Nota del Editor: Este artículo es una reedición. Fue publicado originalmente el 14 de enero de 2024.
La entrevista anterior presenta al Dr. Arkadi Prokopov, un médico ruso de medicina integrativa especializado en entrenamiento hipóxico y medicina mitocondrial. Optimizar la función mitocondrial es, sin duda, una de las estrategias más importantes para mejorar la energía celular, por lo que constituye la base de casi cualquier medida para potenciar la salud.
Prokopov se graduó de la Universidad Médica de Moscú en 1980. La mayor parte de su trabajo ha girado en torno a la investigación biomédica, específicamente con buzos profesionales. Su disertación de posgrado versó sobre la mejora de la resistencia al estrés en estos profesionales.
Tras una década de dichos estudios, Rusia comenzó a recortar fondos para investigación, por lo que retornó a la práctica médica, donde empezó a aplicar sus conocimientos sobre fisiología del buceo y la hipoxia intermitente controlada (bajo oxígeno) al tratamiento de enfermedades como el asma, la hipertensión, la inflamación crónica y las infecciones persistentes.
"Siempre me interesó cuál era la mejor aplicación del tratamiento con oxígeno para estimular la resistencia al estrés inespecífica", comenta. "Y tras muchos, muchos estudios, quedó claro, paradójicamente, que la intervención más eficiente es el tratamiento con hipoxia intermitente".
Tratamiento de Hipoxia Intermitente
La aplicación científica de este tratamiento comenzó en Rusia a fines de los años 70. Las primeras investigaciones mostraron que tenía efecto radioprotector.
• La hipoxia posee propiedades selectivas — Según Prokopov, al reducir la presión parcial de oxígeno en los tejidos que son irradiados, se produce un efecto protector significativo en los tejidos sanos. Los tumores, sin embargo, no se protegen porque ya son hipóxicos, por lo que no se ven afectados por la pequeña disminución fisiológica de la presión de oxígeno.
• La hipoxia comienza en la etapa embrionaria — Los pioneros también descubrieron que la hipoxia intermitente ocurre durante el desarrollo embrionario. Es decir, in utero existen variaciones significativas de la presión parcial de oxígeno.
No estaba claro cuál era el propósito fisiológico de estas oscilaciones, pero ahora, décadas después, "entendemos que es un mecanismo poderoso para controlar la calidad de las mitocondrias", afirma Prokopov.
• Otros contextos donde ocurre la hipoxia intermitente — Este fenómeno también es común en otras instancias. "Por ejemplo, al realizar actividad física, cuando sometemos a estrés nuestros músculos y estos se contraen, la circulación se bloquea y el músculo experimenta una hipoxia leve. Luego, durante la relajación, se reanuda el flujo sanguíneo y los músculos vuelven a saturarse de oxígeno y nutrientes", explica.
Prosigue afirmando que "este es el mecanismo universal que provee una reparación y recuperación continua de las mitocondrias y otras estructuras celulares. Entonces, ¿por qué no usar este mecanismo natural para otros fines, como aumentar la resistencia en atletas? Hoy, esto es muy conocido como entrenamiento en altitud. Miles de atletas lo utilizan".
• Cómo crear hipoxia inmediata — Según Prokopov, una de las formas más simples de estimular la función mitocondrial mediante hipoxia es, simplemente, contener la respiración de manera intermitente.
También se puede administrar un flujo intermitente de aire con bajo oxígeno mediante una mascarilla. Estos dispositivos se conocen como generadores de hipoxia. Los modelos más recientes incluyen biorretroalimentación computarizada y permiten administrar diversos protocolos. He participado en el desarrollo de tales dispositivos durante las últimas dos décadas.
Básicamente, alternan el porcentaje de oxígeno que se respira, desde un mínimo terapéutico del 10% al 14%, hasta un máximo del 21% al 34%.
Hipoxia y el Rol del Dióxido de Carbono
Uno de los mecanismos que ayuda a explicar los beneficios del entrenamiento con hipoxia intermitente es que eleva el nivel de dióxido de carbono (CO2), lo que a su vez aumenta la eficiencia del transporte y metabolismo del oxígeno. La hipoxia también relaja los capilares. En el cerebro, aumenta la perfusión sanguínea hasta en un 40%. Esta es una respuesta hipóxica fisiológica normal, y el CO2 juega un papel significativo.
• Controla tu respiración — Si habitualmente hiperventilas (respiras demasiado profundo o rápido, o ambos), terminas con niveles de CO2 más bajos de lo ideal. Este tipo de hiperventilación subclínica es frecuentemente una respuesta aprendida al estrés y debe ser desaprendida — algo que tratamos en mi entrevista con Peter Litchfield, que se publicará la próxima semana.
• Mitocondrias más sanas ayudan a dejar de hiperventilar — Curiosamente, Prokopov sostiene que una vez que las personas mejoran la calidad de sus mitocondrias, normalmente dejan de hiperventilar automáticamente. Explica: "Porque, ¿de dónde obtenemos el dióxido de carbono? De las mitocondrias. Es un metabolito, un subproducto de la fosforilación oxidativa. Y si las mitocondrias no son lo suficientemente activas, simplemente no producen suficiente CO2".
• La mayoría no genera suficiente dióxido de carbono — Normalmente, la necesidad de respirar se estimula y regula por un leve aumento de CO2, que ocurre en cualquier actividad física.
Pero hoy, en situaciones estresantes, rara vez activamos la respuesta de "lucha o huida" que acelera el metabolismo y aumenta la producción de CO2. En su lugar, solo tenemos un incremento rápido en la eliminación de CO2 mediante una respiración acelerada, pero sin un aumento de la actividad física que produciría más CO2 y compensaría su descenso.
Añade el estrés, que provoca una hiperventilación mayor, reduciendo aún más el nivel de CO2. Sin darte cuenta, estás en un círculo vicioso que puede llevarte a urgencias.
• Una forma sencilla de inducir hipoxia — Una manera de aumentar la cantidad de CO2, rompiendo así este ciclo, es respirar dentro de una bolsa de papel. Esto puede reducir muchos síntomas de la hiperventilación en un par de minutos. También puede usarse un generador de hipoxia. La desventaja de estas herramientas es que solo ofrecen un alivio temporal.
"Es solo un tratamiento sintomático si se usa de forma esporádica", dice Prokopov. "En cuanto lo detienes, vuelves a hiperventilar y tienes los mismos problemas. Pero si regeneras tus mitocondrias, si las haces trabajar de manera más eficiente y económica, estas producen un nivel mucho mejor de dióxido de carbono endógeno.
La presión parcial normal de CO2 en el plasma sanguíneo es de 35 a 45 torr, pero la mayoría de las personas están por debajo de 35". Cuando las mitocondrias funcionan de manera óptima, se restablece automáticamente la presión parcial de CO2 y observamos una reducción o desaparición total de todos los problemas vinculados a la hiperventilación.
La manera más eficaz de optimizar la función mitocondrial
Una estrategia sencilla y muy útil para optimizar la función mitocondrial es consumir los carbohidratos adecuados, en cantidades óptimas, limitando simultáneamente las grasas. La razón es que el metabolismo de la glucosa, cuando ocurre en las mitocondrias, optimiza el CO2.
• El metabolismo de la glucosa es preferible al de las grasas — Como se ha mencionado, prácticamente todo el CO2 se produce en la cadena de transporte de electrones de las mitocondrias. El metabolismo de las grasas reduce la eficiencia mitocondrial entre un 25% y un 50%.
• Se genera más agua estructurada — El metabolismo de la glucosa también incrementa el agua estructurada (agua producida por las mitocondrias), conocida también como agua pobre en deuterio, y reduce la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las mitocondrias.
Naturalmente, el daño oxidativo es un factor clave que perjudica la salud y acelera la muerte prematura, por lo que se busca minimizar la producción de ROS tanto como sea posible. Prokopov comenta:
"En primer lugar, debo decir que si no se exige un esfuerzo continuo a las mitocondrias, estas se degradan automáticamente. ¿A qué me refiero con ‘esfuerzo’? Las mitocondrias solo perciben dos intervenciones, dos estímulos: la cantidad de combustible y la cantidad de oxígeno.
Si hay un flujo continuo de combustible —nutrientes— y un nivel estable y continuo de oxígeno, las mitocondrias sufren degradación, ya que durante esta nutrición y oxígeno ad libitum, el daño oxidativo en el ADN mitocondrial genera una población creciente de mitocondrias dañadas y mutadas. Las mitocondrias mutadas poseen moléculas de ADN más pequeñas.
El metabolismo normal produce mutaciones continuas y reduce el tamaño del ADN mitocondrial, dado que las mutaciones se reparan de manera muy insuficiente. En una situación estable, ¿qué moléculas se reproducirán con mayor rapidez?
La molécula más pequeña hará copias un poco más rápido que la grande; por lo tanto, si todo es estable y normal, el ADN mitocondrial mutado y deficiente dominará, y esto lo observamos en el proceso normal de envejecimiento (como expansión clonal del ADNmt mutado).
También lo vemos en algunas enfermedades, especialmente en las neurodegenerativas, y por supuesto en infecciones crónicas. Así que la tarea consiste en eliminar continuamente, o ayudar al proceso natural de eliminación, de las mitocondrias mutadas. Si simplemente ayudamos a este proceso natural de regeneración mitocondrial, prevenimos el deterioro acelerado de la calidad mitocondrial.
Y la mejor herramienta para esto es el entrenamiento intermitente en hipoxia, porque… las mitocondrias envejecidas son mucho más sensibles a las oscilaciones de O₂. Carecen de mecanismos de protección suficientes, ya que el ADN mitocondrial se protege a sí mismo, pero las mitocondrias mutadas no poseen suficientes de estas enzimas [protectoras], por lo que simplemente son eliminadas por las oscilaciones [subidas y bajadas intermitentes de O₂]."
Por qué el ayuno intermitente no siempre funciona
En resumen, las mitocondrias necesitan combustible y oxígeno, pero ambos estímulos deben suministrarse de manera cíclica o intermitente. El combustible continuo es un desastre, y también lo es el oxígeno continuo. Ambos deben aumentarse y reducirse periódicamente. Esto sugeriría que el ayuno intermitente es una estrategia ideal. Pero, ¿lo es? Prokopov comenta:
"Lo que observo, y mucha investigación y experiencia en el ámbito clínico [muestran], es que en estado de ayuno, cuando el metabolismo de las cetonas es mucho mayor, la producción de energía mitocondrial es más óptima cuando tenemos una población mitocondrial saludable.
Pero cuando la población mitocondrial es una mezcla de mitocondrias mutadas y sanas, [el ayuno] puede causar problemas. Muchas personas no pueden comenzar a ayunar, no pueden iniciar un ayuno intermitente o seguir una dieta cetogénica, porque tienen, digamos, un 50% de mitocondrias disfuncionales.
Tan pronto como reparamos las mitocondrias con ayuno intermitente introducido gradualmente, cetonas introducidas progresivamente y, en paralelo, entrenamiento intermitente en hipoxia, observamos una mejora inmensa del metabolismo energético, vemos una mejora de la OXPHOS y la producción de ATP, y lo más interesante, una [producción de energía] mucho más económica.
Así, las mitocondrias en estado de reposo consumen mucho menos oxígeno. Por otro lado, son mucho más eficientes. Por lo tanto, mejoramos la calidad de las mitocondrias… La mayoría de los pacientes [con disfunciones mitocondriales] muestran una producción de energía mitocondrial muy baja."
• Cambia tu horario una vez que mejore la salud mitocondrial — Una vez que tus mitocondrias estén suficientemente saludables para manejar el ayuno intermitente, Prokopov sugiere un horario 8/16, donde consumes todas tus comidas dentro de una ventana de ocho horas y ayunas durante las 16 horas restantes.
• Acorta aún más la ventana de alimentación — A medida que mejora tu flexibilidad metabólica, la cual también depende completamente de la funcionalidad de tus mitocondrias, tu ventana de alimentación puede reducirse a seis horas o incluso menos. El propio Prokopov consume todas sus comidas dentro de una ventana de cuatro a cinco horas. El ayuno intermitente también actúa de forma sinérgica con el entrenamiento en hipoxia.
Reconciliando conceptos aparentemente opuestos
Yo mismo practiqué el ayuno intermitente y seguí una dieta cetogénica hasta que descubrí el trabajo del difunto Ray Peat, lo cual me convenció de que la ciencia de la dieta alta en grasas y baja en carbohidratos estaba completamente equivocada.
• Tu cuerpo produce hormonas del estrés para sintetizar glucosa — Cuando no tienes suficiente glucosa para alimentar a las mitocondrias, al agotar tus reservas de glucógeno, se liberan hormonas del estrés —adrenalina y cortisol— para desencadenar la producción endógena de glucógeno.
• El aumento en la producción de hormonas del estrés daña tu salud — Las hormonas del estrés son patológicas, y si se liberan continuamente en niveles elevados para compensar la glucosa insuficiente, acelerarán la enfermedad y la muerte prematura. No me cabe duda de que estas hormonas del estrés son perjudiciales.
El cortisol, por ejemplo, agota los aminoácidos y las proteínas de los tejidos, reduciendo así la densidad ósea y la masa muscular, lo cual es altamente negativo.
Pero, si todo eso es cierto, ¿cómo reconciliarlo con el hallazgo de que el ayuno intermitente y el metabolismo de las cetonas optimizan la producción de energía mitocondrial? Prokopov comenta:
"Este es un asunto muy importante. En primer lugar, la gluconeogénesis es un mecanismo biológico evolutivo extremadamente importante. Si tomamos, por ejemplo, un herbívoro, una vaca o un ciervo, y medimos su nivel de glucosa, es alrededor de 100. Si tomamos un gato o un león, y medimos su nivel de glucosa, también será aproximadamente 100. ¿Por qué? No consumen carbohidratos.
[La respuesta es] obtienen glucosa mediante la gluconeogénesis. Y la gluconeogénesis consume aminoácidos. Un hígado sano produce alrededor de 180 gramos de glucosa al día. Pero uno debe estar lo suficientemente saludable. Debe tener flexibilidad metabólica. Debe tener buenas mitocondrias, entonces funciona mejor.
Nuestros eritrocitos, los glóbulos rojos, sobreviven exclusivamente gracias a la glucosa." Eso es correcto. Pero las hormonas del estrés, cuando se liberan continuamente, constituyen una catástrofe. Los atletas de resistencia, si están sobreexigidos, sufren lesiones y su potencia aeróbica se verá reducida. Sin embargo, con un entrenamiento bien organizado, tienen períodos de recuperación en los que reponen todas las hormonas agotadas. Así que, es la combinación [la inducción intermitente] de estrés y relajación, estrés y relajación [la que reporta beneficio]. Cualquier estrés continuo agota las hormonas, extenúa las hormonas esteroideas e induce estrés oxidativo.
En resumen, una parte clave para resolver el dilema de ayunar o no, radica en que el hígado almacena glucógeno. Si tienes reservas suficientes, puedes realizar ayunos intermitentes de 16 horas sin activar las hormonas de la respuesta al estrés, como el glucagón, el cortisol y la adrenalina.
- Cuidado con ayunar demasiado: Si te excedes, especialmente tras dos o tres días, tus reservas de glucógeno se agotarán por completo y se activarán las hormonas del estrés, pues es la única vía que le queda al organismo para sobrevivir. Estas hormonas evitarán que el nivel de glucosa baje demasiado, lo que podría provocar un coma e incluso la muerte.
- El ayuno es un equilibrio: El problema es que un 30% de los adultos en EE.UU. padecen hígado graso no alcohólico (HGNA), lo que perjudica la capacidad del cuerpo para producir glucosa mediante la gluconeogénesis. Tampoco se puede almacenar tanto. Si la función hepática está comprometida, no podrás almacenar la misma cantidad de glucógeno en el hígado. En ese caso, debes ser más cauteloso y no permitir que tu glucosa baje durante mucho tiempo, porque entonces se activará la respuesta al estrés al haber menos reserva en el hígado.
Cómo afecta el CO2 a tu microbioma
No hay duda de que el entrenamiento en hipoxia intermitente funciona. Sospecho que uno de los mecanismos principales, aunque no el único, es porque incrementa el CO2. Este se adhiere a las proteínas, específicamente a la lisina y la histidina, formando una nube eléctrica que las protege del daño oxidativo causado por metabolitos del ácido linoleico (LA), como los OXLAMs.
- Otras funciones del CO2 en el cuerpo: El CO2 modula la expresión funcional de las proteínas. Esto es crucial, ya que casi todas las hormonas son proteínas y su función puede verse modificada por los niveles de CO2. Así, puedes activar y aumentar radicalmente la eficiencia de proteínas y hormonas en tu organismo. Las histonas son proteínas que rodean el ADN nuclear y modulan su expresión.
- Akkermansia, una bacteria intestinal clave: Akkermansia muciniphila, un tipo específico de bacteria anaerobia, incrementa el péptido similar al glucagón (GLP-1), lo que puede ser útil en el tratamiento de la diabetes y la obesidad. El nivel ideal de Akkermansia ronda el 10% del microbioma, pero la mayoría de la población actual tiene menos del 1%, probablemente debido a una función mitocondrial inadecuada y la consecuente fuga de oxígeno en el intestino. Es una bacteria gramnegativa, pero no produce lipopolisacárido (LPS) o endotoxina. De hecho, si su población aumenta, desplazará por inhibición competitiva a las bacterias gramnegativas productoras de endotoxinas. Akkermansia también produce mucina, una sustancia espesa, protectora y gelatinosa que recubre el tracto gastrointestinal.
- La función de la mucina: Forma una barrera protectora en el revestimiento intestinal, protegiendo las células epiteliales de la pared intestinal del daño mecánico, la irritación química por ácidos estomacales y enzimas digestivas, y de organismos patógenos como bacterias y virus.
Existen suplementos probióticos de Akkermansia, pero la buena noticia es que puedes aumentar sus niveles en el intestino fácilmente mediante intervenciones dietéticas. Consumir alimentos que la favorezcan, como frutas ricas en polifenoles y otras bacterias beneficiosas, y evitar los alimentos procesados y aceites vegetales con ácido linoleico, ayudará a reestructurar tu microbioma positivamente. Otras recomendaciones:
- Aumentar la fibra: Los ácidos grasos de cadena corta que se forman al fermentar la fibra en los intestinos alimentan a las bacterias beneficiosas, incluyendo Akkermansia.
- Incrementar los FODMAPs en la dieta: Este término se refiere a "oligo-, di- y mono-sacáridos fermentables y polioles", que incluyen fructosa (presente en frutas frescas) y lactosa (en leche y lácteos).
- Potenciar la ingesta de polifenoles dietéticos: Se ha demostrado que el té negro, el extracto de uva de vino tinto y la uva Concord, en particular, promueven significativamente el crecimiento de Akkermansia.
- Evitar el alcohol y dietas altas en grasas: Varios estudios muestran una correlación entre dietas con alto contenido en grasa (60% o más) y una colonización de Akkermansia significativamente reducida. Lo mismo ocurre con el consumo de alcohol.
- Suplementar con probióticos y prebióticos que promuevan su crecimiento: Ejemplos específicos son Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium animalis, Lactococcus lactis (probióticos), y fructo-oligosacáridos orales (oligofructosa o FOS, un prebiótico común).
Como señaló Prokópov, el CO2 también neutraliza el peroxinitrito, uno de los oxidantes más dañinos que se conocen. El peroxinitrito daña el ADN, por lo que el CO2 ayuda a mantener la estabilidad del genoma y ralentiza el envejecimiento. Esto era algo que desconocía y estoy seguro de que es una razón importante por la que aumentar los niveles de CO2 mejora nuestra biología.
Más información
Para saber más sobre el entrenamiento hipóxico intermitente y el trabajo de Prokópov, visite su sitio web www.oxyesta.com, sígalo en Facebook o suscríbase a su canal de YouTube. También puede encontrar más información en las páginas científicas de cell-oxy.com.
Para quienes estén interesados en usar el entrenamiento hipóxico para la enfermedad de Lyme, consulten su libro del 2020, "Undoing Lyme Disease: How to Make Your Mitochondria Fight Lyme Borreliosis by Surfing Oxygen Waves".Preguntas frecuentes sobre el uso de la hipoxia intermitente para la salud mitocondrial
P: ¿Qué es la hipoxia intermitente y cómo beneficia la salud?
R: La hipoxia intermitente es un método que implica la exposición controlada a bajos niveles de oxígeno, seguida de reoxigenación. Este proceso ayuda a optimizar la función mitocondrial, mejorar la producción de energía celular, aumentar la resistencia al estrés y potenciar la capacidad de endurance en atletas. También juega un papel en la reducción de la inflamación, la mejora de la salud cardiovascular y el apoyo a la capacidad del cuerpo para reparar mitocondrias dañadas.P: ¿Cómo ayuda la hipoxia a la función mitocondrial y la salud en general?
R: La hipoxia estimula la reparación y regeneración mitocondrial al eliminar selectivamente las mitocondrias envejecidas o disfuncionales. Este proceso mejora la eficiencia energética, optimiza la utilización del oxígeno y aumenta la producción de CO2, lo que a su vez perfecciona el transporte y metabolismo del oxígeno. Además, la hipoxia incrementa la perfusión sanguínea, particularmente en el cerebro, conduciendo a una mejor función cognitiva y resiliencia contra el estrés oxidativo.P: ¿Qué papel desempeña el CO2 en la salud mitocondrial y general?
R: El CO2 es esencial para un transporte y metabolismo eficiente del oxígeno. Ayuda a relajar los capilares, aumentar el flujo sanguíneo y regular los patrones respiratorios. Los niveles reducidos de CO2 debido a una hiperventilación generan un círculo vicioso de estrés, baja energía y mayor daño oxidativo.
Incrementar el CO2 mediante entrenamiento hipóxico o técnicas de respiración controlada mejora la función mitocondrial, favorece la microbiota intestinal (como Akkermansia) y reduce el estress oxidativo.P: ¿Cómo influye la dieta en la función mitocondrial y el metabolismo energético?
R: El metabolismo de la glucosa es más eficiente que el de las grasas en términos de producción de CO2 y función mitocondrial. Un metabolismo graso excesivo puede reducir la eficiencia mitocondrial hasta un 50% e incrementar el daño oxidativo.
Una ingesta equilibrada de carbohidratos, en especial alimentos ricos en polifenoles y fibra, favorece la función mitocondrial óptima, reduce la inflamación y promueve bacterias intestinales beneficiosas como la Akkermansia, que juega un papel crucial en la salud general.P: ¿Cómo deberían combinarse el ayuno intermitente y el entrenamiento hipóxico para obtener resultados óptimos?
R: El ayuno intermitente, combinado con el entrenamiento hipóxico, ayuda a mejorar la eficiencia mitocondrial. Sin embargo, el ayuno debe introducirse de forma gradual, especialmente en personas con una función mitocondrial comprometida. Un enfoque estructurado, como una ventana de alimentación de ocho horas seguida de un ayuno de dieciséis, puede ser beneficioso.
Un ayuno demasiado prolongado sin una salud mitocondrial adecuada puede desencadenar un exceso de hormonas del estrés, conduciendo a pérdida muscular y desequilibrios metabólicos.