esta aumenta
el gasto energético en reposo e induce a lipólisis oxidativa, una hora después de su
consumo. El gasto energético fue medido a través de la técnica de calorimetría indirecta
y también midieron los niveles séricos de AGL (Ácidos Grasos Libres), encontrando que
la cafeína aumenta el gasto energético y modifica el cociente respiratorio (RQ)
acercándolo a 0.7 y en sangre aumentaron los niveles de AGL, basados en estos datos
los autores concluyen que la cafeína estimula la lipólisis oxidativa (Acheson 1980, Dulloo
1989, Graham 2000).
Otro hallazgo interesante en la influencia de la cafeína sobre el gasto energético lo
realizó Dulloo, quien en 1989, al evaluar con calorimetría directa los efectos del consumo
de cafeína sobre el gasto energético diario en personas delgadas, saludables y
voluntarios con sobrepeso, encontró que con la administración de una dosis de 100 mg
de cafeína cada dos horas durante un período de evaluación total de 12 horas, logró
aumentar el gasto energético en ambos grupos. Sin embargo encontró mayores
aumentos en los sujetos delgados y saludables, frente a los que tenían sobrepeso, lo
36 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
cual dejó ver que la cafeína tiene una respuesta diferente sobre el gasto energético en
individuos con sobrepeso en comparación con individuos en normo - peso.
Otro tipo de sustancias que en la actualidad han tomado mucha fuerza en los mercados
del mundo son las bebidas energizantes, a las cuales a nivel comercial se les atribuye
propiedades ergogénicas y termogénicas. Estos supuestos efectos han despertado el
interés de los investigadores, quienes han estudiado los efectos que tiene el consumo de
estas bebidas sobre el gasto energético. Sin embargo, este proceso de investigación no
ha sido fácil, puesto que en este caso no se estudia una única sustancia sino una mezcla
de sustancias estimulantes, entre las cuales está la cafeína, un aspecto que hace difícil
su investigación es que las casas comerciales que venden estos productos, declaran sus
componentes pero no declaran las proporciones que de cada sustancia tiene la bebida
que comercializan, por lo tanto los estudios se basan en el efecto conjunto que tiene la
bebida comercial sobre el gasto energético y no sobre el efecto que tiene cada
componente.
Diferentes grupos de investigación han abordado el tema del efecto de las Bebidas
Energizantes sobre el gasto energético y en su mayoría coinciden en que estas
aumentan el gasto energético, pero no hay acuerdos en cuanto a que ese aumento se
deba a que las bebidas energizantes estimulen la lipólisis oxidativa de los sujetos.
(Hoffman 2010; Dalbo 2008; Robert 2008; Hoffman 2010).
En oposición a estas publicaciones, Rush en una investigación realizada en el 2005,
encontró que las bebidas energizantes causaron aumento en la oxidación de los
carbohidratos y redujeron la oxidación de los lípidos, concluyó que a largo plazo los
efectos combinados de la cafeína y del consumo de sacarosa puede contribuir en el
aumento de peso corporal de individuos sedentarios.
Con todo lo anterior se hace evidente que el efecto de la cafeína y de las Bebidas
Energizantes está lejos de ser un tema cerrado, al contrario se abre la posibilidad de
explorar nuevas alternativas utilizando estas sustancias bajo diferentes condiciones.
El diseño del proyecto de investigación que se llevó a cabo fue un estudio de serie de
casos, con aleatorización de administración de tratamiento donde cada uno de los
individuos fue su propio control en el estudio.
3. Planteamiento del Problema y Justificación
37
Por último la actividad física tiene un amplio efecto sobre el gasto energético, el protocolo
de ejercicio que se utilizó para evaluar a los pacientes está basado en la hipótesis
formulada por McCarty M. 1995, según la cual un ejercicio con una duración entre 40 y
60 minutos con una intensidad por debajo del 70% del Vo2max induce a lipólisis
oxidativa y está en congruencia con las últimas recomendaciones hechas por el Colegio
Americano de Medicina del Deporte (ACSM) en el 2009, según las cuales para el
tratamiento del sobrepeso y la obesidad, recomienda reducir el consumo de calorías y
aumentar el gasto energético con ejercicio entre 200 y 300 minutos a una intensidad
moderada por semana, que se divide en una sesión diaria, entre 29 minutos y 43 minutos
de ejercicio por sesión.
4. Pregunta de Investigación
¿Cuál es el comportamiento del gasto energético en ejercicio aeróbico controlado
supervisado, de sujetos sedentarios con sobrepeso u obesidad grado I, durante la
realización de un protocolo de ejercicio submáximo cuando se administra: a) una bebida
con cafeína (5mg/Kg), b) una bebida con cafeína más otros elementos (bebida
energizante) y c) una bebida hidratante sin cafeína (agua), bajo las condiciones
ambientales de Bogotá (2650 metros sobre el nivel del mar)?
5. Objetivos
5.1 Objetivo general
Evaluar el comportamiento del gasto energético de hombres sedentarios con sobrepeso
durante la realización de un protocolo de ejercicio submáximo, durante tres
intervenciones diferentes, bebida con cafeína (5mg/kg), bebida con cafeína combinada
con otras sustancias (bebida energizante) y bebida hidratante sin cafeína (agua).
5.2 Objetivos específicos
Describir el comportamiento del gasto energético de hombres sedentarios con
sobrepeso, durante la realización de ejercicio aeróbico submáximo, en tres
intervenciones diferentes, bebida con cafeína (5mg/kg), bebida con cafeína
combinada con otras sustancias, (bebida energizante) y bebida hidratante sin
cafeína (agua).
Describir el comportamiento del cociente respiratorio (RQ) = VCO2 / VO2 de
hombres sedentarios con sobrepeso, durante la realización de ejercicio aeróbico
submáximo, durante tres intervenciones diferentes (bebida con cafeína, bebida
energizante y bebida hidratante sin cafeína).
Comparar el comportamiento del gasto energético (GE), que se encuentre en cada
una de las tres intervenciones (bebida con cafeína, bebida energizante y bebida
hidratante sin cafeína).
40 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Comparar los comportamientos de los cocientes respiratorios (RQ) = VCO2 / VO2
que se encontraron en cada una de las intervenciones. (bebida con cafeína, bebida
energizante y bebida hidratante sin cafeína).
Correlacionar el gasto energético, el cociente respiratorio y el sustrato energético
predominante durante los tratamientos.
6. Metodología
6.1 Diseño del estudio
Estudio piloto triple cruzado aleatorizado.
6.2 Población de estudio
La población estuvo conformada por un grupo de hombres sedentarios con sobrepeso
y obesidad con edades comprendidas 18 y 32 años de edad que viven en Bogotá por un
tiempo no inferior a dos años con sobrepeso u obesidad grado I.
6.2.1 Criterios de inclusión
Sujetos de sexo masculino clasificados como sedentarios según la aplicación de
cuestionario internacional de actividad física IPAQ (IPAQ 2002), que se
encuentren viviendo en Bogotá (2650 metros sobre el nivel del mar).(Ver Anexo I)
Personas con edades entre 18 y 32 años.
Adultos declarados aptos para realizar ejercicio físico, con aprobación médica.
Participantes con un Índice de Masa Corporal (IMC) entre 25,0 y 35, que los
clasifica en ―sobre-peso‖ o en ―obesidad grado I‖, según la escala de IMC,
propuesta por la OMS.
Sujetos con un porcentaje de grasa corporal entre el 20 y el 35 de su peso
corporal total medida por un adipómetro de bio-impendancia, marca Omron.
Personas que no hayan consumido cafeína o alguna bebida energizante durante
las últimas 48 horas anteriores a la prueba.
42 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Voluntarios que no estén tomando medicamentos.
Personas que no consuman tabaco.
Los participantes firmaron el consentimiento informado, acorde con la legislación
vigente, que regula la investigación con seres humanos (Anexo A).
6.2.2 Criterios de exclusión.
Sujetos que presentaban contraindicaciones absolutas para la realización de
ejercicio físico o pruebas de esfuerzo, acorde con la valoración médica realizada,
según el ACSM, (Padilla 2004).
Personas a las que se les haya contraindicado el consumo de cafeína y bebidas
energizantes.
Personas que hayan presentado cualquier tipo de evento adverso al consumir
bebidas energizantes o bebidas con cafeína.
Participantes que tengan incapacidad para seguir las instrucciones del estudio.
Personas que hayan consumido cafeína o alguna bebida energizante durante las
últimas 48 horas anteriores a la prueba.
6.2.3 Tamaño Muestral:
El tamaño de la muestra se calculó a partir de datos de estudios previos; para la variable
principal del estudio que son los cambios en el gasto energético, se encontraron
coeficientes de variación entre un 15 y un 22 % con diferencias entre el momento previo
a la intervención y post intervención cercanas a un 20% y 50 % del CV lo que nos
evidencian cambios entre 0.25 y 0.4 desviaciones estándar por la intervención realizada.
Esperando detectar unas diferencias mínimas entre ambos preparados de 0.4
desviaciones estándar, con un poder del 80% para un alfa de 0.05, se realizó el cálculo
del tamaño muestral con el programa PASS 2008 – Power Análisis and Sample Size /
Modulo ―Randomized Block Analysis of Variance‖. Los resultados de este análisis se
muestran a continuación:
6. Metodología 43
6.3 Variables analizadas
Tabla 4 Tabla de operacionalización de las variable incluidas en el estudio
VARIABLE INDICE TIPO DE VARIABLE
Cociente Respiratorio (RQ) División entre VCO2/VO2 Continua
Gasto Energético (GE) Calorías gastadas Continua
Consumo de Oxígeno (VO2) Litros/min Continua
Consumo de Oxígeno (VCO2) Litros/min Continua
6.4 Hipótesis de trabajo
6.4.1 Hipótesis Nula
NO existen cambios en la respuesta del gasto energético de hombres sedentarios con
sobrepeso u obesidad grado I, durante el ejercicio submáximo al administrar bebida con
cafeína, bebida con cafeína combinada con otras sustancias (bebidas energizantes) o
bebida hidratante sin cafeína.
6.4.2 Hipótesis Alternativa
SI existen cambios en la respuesta del gasto energético de los hombres sedentarios con
sobrepeso u obesidad grado I, durante la realización de ejercicio submáximo en
exposición a bebida con cafeína, bebida energizante o bebida hidratante sin cafeína.
44 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
6.5 Procedimientos del estudio
El proceso de selección de los participantes desde la convocatoria hasta el proceso de
valoración médica tuvo una duración de un mes.
6.5.1 Convocatoria de los sujetos del estudio
Se hizo una convocatoria masiva de forma directa y virtual de duración de una semana
que invitaba a los potenciales voluntarios a participar en una charla informativa sobre el
estudio, para una posterior selección.
6.5.2 Proceso de información a los voluntarios
Los participantes fueron citados entre 7 am y 9 am de la segunda semana de selección
en el l Departamento de Farmacología de la Universidad Nacional de Colombia sede
Bogotá, allí se les dio a los voluntarios una charla informativa, explicándoles en qué
consistía la investigación, los objetivos de la misma y como se iban a llevar a cabo las
sesiones de medición; se les solicitó la firma del consentimiento informado donde
autorizaban la realización de los procedimientos.
Los sujetos que firmaron el consentimiento informado (ver Anexo A), fueron convocados
al proceso de valoración, a los interesados que firmaron el consentimiento se les aplicó
una encuesta como primer filtro de selección para verificar el cumplimiento de los
criterios de inclusión y se asignaron citas para la toma de exámenes y valoración
médica
6.5.3 Valoración médica
Se realizaron valoraciones médicas de 7 am a 12 m entre la tercera y cuarta semana
examinando dos voluntarios por día con una duración de dos horas por valoración
médica, las cuales fueron realizadas en el primer piso de la facultad de medicina en un
6. Metodología 45
consultorio adecuado para dicha investigación del departamento de Farmacología, dicha
valoración médica estuvo determinada por:
Un cuadro hemático donde se constató que los pacientes no tenían anemia y
se le hizo a cada uno una historia médica que incluyó antecedentes familiares
personales, médicos, quirúrgicos, ortopédicos, farmacológicos, hábitos y estilo de
vida.
Una exploración neurológica por parte del médico, así como de grandes
articulaciones y de columna vertebral auscultación pulmonar, cardiaca y de las
arterias carótidas, palpación de pulsos centrales y periféricos e indagación acerca
de antecedentes de enfermedad cardiaca.
Toma de un ECG en reposo de 12 derivaciones, en un electrocardiógrafo marca
Quinton, modelo Q710 registrando los valores de presión arterial diastólica y
sistólica, frecuencia cardiaca y frecuencia respiratoria con el fin de identificar la
presencia de arritmias u otras alteraciones de la función eléctrica del corazón, que
eventualmente limitarían la aplicación de la prueba de ejercicio.
Examen físico donde se midió talla, peso, IMC y porcentaje de grasa, los
cuales se estimaron en una báscula de marca Tánita TBF 300, con el fin de
identificar aquellos voluntarios que cumplían con los criterios de inclusión. Este
proceso se llevó a cabo entre las 7 am. y las 12 m., en el lugar antes descrito.
6.5.4 Instrumentos
Adipómetro de Bio-impedancia OMRON® HBF-306C
Báscula de marca Tánita TBF 300
Báscula de precisión de marca SARTORIUS BP 61
Calorímetro marca Vmax 29®
Cicloergómetro de marca Monark Ergomedic 828 E
Electrocardiógrafo marca Quinton, modelo Q710
Monitor del pulso, marca Polar R 6.
46 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
6.5.5 Desarrollo del protocolo de medición
Inducción para la prueba:
Re-explicación breve y concisa del protocolo general de medición.
Recomendaciones previas a cada una de las sesiones de medición:
Ropa: se le sugirió el uso de ropa deportiva, cómoda para realizar ejercicio
(pantaloneta, tenis y camiseta).
Comida: Se solicitó que la última ingesta fuera 4 horas antes de la prueba el
voluntario se comprometió a repetir los alimentos ingeridos en las mismas
cantidades la noche anterior a la prueba y el día de la prueba registrándolos en el
formato diseñado para tal fin. ( Ver Anexo C)
Se indicó a los participantes que no podían consumir alimentos o medicamentos
que tuvieran cafeína, durante las 48 horas previas a cada sesión de evaluación,
para ello se les entregó un formato con la lista de los medicamentos y alimentos
más comunes que contienen cafeína con el fin de que se evitara su consumo (Ver
Anexo D).
Los voluntarios no debían consumir bebidas alcohólicas ni sustancias
psicoactivas 24 horas antes de la realización de la prueba.
Descanso: El paciente debía dormir mínimo 7 horas, la noche anterior a la
prueba, sin realizar actividad física 24 horas antes de la prueba.
Se debían evitar cambios bruscos de temperatura.
Funcionamiento de los equipos:
Se verificaron las condiciones ambientales ideales del laboratorio, para estandarizar las
pruebas de ejercicio realizadas allí. (Padilla, 2004).
Antes de la realización de cada prueba, se calibró el equipo (flujo y concentraciones de
gases) de acuerdo a los protocolos establecidos por el fabricante en el manual del
equipo.
6. Metodología 47
6.5.6 Protocolo de ejercicio.
El siguiente protocolo que se utilizó para esta investigación, está basado en las últimas
recomendaciones de ejercicio para pérdida y mantenimiento de peso corporal del Colegio
Americano de Medicina del deporte, publicadas en el 2009.
Se realizó una prueba de ejercicio continua en cicloergómetro, con un rango de
intensidad entre el 45% y 50%, de la Frecuencia Cardiaca de Reserva, calculada para
cada paciente según la ecuación de Karvonen, con una duración total de 50 minutos que
constaban de 5 minutos de calentamiento, 40 minutos de ejercicio y 5 minutos de
recuperación, como se ilustra:
Ilustración 6 protocolo de ejercicio utilizado.
Convenciones
I: Ingesta del tratamiento (Bebida energizante o café) una hora antes de iniciar el
ejercicio.
C: Calentamiento, 5 minutos
E: Ejercicio constante entre el 45-50% Frecuencia Cardiaca de Reserva, durante 40
minutos.
R: Recuperación, 5 minutos.
El equipo hace muestreo cada minuto.
48 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
6.5.7 Preparación de la dosis y administración
El protocolo de ejercicio se realizó para cada paciente en tres diferentes sesiones, la
siguiente es la descripción del tratamiento en cada una.
Primera sesión de evaluación: En concordancia con la asignación de tratamiento, el
paciente consumió dos horas antes del ejercicio una bebida sin cafeína, 500 ml de agua,
siguiendo el protocolo de hidratación de ACSM. (ACSM 2007)
Segunda sesión de evaluación: En concordancia con la asignación de tratamiento, el
paciente consumió dos horas antes de la prueba 250 ml de agua y una hora antes de la
prueba consumió una dosis de café que para cada paciente equivalía a una dosis de
cafeína de 5mg/kg de su peso corporal.
Para esta investigación se utilizó ―Nescafé Tradición‖; el fabricante reportó que por
cada 100 gramos de café hay 3,9 gramos de cafeína, el cálculo que se realizó para cada
paciente fue el siguiente:
Tabla 5 Dosis de cafeína administrada a cada paciente.
PROPORCIÓN DE CAFEÍNA POR SUJETO (5mg/kg)
CÓDIGO
SUJETO
CANTIDAD DE
CAFEÍNA
ADMINISTRADA
POR SUJETO EN
(mg)
CANTIDAD
TOTAL DE
CAFÉ
ADMINISTRADO
(g)
1 485 12,44
2 475 12,18
3 425 10,9
4 475 12,19
5 435 11,15
6 365 9,36
7 450 11,54
8 450 11,54
9 470 12,05
10 480 12,31
11 480 12,31
12 495 12,69
13 392 10,06
MEDIA 452,1 12
6. Metodología 49
Se midieron las cantidades de café en una báscula de precisión de marca SARTORIUS
BP 61, que cumplía la norma ISO 9001 con número de registro de la UN 2181536,
propiedad del Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina, de la Universidad
Nacional de Colombia.
Tercera sesión de evaluación: En concordancia con la asignación del tratamiento, una
hora antes de la actividad física cada paciente consumió dos latas (16 onzas) de una
bebida energizante comercial (Red Bull).
6.5.8 Protocolo de aplicación de la prueba.
Al grupo de 13 voluntarios se le asignó el tratamiento mediante aleatorización de
secuencia de tratamiento.
.
Cabe aclarar que los pacientes no tenían conocimiento de la sustancia que iban a
consumir previo a cada sesión, sin embargo no fue posible enmascarar la dosis debido al
sabor característico del café y la bebida energizante y el agua.
Cada individuo llegó con dos horas de anticipación a la realización de la prueba, de
acuerdo al orden aleatorio que se le haya sido asignado.
Todos los pacientes después de haber consumido el placebo, la cafeína o la bebida
energizante comercial esperaron 60 minutos antes de realizar el protocolo de ejercicio,
para alcanzar el pico sérico de la sustancia consumida (cafeína o bebida energizante).
(Graham T, E, 2001).
Una vez cumplido el tiempo se tomaron los datos basales de la prueba en el equipo y en
forma manual también.
Entre cada una de las sesiones había una diferencia mínima de siete días, para permitir
el lavado de las sustancias consumidas, a pesar de que la vida metabólica de la cafeína
es de apenas cuatro horas.
Las sesiones de evaluación fueron en horarios entre las 7 am y 11 am, a cada voluntario
se le asignó un horario específico de evaluación, con el fin de evaluarlo a la misma hora.
Todos los sujetos que participaron en la prueba realizaron un protocolo de
calentamiento específico, que consistió en 5 minutos de pedaleo suave sobre el
50 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
cicloergómetro, respirando a través del equipo de calorimetría indirecta hasta alcanzar un
ritmo estable de Frecuencia Cardiaca, que debía estar entre el 45% y el 50% de la
Frecuencia Cardiaca de Reserva de cada paciente, calculada previamente usando la
fórmula de Karvonen, en un formato de Excel diseñado para la investigación y esta
intensidad se controlaba a través de un monitor del pulso, marca Polar R 6.
Desde el calentamiento hasta la recuperación hubo 40 minutos de ejercicio, en los
cuales el sujeto estuvo en todo momento respirando a través del equipo de calorimetría
VMax 29 C, que determinó el gasto energético, usando la técnica de calorimetría
indirecta en un circuito abierto de respiración a respiración. El equipo registró minuto a
minuto en su software la medida de las siguientes variables VO2 L/min, VO2/ml/kg/min,
VCO2 L/min, RQ = RER, VE (BTPS) L/min, VEO2.
Cada 5 minutos se evaluó la percepción del esfuerzo que iba teniendo el paciente
utilizando la escala de la percepción del esfuerzo de Bohr, que va de 6 a 20.
La vuelta a la calma se dio en 5 minutos pedaleando en el cicloergómetro sin resistencia,
respirando a través del calorímetro y una vez terminado el tiempo se retiraban los
equipos de calorimetría.
Criterios que se tuvieron en cuenta para la terminación de la prueba de ejercicio.
El paciente podía detenerse en cualquier momento durante la realización de la
prueba.
El médico determinó con base en los cambios observados en el paciente cuando
debía finalizarse la prueba de esfuerzo, por aparición de síntomas o signos de
alarma.
Por consecución de la meta, el sujeto debía terminar la prueba en un tiempo
previsto de 50 minutos en total.
Todos los sujetos terminaron las pruebas con las tres bebidas sin que se hubiera
generado ningún tipo de retiro durante su realización.
6. Metodología 51
6.6 Consideraciones éticas
La presente investigación se enmarcó en la normatividad vigente en Colombia, regida
bajo la Resolución No. 008430 de 1993, emitida por el Ministerio de Salud de la época,
calificándola de riesgo mínimo, ya que se trató de estudios prospectivos, que
empleaban el registro de datos a través de procedimientos consistentes en exámenes
físicos o psicológicos de diagnóstico o tratamiento rutinario.
Los sujetos voluntarios del estudio recibieron de manera verbal y escrita información
precisa, sobre los procedimientos del estudio, con los principales efectos adversos que
pudieran presentar.
Cada persona que participó en la siguiente investigación debió firmar previamente un
consentimiento informado ( Ver Anexo A), acorde con la legislación vigente, donde
aceptaba voluntariamente participar en el estudio y tener plena conciencia de los
posibles riesgos y molestias que se pudiera derivar del estudio, autorizando el uso de la
información obtenida para análisis y divulgación como material científico.
Los sujetos que participaron en el estudio estaban en capacidad de retirarse de la
investigación a voluntad.
La información que se obtuvo en el estudio fue utilizada únicamente con fines
académicos, y se encuentra bajo estricta confidencialidad; sin embargo los voluntarios
del anterior estudio podían solicitar cualquier tipo de información durante o posterior a la
investigación.
Los investigadores se ciñeron estrictamente a lo dispuesto en el protocolo, diligenciando
completamente las hojas de recolección de datos. Se tuvieron en cuenta todas las
consideraciones, realizando procedimientos dentro de los límites de seguridad para los
voluntarios y el investigador.
Los investigadores no tuvieron ni tienen compromiso alguno con las casas productoras
y/o representantes comerciales de las bebidas energizantes o del café, con los que se
realizaron las pruebas y por tanto gozan de absoluta independencia para las
conclusiones correspondientes.
El paciente entregó las fotocopias de su documento de identidad y del carné de afiliación
a salud, EPS.
52 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
6.7 Análisis estadístico
Los datos tomados directamente por el equipo de calorimetría, marca Vmax 29®, fueron
ingresados a una base de datos en Excel mediante doble registro para controlar los
sesgos de digitación.
Una vez recolectados, tabulados y procesados los datos, se procedió a realizar un
análisis descriptivo de las diferentes variables del estudio agrupándolas por subgrupos de
tratamiento. Se verificó la normalidad de la distribución de los datos mediante la prueba
de Shapiro Wilks; la cual arrojó una no normalidad en la distribución de los mismos; por
lo anterior se procedió a desarrollar un análisis no paramétrico mediante análisis de
varianza (ANOVA) de una vía. Se aplicó test a posteriori de Wilconxon signed- ranks
sum test, cuando se encontraron diferencias significativas (p<0,05). (Dawson B P 139),
7. Resultados
7.1 Datos demográficos
Un total de 19 hombres respondieron a la convocatoria realizada para el estudio.
Después de aplicar el proceso de selección a los participantes, dos resultaron no
elegibles. Los criterios de exclusión fueron: IMC superior al máximo del rango propuesto
y alto consumo de tabaco lo que podría influenciar el gasto energético (López M.A,
2003). A un voluntario se le aplicaron dos de las tres pruebas, sin embargo fue imposible
llevar a cabo la tercera debido a que cambió de domicilio y le era difícil asistir; tres
voluntarios abandonaron el programa por motivos personales.
Se finalizó con una muestra de 13 hombres con sobrepeso y obesidad grado I, quienes
participaron en la totalidad del programa y cumplieron con los requerimientos del estudio.
Los datos demográficos que se presentan en la tabla10, se expresan como medias y (±
desviación estándar). La edad promedio de los participantes fue de 22,76 años (±4,67)
años, con una talla de 1,71 (±0,05) m. Con relación a la composición corporal, la media
para el peso corporal fue 89,33 (±7,15) Kg, la media del IMC 30,46 (±2,34), la media SC
2,02 (±0,10) m2 y la del PGC fue de 25,59 (±3,13) %.
54 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Tabla 6 de las medias de los datos demográficos de los participantes.
VARIABLE MEDIAS ± DE IC
Edad (Años) IC 95%
22,76 ± 4,67 18 – 32
Talla (m) IC 95%
1, 71 ± 0,05 1,63 – 1,8
Peso (Kg) IC 95%
89,33 ± 7,15 73 – 99
IMC (Kg/ m2)
IC 95% 30,46 ± 2,34 26,18 – 33,87
PGC (%) IC 95%
25,59 ± 3,13 19,35 – 31,32
DE=Desviación Estándar, IC=Intervalo de Confianza (95%), m= metros, kg= Kilogramos, IMC= Índice de Masa Corporal, PGC= Porcentaje de Grasa Corporal.
9. Conclusiones y Recomendaciones
55
7.2 Resultados individuales de las variables de gasto
energético y del RQ.
7.2.1 Consumo de oxígeno durante la prueba
Se evaluó el cambio en el RQ en una prueba de resistencia en cicloergómetro.
Tabla 7 de los promedios del consumo de oxígeno en cada paciente cuando realizaron la prueba con el
consumo previo de agua, café y bebida energizante.
.Comportamiento del RQ con el consumo de agua
En los voluntarios 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, los mayores valores RQ se presentaron cuando
consumieron agua antes del ejercicio, quienes representan el 54% de los pacientes.
RQ
VOL AGUA CAFÉ BEBIDA ENERGIZANTE
1 0,84 (0,06)a (0,83-0,87)
b 0,77(0,06)a (0,76-0,79)
b 0,82 (0,07)a
(0,80-0,84)b
2 0,88 (0,03) (0,88-0,90) 0,85(0,05) (0,84-0,87) 0,86 (0,04) (0,86-0,88)
3 0,87 (0,04) (0,87-0,89) 0,81 (0,04) (0,80-0,83) 0,85 (0,03) (0,85-0,86)
4 0,83 (0,04) (0,82-0,84) 0,79 (0,05) (0,78-0,81) 0,89 (0,03) (0,88-0,90)
5 0,91 (0,05) (0,90-0,93) 0,87 (0,05) (0,86-0,89) 0,84 (0,05) (0,83-0,86)
6 0,87 (0,04) (0,87-0,89) 0,87 (0,03) (0,87-0,89) 0,85 (0,04) (0,84-0,86)
7 0,78 (0,03) (0,78-0,80) 0,78 (0,04) (0,78-0,80) 0,81 (0,02) (0,81-0,82)
8 0,92 (0,04) (0,92-0,94) 0,85 (0,05) (0,84-0,87) 0,92 (0,03) (0,92-0,93)
9 0,83 (0,02) (0,82-0,84) 0,81 (0,04) (0,81-0,83) 0,81 (0,03) (0,81-0,82)
10 0,87 (0,06) (0,86-0,89) 0,86 (0,05) (0,85-0,88) 0,87 (0,05) (0,86- 0,89)
11 0,87 (0,06) (0,85-0,89) 0,92 (0,06) (0,91-0,94) 0,89 (0,06) (0,88-0,91)
12 0,81 (0,05) (0,80-0,83) 0,86 (0,05) (0,85- 0,88) 0,87 (0,04) (0,86-0,88)
13 0,81 (0,05) (0,80-0,82) 0,84 (0,04) (0,83-0,85) 0,81 (0,03) (0,80-0,82)
MEDIA 0,858 0,843 0,857
DE 0,042 0,042 0,036
M: media, (DE: Desviación estándar)a, (ICI: Intervalo de confianza)b, color verde: medias
bajas de RQ por paciente, color rojo: medias altas de RQ por paciente.
56 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Comportamiento del RQ con el consumo de café
En los voluntarios 11, 13, los valores más altos de RQ se presentaron cuando
consumieron café antes del ejercicio, que equivale al 15% de los pacientes.
Los voluntarios 1, 2, 3, 4, 7, 8, 10, obtuvieron los valores más bajos de RQ ante el
consumo previo de café, que equivale al 54% de la muestra.
Comportamiento del RQ con el consumo de una bebida energizante
En los voluntarios 4, 7, 10, 12, los valores más altos de RQ se presentaron cuando
consumieron una bebida energizante antes del ejercicio, lo que equivale al 31% de
los pacientes. Ninguno de los voluntarios obtuvo su RQ más bajo con el consumo
previo de bebida energizante.
El comportamiento del RQ (VCO2/VO2), es uno de los objetivos específicos de la
presente investigación y una variable determinante para el cálculo del sustrato
energético como se mostró en el marco teórico de acuerdo a los datos descritos en la
tabla 10.
Cuando se administró café se observó un RQ promedio de 0,843, el cual fue la media
más baja obtenida entre las tres intervenciones. Tras la administración de agua se
registró un RQ promedio de 0,858 y al momento de administrar bebida energizante,
se obtuvo una media de 0,857.
El café (5mg/kg, de cafeína) es el tratamiento que disminuye en mayor proporción el
RQ, lo que indicaría que induce a la utilización de lípidos como sustrato energético,
pero aunque se marca esta tendencia dicho aumento no alcanza a ser
estadísticamente significativo p<0,05.
Ilustración 7 Comparación del consumo de oxígeno durante la prueba
0,700
0,750
0,800
0,850
0,900
0,950
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
RQ
COCIENTE RESPIRATORIO
AGUA
CAFÉ
BEBIDA E
CODIGO DE LOS PACIENTES
9. Conclusiones y Recomendaciones
57
7.2.2 Comportamiento del gasto energético GE.
Se evaluó el cambio en el gasto energético en kcalorías por minuto una prueba de
resistencia en cicloergómetro.
Tabla 8 Promedios del gasto energético en cada paciente cuando realizaron la prueba.
Comportamiento del Gasto Energético con el consumo de agua
En los voluntarios 1, 6, 10, 13, los mayores valores GE se presentaron cuando
consumieron agua antes del ejercicio, que equivale al 31% de los pacientes.
Comportamiento del Gasto Energético con el consumo de café
En los voluntarios 3, 4, 8, los mayores valores de GE se presentaron cuando
consumieron café antes del ejercicio, que equivale al 23% de los pacientes.
GASTO ENERGÉTICO (Kcal/min)
VOL AGUA CAFÉ BEBIDA
ENERGIZANTE
1 7,44 ( 1,59)a (7,00-7,90)
b 7,15 (1,50)
a (6,73-7,58)
b 6,70 (1,36)
a (6,32-7,08)
2
2 8,49 (1,80) (7,98-9,00) 8,62 (1,76) (8,12-9,11) 8,94 (1,69) (8,47-9,42)
3 7,65 (1,87) (7,13-8,18) 9,12 (2,09) (8,54-9,71) 7,14 (1,47) (6,73-7,56)
4 8,78 (1,40) (8,38-9,12) 9,42 (1,68) (8,94-9,89) 8,67(2,03) (8,09-9,25)
5 6,29 (1,12) (5,98-6,60) 6,26 (1,53) (5,82-6,69) 6,80 (1,34) (6,43-7,18)
6 6,66 (1,88) (6,14-7,19) 5,53 (1,39) (5,14-5,93) 5,06 (1,36) (4,68-5,44)
7 5,17 (1,06) (4,88-5,47) 5,69 (1,16) (5,36-6,01) 6,73 (1,58) (6,28-7,17)
8 5,66 (1,08) (5,36-5,97) 7,52 (1,53) (7,09-7,96) 6,70 (1,09) (6,39-7,01)
9 6,11 (0,99) (5,84-6,39) 6,86 (1,49) (6,44-7,28) 7,39 (1,17) (7,06-7,73)
10 7,83 (1,70) (7,35-8,31) 7,66 (1,76) (7,169-8,159) 7,43 (1,29) (7,07-7,80)
11 6,68 (1,27) (6,33-7,04) 6,52 (1,13) (6,20-6,84) 7,48 (1,08) (7,17-7,78)
12 8,95 (2,14) (8,36-9,56) 9,20 (1,75) (8,71-9,70) 9,28 (2,09) (8,69-9,87)
13 9,05 (1,88) (8,53-9,59) 8,07(1,62) (7,61-8,52) 8,66 (1,94) (8,11-9,21)
MEDIA 7,293 7,514 7,466
DE 1,300 1,323 1,169
M: media, (DE: Desviación estándar)a, (ICI: Intervalo de confianza)b, (Color verde:
medias altas de GE por paciente).
58 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Comportamiento del Gasto Energético con el consumo de bebida energizante
En los voluntarios 2, 5, 7, 9, 11, 12, los mayores valores de GE se presentaron
cuando consumieron bebida energizante antes del ejercicio, equivalente al 46% de
los pacientes.
Ilustración 8 Comparación del comportamiento del Gasto Energético
La bebida energizante (Red Bull ®) es el tratamiento que aumenta en mayor proporción
el gasto energético GE, pero aunque se marca esta tendencia dicho aumento no alcanza
a ser estadísticamente significativo p<0,05, después del análisis estadístico descrito
antes.
Al analizar las medias generales para el GE, al momento de administrar café se observó
un GE promedio de 7,514 kcal/min, el cual fue la media más alta obtenida entre las tres
intervenciones. Tras la administración de agua se registró un GE promedio de 7,293
kcal/min y al momento de administrar bebida energizante, se obtuvo una media de 7,466
kcal/min.
0,0001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,000
10,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Kca
l/m
in
GASTO ENERGÉTICO
Series1
Series2
Series3
CODIGO DE LOS PACIENTES
9. Conclusiones y Recomendaciones
59
7.2.3 Gramos de carbohidrato utilizado como fuente energética por litro de O2 consumido (GCh/LO2)
Se evaluó el cambio en la cantidad de gramos de carbohidratos utilizado por los
pacientes por litro de oxígeno consumido (GCh/LO2) en una prueba de resistencia en
cicloergómetro, utilizando la correlación directa que existe entre el RQ y el porcentaje de
utilización de carbohidratos, basado en la tabla de equivalentes térmicos del oxígeno
para el cociente respiratorio no proteico, incluyendo el porcentaje gramos procedentes de
los hidratos de carbono. (ANEXO B), que también ha sido usada en otras investigaciones
similares (Achenson 1980; McArdle 2010).
Tabla 9 muestra los promedios de los gramos de carbohidrato utilizados como fuente energética, por litro de oxígeno consumido en cada paciente cuando realizaron la prueba con el consumo previo de agua, Café y bebida energizante.
60 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Comportamiento de los (GCh/LO2) con el consumo de agua
En los voluntarios 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10, los mayores valores (GCh/LO2) se
presentaron cuando consumieron agua antes del ejercicio, que equivale al 62% de
los pacientes.
Comportamiento de los (GCh/LO2) se con el consumo de café
En los voluntarios 11,13, los mayores valores de (GCh/LO2) se presentaron cuando
consumieron café antes del ejercicio, que equivale al 15% de los pacientes.
Comportamiento de los (GCh/LO2) con el consumo de bebida energizante
En los voluntarios 4, 7,12, los mayores valores de (GCh/LO2) se presentaron cuando
consumieron bebida energizante antes del ejercicio, que equivale al 23% de los
pacientes.
Ilustración 9 Comparación de los gramos de carbohidrato utilizado como fuente energética por litro de O2 consumido (GCh/LO2)
Al analizar las medias generales para los gramos de carbohidratos utilizados como
fuente energética, al momento de administrar agua se registró un (GCh/LO2) promedio
de 0,625g el cual fue la media más alta obtenida entre las tres intervenciones.
0,0000,1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9001,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
g/m
in
GRAMOS DE CARBOHIDRATO POR LITRO DE OXÍGENO CONSUMIDO
AGUA
CAFÉ
BEBIDA E
CODIGO DE LOS PACIENTES
9. Conclusiones y Recomendaciones
61
De acuerdo a los datos de la tabla 10 se puede inferir que cuando los sujetos
consumieron el tratamiento basal (agua) utilizaron en mayor proporción carbohidratos
como sustrato energético.
7.2.4 Gramos de lípidos utilizados como fuente energética por litro de O2 consumido (GLip/O2)
Se evaluaron los cambios en la cantidad de gramos de lípidos utilizados como sustrato
energético (GLip/O2) en una prueba de resistencia en cicloergómetro, utilizando la
correlación directa que existe entre el RQ y el porcentaje de utilización de lípidos, basado
en la tabla de equivalentes térmicos del oxígeno para el cociente respiratorio no proteico,
incluyendo el porcentaje gramos procedentes de los hidratos de carbono. (ANEXO B),
que también ha sido usada en otras investigaciones similares (Achenson 1980; McArdle
2010).
Tabla 10 muestra los promedios de gramos de lípidos utilizados como fuente energética por litro de oxígeno consumido GLip/O2 en cada paciente cuando realizaron la prueba con el consumo previo de agua, Café y bebida energizante.
62 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Comportamiento de los (GLip/O2) con el consumo de agua
En los voluntarios, 11, 12, 13, los mayores valores en (GLip/O2) se presentaron
cuando consumieron agua antes del ejercicio, que equivale al 23% de los pacientes.
Comportamiento de los (GLip/O2) con el consumo de café
En los voluntarios 1, 2, 3, 4, 7, 8,10, los mayores valores de los (GLip/O2) se
presentaron cuando consumieron café antes del ejercicio, que equivale al 54% de los
pacientes.
Comportamiento de los (GLip/O2) con el consumo de bebida energizante
En los voluntarios 5, 6, 9, los mayores valores de (GLip/O2) presentaron cuando
consumieron bebida energizante antes del ejercicio, que equivale al 23% de los
pacientes..
Ilustración 10 Comparación de los gramos de lípidos utilizados como fuente energética por litro de O2 consumido (GLip/O2)
Al analizar las medias generales de los gramos de lípidos utilizados, con la
administración de café, se observó un promedio de 0,275 de (GLip/O2), el cual fue la
media más alta obtenida entre las tres intervenciones.
Por lo anterior se puede inferir que es el café, el tratamiento que genera mayores
aumentos en la tasa de utilización de lípidos, sin embargo los cambios no alcanzan a ser
estadísticamente significativos p<0,05.
0,0000,0500,1000,1500,2000,2500,3000,3500,400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
g/m
in
GRAMOS DE LÍPIDOS POR LITRO DE OXÍGENO CONSUMIDO
AGUA
CAFÉ
BEBIDA E
CODIGO DE LOS PACIENTES
9. Conclusiones y Recomendaciones
63
7.3 Resultados del análisis individual de las variables a
través del área bajo la curva
Para la evaluación del área bajo la curva se tomó el programa WinNonlin 5.3 (Pharsight
Corporation, Cary USA), programa diseñado para realizar análisis de áreas bajo la curva
en experimentación de datos farmacocinéticos de concentración versus tiempo en
farmacocinética.
A partir de los resultados de las valoraciones de los 51 puntos de tomas de datos (basal,
5 de calentamiento, 40 de ejercicio y 5 de recuperación), para la determinación del área
bajo la curva se utilizó el método de la "regla trapezoidal"; en este método la curva se
divide en secciones que se aproximan a trapecios en su forma (ver siguiente grafica) y se
calcula el área de cada una de ellas mediante la fórmula de la ilustración 15 y permite
tener en cuenta comportamientos de la variables que se obvian cundo se realiza el
análisis por medias.
Sin embargo en esta investigación las tendencias de los datos hallados con el área
bajo la curva fueron exactamente iguales a los datos hallados con el análisis de
las medias de los registros, emitidos por el sistema de calorimetría.
Ilustración 11 Cálculo del área bajo la curva por el método de trapecios.
(ROBERS MICHAEL, 2008)
64 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Ilustración 12 Comparación de los resultados del análisis individual de las variables a través del área bajo la curva del consumo de oxígeno.
7.3.1 Comportamiento del área bajo la curva del RQ durante la prueba
Tabla 11 muestra los promedios de las áreas RQ en cada paciente cuando realizaron la prueba con el consumo previo de agua, Café y bebida energizante.
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
ÁREA BAJO LA CURVA DEL CONSUMO DE OXÍGENO
AGUA
CAFÉ
B EN
9. Conclusiones y Recomendaciones
65
Comportamiento de las áreas bajo la curva del RQ con el consumo de agua
En los voluntarios 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 13, los mayores valores RQ se presentaron
cuando consumieron agua antes del ejercicio, que equivale al 61% de los pacientes.
Comportamiento de las áreas bajo la curva del RQ con el consumo de café
En el voluntario 11, los valores más altos de RQ se presentaron cuando consumió
café antes del ejercicio, que equivale al 8% de los pacientes.
Comportamiento de las áreas bajo la curva del RQ con el consumo de una
bebida energizante
En los voluntarios 4, 7, 10, 12, se obtuvieron los valores más altos de RQ, cuando
consumieron una bebida energizante antes del ejercicio, lo que equivale al 31% de
los pacientes.
El café (5mg/kg, de cafeína) es el tratamiento que disminuye en mayor proporción el
RQ en análisis bajo la curva, lo que indicaría que induce a la utilización de lípidos
como sustrato energético, pero aunque se marca esta tendencia igual que ocurrió en
el análisis estadístico por medias dicho aumento no alcanza a ser estadísticamente
significativo p<0,05.
Ilustración 13 Comportamiento del área bajo la curva del RQ durante la prueba
34
36
38
40
42
44
46
48
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
ÁREA BAJO LA CURVA DEL RQ
AGUA
CAFÉ
B EN
CODIGO DE LOS PACIENTES
66 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
7.3.2 Comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto Energético GE Unidades.
Tabla 12 de Comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto Energético GE Unidades.
Comportamiento de las áreas bajo la curva GE con el consumo de agua
En los voluntarios 1, 6, 10, 13, los mayores valores GE se presentaron cuando
consumieron agua antes del ejercicio, lo que equivale al 31% de los pacientes.
Comportamiento del GE con el consumo de café
En los voluntarios 3, 4, 8, los mayores valores de GE se presentaron cuando
consumieron café antes del ejercicio, lo que equivale al 23% de los pacientes.
Comportamiento de las áreas bajo la curva GE con el consumo de bebida
energizante
En los voluntarios 2, 5, 7, 9, 11, 12, los mayores valores de GE se presentaron
cuando consumieron bebida energizante antes del ejercicio, lo que equivale al 46%
de los pacientes.
9. Conclusiones y Recomendaciones
67
Ilustración 14 Comportamiento de las áreas bajo la curva del gasto energético GE.
En el análisis área bajo la curva de los sustratos, el gasto energético (GE) se comportó
exactamente igual que el análisis de las medias de los datos, la bebida energizante (Red
Bull ®) es el tratamiento que aumentó en mayor proporción el gasto energético GE, pero
aunque se marca esta tendencia dicho aumento no alcanza a ser estadísticamente
significativo p<0,05, después del análisis estadístico descrito antes.
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
ÁREA BAJO LA CURVA DEL GASTO ENERGÉTICO
AGUA
CAFÉ
B EN
CODIGO DE LOS PACIENTES
8. Discusión
Como resultado de la revisión de literatura, se planteó la posibilidad de que el consumo
de bebidas energizantes o cafeína previo a la realización de ejercicio aeróbico, pudiera
generar aumentos en el gasto energético, usando como principal sustrato energético los
lípidos, lo que tendría un hipotético impacto directo sobre el peso corporal de los
pacientes.
Ante la necesidad manifiesta de bajar los índices de sobrepeso y obesidad entre la
población bogotana y la falta de investigaciones en el campo, se planteó la siguiente
hipótesis: ―existen cambios en la respuesta del gasto energético de hombres sedentarios
con sobrepeso durante ejercicio submáximo al administrar bebida con cafeína, bebida
energizante o bebida hidratante sin cafeína‖, para resolver esta hipótesis se formuló el
siguiente objetivo general ―Evaluar el comportamiento del gasto energético de hombres
sedentarios con sobrepeso durante la realización de un protocolo de ejercicio
submáximo, en tres intervenciones diferentes, bebida con cafeína, bebida energizante y
bebida hidratante sin cafeína (agua).‖, para poder cumplir con este objetivo se
determinaron como principales variables de estudio el RQ y el GE, medidos a través de
la técnica de calorimetría indirecta, utilizando un equipo analizador de gases marca
VMáx29c® de propiedad de la Universidad Nacional de Colombia.
En términos generales y posteriores al análisis de áreas bajo la curva y de las medias se
encontró que tras la administración de bebida energizante se presentaron mayores
aumentos en el gasto energético, sin embargo estos aumentos no fueron
estadísticamente significativos. Por ende, se infiere que aparentemente consumir antes
del ejercicio bebidas energizantes o café no provee ninguna influencia sobre el gasto
energético de quien lo consume.
9. Conclusiones y Recomendaciones
69
El estudio actual obtuvo resultados similares a los hallados por Nienhueser en el 2011,
quien no encontró diferencias significativas en el gasto energético evaluado durante el
ejercicio, con el consumo previo de bebidas energizantes y en la misma investigación
halló aumentos significativos del gasto energético cuando lo evaluó en reposo.
Es necesario reconocer que la mayoría de los estudios consultados evaluaron el gasto
energético en reposo, en condiciones ambientales diferentes, todos sobre el nivel del mar
y en poblaciones distintas. .La gran mayoría de investigaciones donde se midio el gasto
energético en reposo encontraron aumentos significativos del gasto energético con el
consumo de bebidas energizantes y de café antes de las sesiones de evaluación.(Dulloo,
1989; Achenson 1980; Dalbo 2008; Rudelle, 2007; Hoffman, 2006).
De acuerdo a lo evidenciado en esta investigación ni el gasto energético ni el RQ
aumentan de manera significativa con el consumo previo de cafeína, Por lo tanto estas
conclusiones están en oposición con las halladas en otras investigaciones. (Dulloo,
1989; Achenson 1980; Dalbo 2008; Rudelle, 2007; Hoffman, 2006; Kovacs, 1998)
Los hallazgos de las investigaciones que miden el gasto energético y el RQ son muy
diferentes entre sí, por ejemplo Rush, 2006 encontró que las bebidas energizantes
aumentan el gasto energético pero inducen cocientes respiratorios altos, lo que indica
que estimulan la utilización de carbohidratos como principal fuente energética y lanza la
hipótesis de que las bebidas energizantes no son eficientes para los tratamientos de
pérdida de peso y por el contrario ella sospecha que pueden contribuir a aumentar en
peso corporal de quienes las consumen de manera habitual.
En total oposición a ella Dalbo, 2008 encontró en su investigación que una bebida
energizante aumento de manera significativa el gasto energético medido en reposo, el
midió también variables bioquímicas en sangre (AGL) y encontró un aumento significativo
después del consumo de la bebida energizante, lo que le permitió lanzar como hipótesis
que las bebidas energizantes pueden contribuir en tratamientos para pérdida de peso
corporal, esta conclusión es totalmente contraria a los hallazgos encontrados en la
presente investigación.
70 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm).
Otras investigaciones como la de Kovacs en 1998 también midieron variables
bioquímicas y respiratorias encontrando resultados diferentes, hallo que la cafeína
aumenta el gasto energético e incrementa el rendimiento deportivo sin aumentar los
niveles de AGL en sangre, por lo tanto Kovacs, descarta que la mejora en el rendimiento
se halla debido a una mayor oxidación de los ácidos grasos.
En la presente investigación los cocientes respiratorios que predominaron en los
pacientes cuando consumieron café antes del ejercicio fueron bajos e indican que la
mayor proporción de calorías que utilizaron durante el ejercicio fue de fuente lípida, sin
embargo la cantidad de pacientes que tuvieron estos cambios no fue estadísticamente
significativa por lo tanto no se puede concluir que todas las personas que consuman café
antes del ejercicio utilizaran los lípidos como fuente energética.
Wallman en el 2010 encontró resultados parecidos a los de la presente investigación,
donde no se hallaron cambios significativos en el RQ con el consumo previo de café en
comparación al placebo (agua), sin embargo si obtuvo aumentos significativos en el
gasto energético.
En general la mayoría de los estudios (Hoffman, 2006; Bozeer, 2002; Robert, 2008;
Rush, 2005; Wallman, 2010; Dalbo 2008) sugieren que las bebidas energizantes inducen
cocientes respiratorios bajos que indican la utilización de lípidos como sustrato
energético lo cual está en oposición a los datos hallados en esta investigación ya que no
se hallaron diferencias significativas en los cocientes respiratorios bajo la influencia de
los tres tratamientos antes descritos.
8.1 Falencias y dificultades del estudio:
Durante la realización del estudio, se presentaron una serie de dificultades, la mayoría de
ellas relacionadas con la ausencia de recursos económicos disponibles, en primer lugar
se presentó un bajo poder de convocatoria a pesar de publicitar a través de diferentes
9. Conclusiones y Recomendaciones
71
medios de comunicación online, impresos y voz a voz; los cuales no tuvieron la acogida
que se esperaba ya que no existía una remuneración económica que estimulará la
participación de los posibles pacientes hecho que posiblemente se relacionó con el
porcentaje de deserción por parte de los voluntarios a lo largo de la investigación.
Otros factores que dificultaron la eficaz realización del estudio fueron el no tener la
posibilidad de controlar la dieta de los pacientes de forma directa , así como sus horas de
descanso lo que hubiese garantizado que estos se encontraran en las mismas
condiciones metabólicas en el momento de realizar cada una de las mediciones;
quedando como única opción confiar en la veracidad de la información suministrada por
los participantes pudiéndose haber incurrido en el sesgo de memoria o de recuerdo
(2011 Del Pino); estos factores se pudieron haber mitigado al reunir a los pacientes en
unas instalaciones adecuadas, sin embargo, no fue posible por falta de financiación;
inclusive, el gasto que se originó por la compra de las bebidas energizantes, las dosis de
cafeína y los refrigerios para los voluntarios, fueron asumidos por el equipo investigador.
Debido a la naturaleza de las pruebas y mediciones que requerían la presencia constante
del investigador, se plantea la posibilidad de haber incurrido en el sesgo de atención
(1999 Tobías) el cual determina que los participantes de un estudio pueden llegar a
alterar su comportamiento al saber que están siendo observados.
9. Conclusiones y recomendaciones
9.1 Conclusiones
EL 46% de los voluntarios que consumieron bebida energizante aumentaron su gasto
energético, por lo anterior, parece ser que las personas que realizan este tipo de
ejercicio y que consumen una hora antes 160ml de una bebida energizante (Red
Bull®), inducen aumentos en el gasto energético, sin embargo no es una cifra
estadísticamente significativa que pueda dar resultados concluyentes, pero si hubo
una mayor tendencia de la bebida energizante a aumentar el gasto energético
durante la prueba.
Las bebidas energizantes aunque generan aumentos en el gasto energético no
inducen de manera significativa la utilización de lípidos como sustrato energético,
ninguno de los pacientes que tomó bebidas energizantes presentó un RQ de fuente
lípida, se presume que las bebidas energizantes al tener en sus componentes
glucosa no estimulan la utilización de lípidos debido a que la célula utiliza con mayor
prontitud la glucosa para la obtención de energía, sin embargo los cocientes
inducidos por la bebida energizante fueron ligeramente menores que aquellos que
tuvieron los mismos sujetos con el tratamiento basal (agua).
El café estimuló una tendencia clara del RQ hacia cifras bajas que permiten inferir
que indujo la utilización de lípidos como sustrato energético en el 54% de los sujetos
y fue el tratamiento que uso más gramos de lípidos por litro de oxigeno consumido,
pero dichos aumentos aun no son estadísticamente significativos, por lo tanto basado
en los datos de esta investigación aún no se puede afirmar que el consumo previo de
café antes del ejercicio sea en todos los casos benéfico para inducir lipólisis
oxidativa.
9. Conclusiones y Recomendaciones
73
Al analizar las medias generales del gasto energético, los pacientes que consumieron
café antes del ejercicio obtuvieron un promedio de 7,514 kcal, el cual fue la media
más alta obtenida entre las tres intervenciones, lo cual indicaría que el café, induce
aumentos en el gasto energético aunque no sean estadísticamente significativos.
Al comparar los resultados de los cambios generados en el gasto energético por cada
uno de los tratamientos se evidenció, que son las bebidas energizantes el
tratamiento que indujo en una mayor proporción de la muestra aumentos en el gasto
energético y por el comportamiento del cociente respiratorio de los sujetos es posible
concluir que dicho aumento se presenta utilizando los carbohidratos como sustrato
energético, lo cual se terminó de corroborar en los datos hallados a través del análisis
de los gramos de carbohidrato usados por litro de oxigeno consumido.
La conclusión concreta de acuerdo a los resultados hallados en esta investigación es
que no hay diferencias significativas entre consumir cafeína (5mg/kg), bebidas
energizantes o agua antes del ejercicio si se busca estimular la utilización de lípidos
como fuente energética.
9.2 Recomendaciones
Se sugiere la realización de nuevas investigaciones que tengan una muestra
poblacional más grande, con diseños de investigación longitudinal para poder evaluar
en el tiempo los cambios del gasto energético y del RQ en sujetos que apliquen esta
metodología, midiendo antropométricamente sus cambios corporales si es que se
llegasen a presentar para descartar o afirmar definitivamente la hipótesis que motivo
esta investigación.
Se recomienda que los próximos estudios tengan controles estrictos sobre las dietas
de los pacientes y las actividades que ellos hayan realizado antes de las pruebas.
.
ANEXOS
ANEXO A. CONSENTIMIENTO INFORMADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
CONSENTIMIENTO INFORMADO PARA PARTICIPAR EN LA INVESTIGACIÓN.
FACULTAD DE MEDICINA, DIVISIÓN DE FISIOLOGÍA
Investigación
“Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus
bebida energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un
protocolo de ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)”.
Director del proyecto de investigación:
Dr. Oscar Armando García Vega, MD, MS, PhD en Farmacología Clínica.
Coordinador del Departamento de Farmacología.
Profesor Asociado de la División de Fisiología, Facultad de Medicina.
Universidad Nacional de Colombia.
Investigador:
Prof. Guillermo Andrés Castellanos Castiblanco,
Profesional en Ciencias del Deporte.
Candidato a Magister en Fisiología.
Universidad Nacional de Colombia.
Este documento tiene por objeto ayudarlo a tomar la decisión de participar o no en la
siguiente investigación, antes de que usted decida participar en el estudio por favor lea
cuidadosamente este consentimiento informado.
Este documento puede contener palabras que usted no comprenda, por favor pegúntele
al profesional encargado, para aclarar cualquier duda que tenga, haga todas las
preguntas que usted considere pertinentes hasta asegurarse de comprender todos los
Anexo Consentimiento Informado 75
procedimientos que se van a realizar dentro de la investigación, teniendo en cuenta
fundamentalmente los riesgos que asumirá al participar en la investigación.
Una investigación consiste en la búsqueda de métodos, procedimientos y técnicas
encaminadas a obtener nuevos conocimientos, explicaciones y comprensión científica de
los fenómenos planteados que nos puedan llevar a encontrar su solución.
El objetivo general de este estudio es, establecer si existen diferencias en la cantidad
de calorías el cuerpo quema habiendo consumido antes cafeína y compararlos con la
cantidad de calorías que el cuerpo quema habiendo consumido una bebida energizante
medidas mientras el evaluado hace ejercicio en una bicicleta estática durante 50 minutos.
Posibles Resultados
Los resultados de esta investigación podrían conducir a inferir si se puede sugerir el uso
de la cafeína o de una bebida energizante comercial (Red Bull ®) como complemento a
los tratamientos de pérdida de peso donde se incluya ejercicio, buscando afirmar o
descartar la utilidad del consumo de estas sustancias en combinación con ejercicios para
acelerar los tratamientos de pérdida de peso que se realicen en Bogotá.
Participantes del estudio
13 Personas de sexo masculino que cumplan con los criterios de inclusión.
Procedimientos
Los sujetos que participen en el estudio entrarán en un proceso de selección, verificando
que cumplan los criterios de inclusión de esta investigación, este proceso incluye examen
de sangre y examen médico general, su participación dependerá del concepto
médico.
Cada paciente realizará ejercicio en tres sesiones, en tres días diferentes, bajo la ingesta
previa de una bebida hidratante sin cafeína, bajo la ingesta previa de una dosis de
cafeína de 5mg/kg de peso corporal y bajo el consumo previo de 2 latas (16 onzas) de
una bebida energizante comercial (Red Bull ®).
El ejercicio consistirá en pedalear en un cicloergómetro, durante 50 minutos que incluyen,
5 minutos de calentamiento, 40 minutos de ejercicio y 5 minutos de recuperación, con
una intensidad moderada, entre el 45% y 50%, de la Frecuencia Cardiaca de Reserva
calculada para cada paciente según la ecuación de Karvonen.
76 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
Beneficios
Es probable que quien participe voluntariamente en el estudio solo obtenga como
beneficio conocer su estado de salud, como producto de los exámenes y evaluaciones
médicas que en él se van a realizar.
Riesgos o incomodidades
Los riesgos que se asumen durante las sesiones de medición son bajos debido a que en
todo momento se contará con vigilancia médica y ante cualquier sigo o síntoma se
detendrá de inmediato el protocolo de ejercicio, sin embargo estas son las posibles
eventualidades que se pueden presentar durante la realización de los protocolo de
ejercicio.
Arritmias:
Desmayo pasajero (síncope vaso-vagal o desvanecimiento simple)
Dolor de pecho (angina de pecho)
Alteraciones de la presión arterial
Hipotensión
Infarto al miocardio
Se realizarán exámenes paraclínicos, para los cuales es necesario tomar una muestra de
sangre de 5ml a nivel braquial. Como complicación se puede presentar dolor y
hematoma en el sitio de la punción.
Costo.
Por su participación en el estudio no se derivará ningún costo para el paciente
voluntario.
Privacidad y confidencialidad.
Los resultados que se hallen en la presente investigación, se utilizarán con fines
científicos y podrán ser publicados en revistas científicas o ser presentados en reuniones
científicas, pero su identidad en ningún momento será revelada.
Esta autorización servirá hasta el final del estudio, a menos que usted la cancele antes,
usted puede cancelar esta autorización en cualquier momento, si usted cancela esta
autorización, el investigador principal no usará ni divulgará su información personal ni de
su salud bajo la autorización para este estudio.
La autorización para el uso y el acceso de la información protegida de la salud para los
propósitos de la investigación es totalmente voluntaria. Sin embargo de no firmar este
documento usted no podrá participar en este estudio. Si en el futuro usted cancela
esta autorización, no podrá continuar participando en este estudio.
Anexo Consentimiento Informado 77
Comunicación con el investigador
Si necesita alguna información adicional sobre la investigación, puede comunicarse con
el investigador principal, Guillermo Andrés Castellanos al número celular 318 694 59 63,
o al email: [email protected]
Participación y retiro voluntarios
La participación en éste estudio es voluntaria. Usted puede decidir no participar o
retirarse del estudio en cualquier momento. La decisión suya no resultará en ninguna
penalidad o pérdida de beneficios para los cuales tenga derecho. De ser necesario su
participación en este estudio puede ser detenida en cualquier momento por el
investigador del estudio sin su consentimiento.
De acuerdo a la resolución 008430 del 04 de octubre de 1993, título II ―De la
investigación en seres humanos‖, capítulo I, ―De los aspectos éticos de la investigación
en seres humanos‖, artículos 5 al 16, donde se incluyen los aspectos relacionados con el
consentimiento informado, y habiendo recibido previa explicación y asesoría por parte
de: Guillermo Andrés Castellanos Castiblanco, Profesional en Ciencias del Deporte,
identificado con Cédula de Ciudadanía 80´110 199 de Bogotá.
En la que se me ha dado información sobre:
1. Propósito de la investigación
2. Interpretación de la investigación
3. Limitaciones de la investigación
4. Posibles resultados de la investigación.
YO, _________________________________________________
Identificado con Cédula de Ciudadanía No----------------------de------------------
Autorizo a: Guillermo Andrés Castellanos Castiblanco.
Para realizarme las pruebas descritas y ratifico que entiendo y he discutido con la
persona que me brindó asesoría, el procedimiento a realizar y estoy de acuerdo con él.
Entiendo que todos los procedimientos e incluidas la toma de muestras son voluntarias y
que puedo retirar mi consentimiento en cualquier momento antes de que sean tomados
los exámenes.
No firme este consentimiento a menos de que usted haya tenido la oportunidad de hacer
preguntas y recibir respuestas satisfactorias para todas sus preguntas.
Observaciones: _________________________________________________
78 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Fecha: ________________________________________________________
He leído la información de esta hoja de consentimiento, o se me han leído de manera
adecuada. Todas mis preguntas sobre el estudio y mi participación han sido atendidas.
Autorizo el uso y la divulgación de mi información obtenida en el desarrollo de la
investigación para los propósitos descritos anteriormente.
Al firmar esta hoja de consentimiento, no se ha renunciado a ninguno de los derechos
legales.
Nombre completo del participante:
________________________________________
Firma del participante:
________________________________________
CC
Testigo 1 Testigo 2
_________________________ __________________________
C.C CC
Confirmo que la información en este consentimiento informado fue claramente explicada
y entendida por mí y considero libremente participar en éste estudio de investigación.
Firma del investigador principal
____________________________________________
C.C
ANEXO B. TABLA DE EQUIVALENTES TÉRMICOS DEL
OXÍGENO PARA EL COCIENTE RESPIRATORIO NO
PROTEICO, INCLUYENDO EL PORCENTAJE DE
KILOCALORÍAS Y GRAMOS PROCEDENTES DE LOS
HIDRATOS DE CARBONO Y LAS GRASAS
Tabla 13 de equivalentes térmicos del oxígeno para el cociente respiratorio no proteico, incluyendo el porcentaje de kilocalorías y gramos procedentes de los hidratos de carbono y las grasas.
RQ no prot KCxLO2
(CALORIAS X LITRO)
KCCh % PROC CARB Kcgrasas %
PROGRASAS GRO2Ch EN
GRAMOS P CARB GRO2Grasas EN
GRAMOS
0.96 5,00 87,20 12,80 1,05 0,07
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.85 4,86 50,70 49,30 0,58 0,26
0.84 4,85 47,20 52,80 0,54 0,28
0.85 4,86 50,70 49,30 0,58 0,26
0.91 4,94 70,80 29,20 0,83 0,16
0.95 4,99 84,00 16,00 1,01 0,09
0.96 5,00 87,20 12,80 1,05 0,07
0.96 5,00 87,20 12,80 1,05 0,07
0.95 4,99 84,00 16,00 1,01 0,09
0.93 4,96 77,40 22,60 0,92 0,13
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.95 4,99 84,00 16,00 1,01 0,09
0.92 4,95 74,10 25,90 0,88 0,14
0.91 4,94 70,80 29,20 0,83 0,16
0.91 4,94 70,80 29,20 0,83 0,16
0.91 4,94 70,80 29,20 0,83 0,16
0.90 4,92 67,50 32,50 0,79 0,18
0.89 4,91 64,20 35,80 0,75 0,20
0.89 4,91 64,20 35,80 0,75 0,20
0.90 4,92 67,50 32,50 0,79 0,18
0.89 4,91 64,20 35,80 0,75 0,20
0.89 4,91 64,20 35,80 0,75 0,20
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.86 4,88 54,10 45,90 0,62 0,25
80 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.85 4,86 50,70 49,30 0,58 0,26
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.90 4,92 67,50 32,50 0,79 0,18
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.87 4,89 57,50 42,50 0,66 0,23
0.88 4,89 60,80 39,20 0,71 0,21
0.91 4,94 70,80 29,20 0,83 0,16
0.90 4,92 67,50 32,50 0,79 0,18
0.86 4,88 54,10 45,90 0,62 0,25
0.84 4,85 47,20 52,80 0,54 0,28
0.83 4,84 43,80 56,20 0,50 0,30 Tomado de Mc Ardle.2010. p.188
ANEXO C. REGISTRO DIETARIO
FORMATO DE REGISTRO DIETARIO.
Fecha: _______________________
Nombre del participante: ________________________________
Desayuno (con cantidades) Hora___________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Media mañana: (con cantidades) Hora: ____________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Almuerzo: (con cantidades) Hora: _____________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Media tarde: (con cantidades) Hora: ____________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
Comida: (con cantidades) Hora: ____________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(NOTA: La intención es que usted repita la misma dieta antes de cada sesión de
medición).
ANEXO D. LISTA DE ALIMENTOS QUE CONTIENEN
CAFEÍNA
Tabla 14 Lista de alimentos que contienen cafeína
(Debe evitarlos 24 horas antes de la prueba, en caso de haberlos ingerido informar
inmediatamente al investigador, 318 694 59 63).
Algunas comidas, bebidas y medicamentos que contienen cafeína
BEBIDAS Y COMIDAS PRODUCTOS SIN RECETA
SUSTANCIA CONTENIDO DE
CAFEÍNA (mg)
SUSTANCIA CONTENIDO DE
CAFEÍNA (mg)
Café Café, Starbucks, grande, 480 mL Café, Starbucks, alto, 360 mL Café, Starbucks, corto, 240mL Café, Starbucks, americano alto, 360 mL Café, Starbucks, leche o capuchino grande 480 mL. Café de máquina (método de goteo) Café de máquina (cafetera de filtro) Instantáneo Expreso Descafeinado, elaborado o instantáneo, Sanka Té, taza de 150 mL
550 375 250 70 70. 110-150 64-124. 40-180 100 2-5
Chocolate Semi-dulce, Baker´s 30 g; tabletas de chocolate. Cacao, Taza de 150 mL hecho de mezcla. Caramelo de chocolate con leche, 30 g. Chocolate dulce/negro, 30 g Chocolate de hacer, 30 g Barra de chocolate, 100 g Musse de chocolate, Refrescos (gaseosas) Jolt Mr. Pibb sin azúcar Mellow Yellow, Montain Dew
13 6-10 6 20 35 12-15 12 100 59 53-54
83
Infusión 1 min Infusión 3 min Infusión 5 min Té helado, 360 mL; Té instantáneo. Dr Peper, sin azúcar Pepsi Cola Diet Pepsi, Pepsi Light, Diet RC, RC cola, Diet Rite Para el resfriado Dristan. Coryban-D, Triamicina, Sinarest Excedrina Actifed, Contac, Comtrex, Sudafed Diuréticos Aqua band Pre- mens Forte Para el dolor Vanquish Anacin, Midol Ácido acetil salicílico (Aspirina); Bufferin, Tylenol, Excedrina P.M. Estimulantes Vivarin tabletas,
9-33 20-46 20-50 12-36 40 38 36 30-31 65 0 200 100 33 32 0
Tab Coca- cola, Diet Coke, 7-up Gold Shasta-cola, Cherry cola, Diet cola. Dr Pepper, Mr Pibb Control de peso Dexatrim, Dietac Prolamina Fármacos para el dolor Cafergot Migrol Fiornal Darvon compuesto Bebidas energizantes Jolt (23.5 oz) Rockstar- Punched, Roasted, or Zero Carb. Arizona green tea Energy or SoBe no Fear Rockstar- Juiced, original or Sugar Free. AMP, Full Throttle, Glacéau Vitamin Energy, or Monster
47 46 44 40-41 200 140 100 50 40 32 280 240 170 160 150
84 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
comprimidos de máxima fuerza NoDoz, Cafedrina NoDoz tabletas Energets tabletas Red Bull- regular or Sugar free (8.3oz) Glacéau Vitamin Water, Energy (20oz) Propel Invigorating Waters (20 oz)
200 100 75 80 50 50
SoBe Adrenaline Rush- Sugar free or regular. Nestea Enviga (12oz) or BAWLS TAB (10.5 oz) or SoBe Essential
150 100 95
Tomado y adaptado de McArdle 2010; P 558.
ANEXO E. ESCALA DE PERCEPCIÓN DEL ESFUERZO DE BORG
Tabla 15 Escala de percepción del esfuerzo de borg
VALOR APRECIACION
0
MUY MUY LEVE
1
2
3
4
5
6
7
8 MUY LEVE
9
10 BASTANTE LEVE
11
12 UN POCO FUERTE
13
14 FUERTE
15
16 MUY FUERTE
17
18
19 MUY MUY FUERTE
20
Los equivalentes entre la sensación subjetiva del esfuerzo (Borg) y la intensidad de ejercicio podrían
resumirse en: <12: leve = 40-60% del máximo; 12-14 moderado un poco fuerte = 60-75% del máximo >14;
fuerte intenso = 75-90% del máximo.
(REVISTA ESPAÑOLA DE CARDIOLOGIA 2000; 53 1095-1120)
86 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
ANEXO F. PRESUPUESTO
Tabla 16 Presupuesto
PRESUPUESTO CONSOLIDADO
RUBRO VALOR
1. GASTOS DE PERSONAL 19.000.000
2. SOFTWARE Y EQUIPOS 2.729.400
3. MATERIALES E INSUMOS 941.100
4. GASTOS DE TRANSPORTE 244.800
TOTAL 22.915.300
1 .GASTOS DE PERSONAL
RUBRO Origen del monto
VALOR
INVESTIGADOR Se calculó el valor semestral de la matrícula de los dos años siguientes considerando un aumento anual del 4%.
16.000.000
MÉDICO GENERAL
Profesional encargado del examen médico y de llenar los formatos de anamnesis y de tamizaje cardiovascular y
daba las conclusiones aprobado o desaprobando la participación de los voluntarios
2.000.000
QUIMICO FARMACEUTICO
Para preparar las dosis de cafeína y de la bebida energizante.
1.000.000
TOTALES 19.000.000
2. SOFTWARE Y EQUIPOS
RUBRO Origen del monto VALOR
PROGRAMA SPSS
Requerido para el procesamiento de los datos 300.000
87
USO COMPUTADOR E IMPRESORA
Se calculó con base en una depreciación del 20% anual de los equipos
500.000
PULSOMETRO POLAR RS 800
Con software para el almacenamiento de los registros del pulsómetro a un PC necesario para describir la
variabilidad de la FC durante la prueba
1.200.000
MASCARAS PARA RESPIRACIÓN MECANICA NO INVASIVA
3 UNIDADES 15 000 45.000
FILTROS PARA ESPIROMETRIA
1 CAJA DE 50 UNIDADES DE FILTROS 684.400
TUERCA Y MIPLE PARA ACOPLAR LOS GASES DE VALVULA DE ROSCA A VALVULA DE YUGO
2 UNIDADES 100.000
TOTALES 2.729.400
3. MATERIALES E INSUMOS
RUBRO Origen del monto VALOR
Resmas Papel fotocopia tamaño carta 90 gramos
3 resmas 13700 41.100
Bolsas plásticas 30 unidades 250 7.500
Cartuchos de tinta para la impresora
1 unidades 180000 180.000
Fólderes AZ 3 unidades 4500 13.500
Fotocopias 1000 unidades 60 60.000
Exámenes de laboratorio cuadro hemático.
15 unidades 14000 210.000
CAFÉ INSTANTANEO, NESCAFE TRADICION
2 TARROS GRANDES
LIBRAS 15 000 CONFIRMAR EL PRECIO.
LATAS DE RED BULL ® 30 unidades 5500 165.000
GAZAS CORTADAS 5 CAJITAS 13000 65.000
ESPADADRAPO 3 RUEDAS 6000 18.000
ALCOHOL ANTICEPTICO
1 3000 3.000
GUANTES DESECHABLES
1 100 unidades 30.000 30.000
88 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
TOALLAS ABSORBENTES
2 rollos 2000 4.000
REFRIGERIOS 36 SANDWICH Y JUGO
4000 144.000
TOTAL 941.100
4. GASTOS DE TRANSPORTE
RUBRO Origen del monto VALOR
TRANSPORTE URBANO
Se calcula con base en el número de veces que debe ir cada participante dos transportes de servicio
público valor de cada pasaje $3400
244.800
ANEXO G. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Tabla 17 Cronograma de actividades
ETAPA
ACTIVIDAD
PRODUCTO
TIEMPO
FECHA
DISEÑO
Definición de los temas de investigación de acuerdo a los intereses personales del investigador principal. Determinación de problema de investigación Pregunta de investigación
Pregunta de investigación 24 semanas
Búsqueda inicial Resumen y Justificación
Redacción anteproyecto Documento 1
Búsqueda 2, lectura análisis y resúmenes
Documento 2 hasta el marco conceptual
Diseño de la metodología a aplicar durante la investigación. Identificación de condiciones y materiales para el estudio Diseño del protocolo de seguridad Diseño de formatos (consentimiento Informado, historia clínica, tamizaje para cicloergómetro, escala de BORG y formato de recolección de datos durante la prueba.
Documento 3 incluye la metodología y los anexos.
Diseño de diapositivas 1 presentación oral de simulacro ante mis compañeros
Entrega de documento final anteproyecto
1 semana
EVALUACIÓN DOCENTE
Una vez terminado el anteproyecto el escrito pasa a evaluación docente
Trabajo con correcciones 4 semanas
CORRECCIÓN DEL TRABAJO
Corregir el escrito de acuerdo a las observaciones hechas por los docentes evaluadores, luego el trabajo se envía al comité de ética para su aprobación
Documento corregido 2 semanas
PRESENTACIÓN DEL TRABAJO ANTE EL COMITÉ DE ÉTICA
El comité de ética determina si es viable llevar a cabo la investigación
Trabajo con aprobación para ejecución por parte del comité de ética
8 semanas
(si se cuenta con la aprobación del comité de ética de la facultad de medicina se pasa a la ejecución)
EJECUCIÓN Convocatoria a los pacientes Exámenes médicos y de laboratorio a las personas que quieren participar y cumplen los criterios de inclusión. Ensamblaje del equipo de calorimetría Calibración del equipo. Diligenciamiento de formatos de recolección de datos. Desarrollo de la prueba directa con la aplicación de los protocolos para ésta. registro de los datos
Datos registrados en el software y en todos los formatos de registro de información
4 semanas
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Análisis cuantitativo de los datos de la prueba de esfuerzo. Aplicación del método de correlación
Documento incluyendo los resultados sus análisis y la discusión y recomendaciones si
3 semanas
90 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
estadístico entre los datos de las pruebas. Análisis cualitativo de los resultados de las evaluaciones. Conclusiones Diseño de la discusión
a ella hay lugar
SUSTENTACIÓN ORAL DE LA TESIS
Sustentación de la tesis ante evaluadores
Diapositivas Presentación final ante expertos
2 semanas
PUBLICACIÓN Realización del informe final escrito con presentación de tablas de análisis de datos y con los análisis cuantitativos y cualitativos completos. Diseño de la propuesta para la publicación (artículo)
Tesis final con las copias que exija la biblioteca (magnéticas y en físico). artículo
4 semanas
TIEMPO TOTAL 52 semanas 13 meses
91
ANEXO H. EVIDENCIA ENCONTRADA EN LA LITERATURA RELACIONADA CON
INTERVENCIONES QUE MODIFICAN EL GASTO ENERGÉTICO
Tabla 18 Artículos consultados para la realización de la investigación.
NÚMERO 1
AÑO 1998
AUTOR Kovacs EMR, Stegen JHCH, Brouns F
TITULO ―Effect of caffeinated drinks on substrate metabolism, caffeine excretion, and performance‖.
REVISTA Journal of Applied Physiology
REFERENCIA Effect of caffeinated drinks on substrate metabolism, caffeine excretion, and performance, Eva M. R. Kovacs, Jos H. C. H. Stegen and Fred Brouns, J Appl Physiol 85:709-715, 1998.
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=15 Hombres deportistas (triatletas y ciclistas).
DOSIS Placebo (agua) dosis de cafeína disuelta en una solución de electrolitos 150, 225, 350 mg/l.
IDEAS
PRINCIPALES
En el artículo se estudiaron los efectos de diferentes dosis de cafeína, sobre el metabolismo y el rendimiento, a partir de los cuales se encuentra que cuando se ingieren dosis bajas de la misma (= 2.1 mg/kg) se producen cambios metabólicos y efectos ergogénicos, sin embargo con dosis de 3.2 a 4.5 mg/kg dichos efectos aumentan. Para los diferentes casos, el suministro de cafeína sin importar la dosis produjo una mejora en el rendimiento, que no se relaciona con la disponibilidad de ácidos grasos en sangre, por lo tanto concluyen que la cafeína no estimuló la lipólisis oxidativa.
NÚMERO 2
AÑO 1989
AUTOR Dulloo AG, Geisler CA, Horton T
TITULO ―Normal caffeine consumption: Influence on thermogenesis and daily energy expenditure in lean and post-obese human volunteers‖.
REVISTA The American Journal of Clinical Nutrition.
92 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
REFERENCIA
Dulloo AG, Geisler CA, Horton T, Collins A, and Miller DS. Normal caffeine consumption: Influence on thermogenesis and daily energy expenditure in lean and post-obese human volunteers. Am J Clin Nutr 49: 44–50. 1989
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS
Sujetos de peso normal según la clasificación de IMC. n=9 (6 mujeres, 3 hombres) Sujetos post-obesos según la clasificación de IMC. n=9 (6 mujeres y 3 hombres)
DOSIS 100mg de cafeína cada dos horas durante un periodo de evaluación total de 12 horas
IDEAS
PRINCIPALES
Se evaluaron por calorimetría directa los efectos del consumo de cafeína sobre el gasto energético en voluntarios con normopeso y post-obesos. Se encontró que con la administración de dosis de 100mg de cafeína cada dos horas durante un periodo de evaluación total de 12 horas, el gasto metabólico aumentó en ambos grupos. Sin embargo los niveles más altos de gasto energético se presentaron en los voluntarios con normopeso 150 kcal, frente a 79 kcal de los post-obesos lo cual permitió concluir que la cafeína estimuló el gasto energético en ambos grupos.
NÚMERO 3
AÑO 1980.
AUTOR Acheson KJ.
TITULO ―Caffeine and coffee: their influence on metabolic rate and substrate utilization in normal weight and obese individuals‖.
REVISTA The American Journal of Clinical Nutrition.
REFERENCIA Acheson KJ, Zahorska-Markiewicz B, Pittet PH, Anantharaman K, and Jequier E. Caffeine and coffee: Their influence on metabolic rate and substrate utilization in normal and obese individuals. Am J Clin Nutr 33: 989–997. 1980.
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS Sujetos de peso normal según la clasificación de IMC. n=6 Sujetos obesos según la clasificación de IMC. n=6
DOSIS 8mg/kg de peso 4mg/kg de peso
IDEAS
PRINCIPALES
Se estudió una muestra poblacional que incluye individuos con normopeso y obesos, los cuales fueron medidos pasadas tres horas después de la ingesta de cafeína. A partir de las medidas, se observó que los niveles de insulina, glucosa y oxidación de los carbohidratos no presentaron cambios significativos; a diferencia de los anteriores, el gasto energético si aumento significativamente en ambos grupos. En los sujetos con normopeso, los niveles de ácidos grasos libres
93
aumentaron en plasma, también hubo un incremento en la oxidación de la grasa durante la última hora del test y se presentó un significativo incremento en el gasto energético en reposo. Se concluyó que la cafeína estimula el gasto energético en personas con normopeso e individuos obesos, sin embargo se induce a una mayor oxidación de las grasas en los individuos con normopeso.
NÚMERO 4
AÑO 2008.
AUTOR Dalbo VJ, Roberts MD, Stout JR, and Kerksick CM
TITULO ―Acute effects of ingesting a commercial thermogenic drink on changes in energy expenditure and markers of lipolysis‖.
REVISTA Journal of the International Society of Sports Nutrition.
REFERENCIA Dalbo VJ, Roberts MD, Stout JR, and Kerksick CM. Acute effects of ingesting a commercial thermogenic drink on changes in energy expenditure and markers of lipolysis. J Int Soc Sports Nutr 5: 6. 2008.
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n= 60 30 mujeres 30 hombres.
DOSIS Una dosis de 336ml de bebida energizante (Celsus, Delray).
IDEAS
PRINCIPALES
A los 60 voluntarios se les midieron variables como el gasto energético en reposo, así como el cociente respiratorio sérico y nivel de ácidos grasos libres; todo esto se realizó después de haberles suministrado una dosis de 336ml bebida energizante (Celsus, Delray). Las evaluaciones en los pacientes se realizaron a los 60,120,180 minutos, sin embargo la concentración sérica de glicerol y AGL fue evaluada a los 30, 60, 120, 180 minutos. Dichas evaluaciones arrojaron como resultados que en primer lugar después del consumo de la bebida energizante hubo un incremento significativo del gasto energético , así como la concentración sérica de ácidos grasos libres fue mayor en comparación con el placebo y por último que el cociente respiratorio no presentó diferencias entre los grupos.
NÚMERO 5
AÑO 2007
AUTOR Rudelle S,
TITULO ―Effect of a thermogenic beverage on 24-hour energy metabolism in humans‖.
REVISTA Obesity (Silver Spring).
REFERENCIA Rudelle S, Ferruzzi MG, Cristiani I, Moulin J, Mace K, Acheson KJ, Tappy L: Effect of a thermogenic beverage on 24-hour energy
94 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
metabolism in humans. Obesity (Silver Spring) 2007, 15(2):349-355
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n= 31 entre hombres y mujeres, cantidades no especificadas por género.
DOSIS 3x250-mL de una bebida energizante que contiene té verde, catequinas, cafeína y calcio.
IDEAS
PRINCIPALES
A los 31 voluntarios se les realizaron tres intervenciones diferentes, en las que se midieron el gasto energético con calorimetría directa. Los resultados fueron que la ingesta de la bebida incrementó el gasto energético en 4.6% durante 24 horas.
NÚMERO 6
AÑO 2006
AUTOR Hoffman y cols.
TITULO ―Thermogenic effect from nutritionally enriched coffee consumption‖.
REVISTA Journal of the International Society of Sports Nutrition.
REFERENCIA Hoffman JR, Kang J, Ratamess NA, Jennings PF, Mangine G, and Faigenbaum AD.Thermogenic effect from nutritionally enriched coffee consumption. J Int Soc Sports Nutr 3: 35–41. 2006.
TIPO Artículo experimental
SUJETOS n= 10 fisicamente activos 8 hombres 2 mujeres
DOSIS 354ml de JavaFit TM
IDEAS
PRINCIPALES
En el estudio se midieron los efectos de consumir una bebida energizante JavaFit TM sobre el metabolismo en reposo, el consumo de oxígeno, la presión arterial en personas físicamente activas; como resultado de este estudio se encontró que la bebida aumentó el gasto energético en reposo, así como el consumo de oxígeno y la presión arterial sistólica.
NÚMERO 7
AÑO 2010
AUTOR Karen E, Wallman.
TITULO ―Effects of caffeine exercise performance in sedentary females‖.
REVISTA Journal of Sport Science and Medicine.
REFERENCIA Karen E, Wallman, Jin W. Goh and Kym J. Guelfi. Effects of caffeine exercise performance in Sedentary Females. Journal of Sport Science
95
and Medicine (2010) 9, 183-489. 2
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=10 mujeres saludables, sedentarias.
DOSIS Dosis 6 mg/kg
IDEAS
PRINCIPALES
En el estudio se evaluó la potencia y resistencia bajo el efecto de la cafeína una hora después del consumo, a través de la medición del gasto energético, cociente respiratorio y frecuencia cardiaca con la ayuda de un cicloergómetro. Los resultados de las mediciones no presentaron alteraciones significativas respecto al consumo previo y posterior de la cafeína., sin embargo en el ejercicio de baja intensidad al 65 % de la frecuencia cardiaca se evidencio un mayor consumo de oxígeno.
NUMERO 8
AÑO 2011
AUTOR Janae Nienhueser
TITULO ―Effects of energy drinks on metabolism at rest and during submaximal treadmill exercise in college age males‖.
REVISTA International Journal of Exercise Science
REFERENCIA
Janae Nienhueser, Gregory A Brown, Brandon Shaw e Ina Shaw. Effects of energy drinks on metabolism at rest and during submaximal treadmill exercise in college age males. International Journal of Exercise Science (2011).
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=10, hombres saludables.
DOSIS 473 ml de cada una de las bebidas energizantes.
IDEAS
PRINCIPALES
En el estudio se realizaron cuatro intervenciones comparando tres bebidas energizantes contra un placebo y su efecto sobre el gasto energético y el cociente respiratorio en reposo durante 15 minutos de ejercicio al 50% del VO2Max. Las mediciones se tomaron una hora después del consumo. Los resultados fueron que en reposo se incrementó el gasto energético, durante el ejercicio permaneció sin diferencias significativas con el placebo. Respecto al cociente respiratorio, este aumentó con una clara tendencia al uso de carbohidratos como fuente energética en reposo, pero el metabolismo durante el ejercicio permaneció sin cambios.
NUMERO 9
96 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
AÑO 2010
AUTOR Higgins P, Troy D.
TITULO ―Energy beverages: contet and safety.‖
REVISTA Mayo Clinic Proceedings
REFERENCIA Higgins P, Troy D. Energy Beverages: Content and Safety. Mayo Clin Proc. 2010; 85 (11):1033-1041.
TIPO Artículo de revision.
IDEAS
PRINCIPALES
El artículo de revisión incluye datos importantes como los efectos agudos del consumo de cafeína, los ingredientes de las bebidas energizantes e incluso el dato de la vida media de la cafeína en el cuerpo. Se incluyen los efectos de la cafeína sobre el metabolismo de sustratos en ejercicio
NUMERO 10
AÑO 2003.
AUTOR Woojae Kim
TITULO ―Debunking the effects of taurine in red bull energy drink‖.
REVISTA Nutrition Bytes, 9 (1).
REFERENCIA Woojae K. Debunking the effects of taurine in red bull energy drink. Nutrition Bytes 2003 9 (1)..
TIPO Artículo de revisión,
IDEAS
PRINCIPALES
El autor realiza una descripción completa de los componentes del Red Bull y sugiere como conclusión que los efectos de dicha bebida energizante se deben principalmente a su contenido de cafeína y que la influencia de la taurina y la glucuronolactona es muy baja.
NÚMERO 11
AÑO 2001
AUTOR Terry E. Graham
TITULO ―Caffeine and exercise metabolism, endurance and performance‖
REVISTA The American Journal of Sports Medicine 31 (11): 785-807
REFERENCIA Terry E. Caffeine and exercise metabolism, endurance and performance. The American Journal of Sports Medicine. 2001 31 (11): 785-807
97
TIPO Artículo de revisión.
IDEAS
PRINCIPALES
El artículo se centra en la cafeína, su modo de acción, los efectos positivos y negativos al consumirla y la posibilidad de crear dependencia a la misma. Todo lo anterior a partir de las publicaciones y aportes de otros autores.
NÚMERO 12
AÑO 2010
AUTOR Melanie A. Heckman.
TITULO ‖Caffeine (1, 3, 7-trimethylxanthine) in foods: a comprehensive review on consumption, functionality, safety, and regulatory matters‖
REVISTA Vol. 75, Nr. 3, 2010—Journal of Food Science Año
REFERENCIA Heckman M y cols. Caffeine (1, 3, 7-trimethylxanthine) in foods: a comprehensive review on consumption, functionality, safety, and regulatory matters. Journal of food science 75;10;2010.
TIPO Artículo de revision.
IDEAS
PRINCIPALES
Los autores determinan las fuentes naturales en las que se halla la cafeína, detallan la historia de la misma y su farmacocinética. Para lo anterior referencian otros artículos de estudios previos.
NÚMERO 13
AÑO 2008
AUTOR Kevin A. Clauson, Kelly M. Shields, Cydney E. McQueen, and Nikki Persad
TITULO ―Safety issues associated with commercially available energy drinks‖
REVISTA Journal of the American Pharmacists Association. 2008;48:e55–e67
REFERENCIA Clauson K y cols. Safety issues associated with commercially available energy drinks. Journal of the American Pharmacists Association. 2008;48:e55–e67
TIPO Artículo de revision
IDEAS
PRINCIPALES
Los autores a partir de las publicaciones de otros, sumadas a sus propias observaciones, plantean la posibilidad de que las bebidas energizantes puedan llegar a contribuir con el aumento de peso teniendo en cuenta los niveles de glucosa que contienen, todo ello visto como posible detonante de problemas de salud.
NUMERO 14
AÑO 2006
AUTOR Elaine Rush PhD1, Stephanie Schulz BAppSc1, Vladimir Obolonkin
98 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
PhD1, David Simmons FRACP, MD2 y Lindsay Plank Phil
TITULO ―Are energy drinks contributing to the obesity epidemic? ―.
REVISTA Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition.
REFERENCIA Rush E y cols. Are energy drinks contributing to the obesity epidemic? Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition.
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=10 mujeres saludables
DOSIS Sacarosa 0.4g/kg en forma de limonada y bebida energizante ―V‖ de Nueva Zelanda (28g sacarosa y 81 mg de cafeína por 250 mL) cada una de estas en días diferentes y seguidos.
IDEAS
PRINCIPALES
Los autores suministraron dosis de limonada o bebida energizante de forma aleatoria a las 10 mujeres, habiendo medido de forma previa el cociente respiratorio para luego compararlo con las mediciones posteriores al consumo 30 minutos después, al siguiente día realizaron el mismo procedimiento pero con dosis contrarias, quienes ingirieron limonada el día 1, el día 2 recibieron la bebida energizante. Como resultado se obtuvo que la bebida energizante generó aumentos significativos en el gasto energético con respecto al placebo, causa un aumento en la oxidación de los carbohidratos y reduce la oxidación de los lípidos.
NÚMERO 15
AÑO 2007
AUTOR Michael D Roberts
TITULO ―Effects of ingesting JavaFit Energy Extreme functional coffee on aerobic and anaerobic fitness markers in recreationally active coffee consumers‖.
REVISTA Journal of the International Society of Sports Nutrition 2007, 4:25 doi:10.1186/1550-2783-4
REFERENCIA
Roberts MD, Taylor LW, Wismann JA, Wilborn CD, Kreider RB, and Willoughby DS. Effects of ingesting JavaFit Energy Extreme functional coffee on aerobic and anaerobic fitness markers in recreationally active coffee consumers. J Int Soc Sports Nutr 4: 25. 2007.
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=10 5 hombres y 5 mujeres consumidores habituales de café
DOSIS 354 ml de Java Fit Energy y café descafeinado.
IDEAS A partir de los resultados los autores concluyeron que la bebida energizante Java contribuye con el aumento del consumo de
99
PRINCIPALES oxígeno después de realizar el ejercicio.
NÚMERO 16
AÑO 2008
AUTOR Michael D Roberts
TITULO ―Efficacy and safety of a popular thermogenic drink after 28 days of ingestión‖.
REVISTA Journal of the International Society of Sports Nutrition
REFERENCIA Roberts MD, Dalbo VJ, Hassell SE, Stout JR, and Kerksick CM. Efficacy and safety of a popular thermogenic drink after 28 days of ingestion. J Int Soc Sports Nutr 5: 19. 2008.
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=60 30 hombres y 30 mujeres
DOSIS 336 ml de bebida energizante sin calorías y una bebida descafeina como placebo,
IDEAS
PRINCIPALES
A 60 hombres y mujeres de 23 años promedio se les suministro una dosis diaria de 336 ml de placebo a algunos y otros bebida energizante durante 28 días seguidos, lo cual permitió concluir que el grupo que consumió bebida energizante tuvo una disminución en el porcentaje de grasa corporal en comparación a quienes consumieron el placebo.
NÚMERO 17
AÑO 1998
AUTOR C Weyer y cols
TITULO ―Implications of the traditional and the new ACSM physical activity recommendations on weight reduction in dietary treated obese subjects‖.
REVISTA International Journal of Obesity
REFERENCIA
Implications of the traditional and the new ACSM physical activity recommendations on weight reduction in dietary treated obese subjects. International Journal of Obesity (1998) 22, 1071±1078 ß 1998
TIPO Artículo experimental.
SUJETOS n=109 81% mujeres 19% hombres
PROTOCOLO
DE EJERCICIO
Comparación entre dos protocolos de ejercicio, para perder peso. Con respecto a pacientes que únicamente siguen tratamientos dietéticos sin incluir ejercicio. ACSM 20-60 min, menos de 3 veces por semana.
100 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
CDC (30 min de actividad a intensidad moderada casi todos los días de la semana.
IDEAS
PRINCIPALES
Los autores comparan protocolos para pérdida de peso en uno se incluye la actividad física y el otro es exclusivamente dietario. Las diferencias no fueron significativas entre el peso perdido de los individuos que utilizaron éstos dos protocolos de ejercicio. Ambos métodos provocaron grades perdidas de peso
NÚMERO 18
AÑO 1995
AUTOR M. F. McCarty.
TITULO ―Optimizing exercise for fat loss‖
REVISTA Medical Hypotheses (1995) 44, 325-330
REFERENCIA Optimizing Exercise for Fat Loss. Medical Hypotheses (1995) 44, 325-330
TIPO Artículo de revisión.
IDEAS
PRINCIPALES
El artículo determina que la posibilidad de que la cafeína estimule el gasto energético desde los lípidos aumenta cuando esta es consumida previa a la actividad física, así como que si se ejercita un tiempo superior a 30 minutos de forma constante el sustrato energético se obtendrá a partir de los lípidos.
NÚMERO 19
AÑO 2011
AUTOR Russell y cols..
TITULO Financial implications of obesity.
REVISTA Orthopedic Clinics of North America 42 (2011) 123-127.
REFERENCIA Russell y cols. Financial implications of obesity. Orthop clin N Am 42 (2011) 123-127
TIPO Artículo de revisión.
IDEAS
PRINCIPALES
A través de la revisión bibliográfica realizada por el autor, se logra una descripción general pero precisa de las enfermedades asociadas a la obesidad. Se incluyen los costos directos, indirectos y personales que le acarrean a una persona que padece dicha enfermedad, así como el presupuesto que asigna USA anualmente para el tratamiento de la obesidad.
101
NÚMERO 20
AÑO 2002
AUTOR Flegal KM y cols..
TITULO Prevalence and trends in obesity among U.S. adults, 1999-2000.
REVISTA JAMA 2002; 288;1723.
REFERENCIA Flegal KM y cols. Prevalence and trens in obesity among U.S. adults, 1999-2000. JAMA 2002; 288;1723.
TIPO Artículo observacional, descriptivo.
SUJETOS n=4115 entre hombres y mujeres
IDEAS
PRINCIPALES
A través de la observación de una muestra poblacional de los Estados Unidos, buscaron examinar prevalencia del sobrepeso y la obesidad. Esta investigación hace parte de la encuesta nacional de salud y nutrición en USA. Permite concluir que la tendencia hacía la obesidad ha aumentado, alcanzando cifras altas, en especial entre mujeres afro americanas que pasan de los 40 años, más de la mitad de estas mujeres tienen obesidad y más del 80% tienen sobrepeso.
NÚMERO 21
AÑO 2006
AUTOR Ogden CL y cols.
TITULO ―Prevalence of overweight and obesity in the United States, 1999-2004‖
REVISTA JAMA 2006; 295: 1549.
REFERENCIA Ogden CL y cols. Prevalence of overweight and obesity in the United states, 1999-2004, JAMA 2006; 295: 1549.
TIPO Artículo observacional, descriptivo.
SUJETOS
Niños y adolescentes n=3958 Adultos n = 4431
IDEAS
PRINCIPALES
El objetivo del proceso de observación permitió estimar la prevalencia del sobrepeso en niños y adolescentes, así como en adultos. Los resultados son de los años 2003 y 2004, años para los cuales el 17.1% de los niños y adolescentes estaban en sobrepeso; y 32.2% de los adultos eran obesos. La prevalencia de la obesidad extrema fue en 2003-2004 fue de 2.8 % en hombres y 6.9 en mujeres.
ANEXO I CUESTIONARIO DE APTITUD FÍSICA PARA EL
EJERCICIO FÍSICO (C-AEF)* (Revisado en 1,994)
C-AEF Y TÚ (Cuestionario para personas entre 15 y 69 años)
La actividad física regular es entretenida y saludable, y cada vez más gente está
empezando a vivir de forma más activa. Ser más activo supone seguridad para la
mayoría de individuos. Sin embargo, algunas personas deberían someterse a un
reconocimiento médico antes de incrementar su actividad física.
Si usted está planeando incrementar su actividad física comience contestando las siete
preguntas del cuadro inferior. Si usted se encuentra en una edad entre 15 y 69 años, el
C-AEF le dirá si debe someterse a un reconocimiento médico antes de empezar. Si usted
tiene más de 69 años y no acostumbra a ser activo visite a su médico
El sentido común es la mejor guía para contestar estas preguntas
Por favor lea las preguntas con atención y conteste con franqueza: escoja SI o NO
SI__NO__ 1.- ¿Le ha dicho su médico alguna vez que padece una enfermedad cardiaca
y que solo debe hacer aquella actividad física que le aconseje un
médico?
SI__NO__2.- ¿Tiene dolor en el pecho cuando realiza alguna actividad física?
SI__NO__3.- ¿Le ha dolido el pecho durante el mes pasado aunque no hiciese actividad
física?
SI__NO__4.- ¿Pierde usted el equilibrio a causa de mareos o se ha desmayado alguna
vez?
SI__NO__5.- ¿Tiene problemas óseos o articulares que pueden empeorar si aumenta su
actividad física?
103
SI__NO__6.- ¿Le receta su médico normalmente algún medicamento para la tensión
arterial o para alguna enfermedad cardiaca?
SI__NO__7.- ¿Conoce cualquier otra razón por la cual no debería practicar una actividad
física?
Si ha contestado Si a una o más preguntas:
Llame a su médico o persónese en su consulta antes de incrementar su actividad física o
ANTES de hacerse una valoración del nivel de fitness. Comente a su médico las
preguntas que ha contestado SI del C-AEF.
-Usted debería poder hacer la actividad que desea siempre que empiece lenta y
gradualmente y vaya incrementando el esfuerzo. O puede que tenga que limitar sus
actividades a aquellas que sean seguras para usted. Consulte a su médico sobre las
actividades en las que desea participar y siga su consejo.
-Descubra qué programas son seguros y le pueden beneficiar
Si ha contestado NO a todas las preguntas:
Si usted ha contestado con franqueza NO a todas las preguntas del C-AEF, puede estar
razonablemente seguro de que puede:
-Incrementar su actividad física – comenzando lentamente y aumentando la intensidad
progresivamente. Ésta es la forma más fácil y segura de hacerlo.
-Realizar una valoración del nivel de fitness – ésta es una forma excelente de determinar
el nivel de fitness actual para que pueda planificar su actividad física con acierto
Retrase su incorporación a una actividad física mucho más activa:
- Si no se siente bien a causa de un malestar temporal como un resfriado o fiebre
espere a encontrarse mejor.
- -Si está o puede que esté embarazada, consulte a su médico antes de
incrementar su actividad.
104 Evaluación de los cambios en el gasto energético al administrar cafeína versus bebida
energizante, en hombres con sobrepeso en altitud intermedia durante un protocolo de
ejercicio controlado supervisado (2650 msnm)
Por favor tenga en cuenta: Si su estado de salud se altera hasta el punto de que
entonces pueda contestar SI a cualquiera de las preguntas anteriores, coménteselo a su
profesional del fitness o de salud. Pregunte si debe cambiar su plan de actividad física.
Empleo del C-AEF. La Canadian Society for Exercise Physiology, el Health Canada y su
agentes afirman que no existe riesgo para las personas que practican una actividad
física, y si tiene alguna duda después de haber completado este cuestionario, consulte a
su médico antes de comenzar una actividad física.
NOTA: Si el C-AEF se da a una persona que participa en una actividad física o en un
programa de valoración de su novel de fitness, esta sección se puede emplear con fines
legales o administrativos.
Nombre: Fecha:
Firma: Testigo:
Adaptado de: Manual ACSM para la valoración y prescripción del ejercicio, segunda
edición, p 34-35.
Bibliografía
Según normas APA, escribir coma (,) después de apellidos.
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