Toma cualquier molécula de colágeno del cuerpo humano, piel, tendón, cartílago, hueso, y lee su secuencia: cada tres aminoácidos, una glicina. Sin excepción, en más de mil posiciones. No es una curiosidad de bioquímico: es una restricción geométrica, y tiene una consecuencia que los investigadores han dedicado quince años a explorar.
Esta guía sigue esta idea en el orden de los estudios: por qué la glicina es obligatoria cada tres residuos, el modelo que calcula que el organismo no la produce en cantidad suficiente, el experimento de laboratorio que muestra la síntesis de colágeno aumentar cuando se añade más, luego los dos ensayos en humanos, realizados con gelatina y colágeno hidrolizado enriquecidos en vitamina C. Con, en cada etapa, lo que el estudio demuestra y lo que no demuestra.
Un tercio de glicina, por geometría. La triple hélice del colágeno solo deja espacio, cada tres residuos, al aminoácido más pequeño. Un déficit calculado. Un modelo metabólico publicado en Journal of Biosciences compara todos los flujos conocidos: aproximadamente 3 g al día producidos, 1,5 a 3 g aportados por la alimentación, y un déficit de aproximadamente 10 g al día para cubrir todos los usos incluyendo el colágeno. Un mecanismo demostrado en laboratorio. Los condrocitos cultivados con más glicina producen 60 a 75 % más colágeno de tipo II.
Dos ensayos en humanos, realizados con gelatina o colágeno hidrolizado enriquecidos en vitamina C: 15 g una hora antes del ejercicio duplican un marcador sanguíneo de síntesis de colágeno en ocho hombres; 20 g al día durante tres semanas devuelven la potencia explosiva a su nivel inicial en 50 atletas. Ensayos pequeños, sobre marcadores o deportistas. La vitamina C es el cofactor indispensable de toda la cadena.
Por qué un aminoácido de cada tres
El colágeno es una triple hélice : tres cadenas enrolladas unas alrededor de las otras, tan apretadas que en cada vuelta, una de las tres pasa por el centro del conjunto. En este lugar, no hay espacio para ninguna cadena lateral. Un único aminoácido no tiene ninguna: la glicina, cuyo radical es un simple átomo de hidrógeno. La secuencia del colágeno es pues una repetición estricta, glicina, X, Y, donde X e Y son más frecuentemente la prolina y la hidroxiprolina, que rigidizan la cadena. Sobre más de mil posiciones, ni una excepción: la menor sustitución de la glicina deforma la hélice, y es precisamente lo que sucede en las enfermedades genéticas del colágeno.
Un tercio de la proteína más abundante del cuerpo, aproximadamente el 30 % de todas nuestras proteínas, está hecho de un único aminoácido. De esta observación partió la siguiente pregunta: ¿de dónde viene toda esta glicina, y tenemos suficiente?
El modelo que calcula un déficit
La capacidad de sintetizar glicina a partir de serina está limitada por la estequiometría de la reacción de la glicina hidroximetiltransferasa, que limita la cantidad de glicina producida a no exceder la de las unidades de un carbono producidas. Esta restricción predice una escasez de glicina disponible en ausencia de procesos compensadores adecuados. Probamos esta predicción comparando todos los flujos reportados de producción y consumo de glicina en un adulto humano. La evaluación detallada de todas las fuentes posibles muestra que la síntesis a partir de serina representa más del 85 por ciento del total, y que la cantidad disponible por síntesis, aproximadamente 3 g al día, añadida a la de la alimentación, del orden de 1,5 a 3 g al día, puede ser significativamente inferior a la cantidad necesaria para todos los usos metabólicos, incluyendo la síntesis de colágeno, de aproximadamente 10 g al día para un humano de 70 kg. Este resultado apoya las sugerencias anteriores según las cuales la glicina es un aminoácido semiesencial.
Meléndez-Hevia E, De Paz-Lugo P, Cornish-Bowden A, Cárdenas ML. J Biosci 2009;34(6):853-872. DOI : 10.1007/s12038-009-0100-9
Hay que leer este trabajo por lo que es: un cálculo de flujos, riguroso, que suma todas las fuentes y todos los usos conocidos de la glicina y constata que los números no cuadran. No es un ensayo clínico, y sus autores no pretenden que lo sea. Pero plantea una hipótesis precisa y comprobable, la glicina es el factor limitante de la síntesis de colágeno, e hipótesis que el mismo equipo fue a probar en laboratorio nueve años más tarde.
El experimento de laboratorio
Se cultivaron condrocitos articulares bovinos bajo un amplio rango de concentraciones de glicina, prolina y lisina, y el colágeno de tipo II se midió cada 48 horas durante 15 días. El aumento de concentraciones de prolina y lisina estimula la síntesis de colágeno de tipo II a baja concentración, pero estos efectos declina antes de 1,0 milimol por litro. El aumento de glicina a partir de 1,0 milimol por litro supera estos efectos y continúa de manera más persistente, de 60 a 75 por ciento. Como los efectos de la prolina y la lisina se sitúan en el rango fisiológico mientras que el de la glicina corresponde a un rango mucho más elevado, estos resultados demuestran un déficit severo de glicina para la síntesis de colágeno. Aumentar la glicina dietética podría ser una estrategia para ayudar a la regeneración del cartílago.
de Paz-Lugo P, Lupiáñez JA, Meléndez-Hevia E. Amino Acids 2018;50(10):1357-1365. DOI : 10.1007/s00726-018-2611-x
Muestra un mecanismo : células que fabrican cartílago fabrican claramente más cuando se les proporciona más glicina, y no más cuando se les proporciona más prolina o lisina por encima de un umbral. Esto es coherente con el modelo de 2009, y es lo que se espera si la glicina es el factor limitante. No demuestra que ingerir glicina regenere cartílago humano: se trata de células bovinas, en cultivo, a concentraciones elegidas. El paso a lo humano requiere ensayos, y los hay, pero no con glicina sola.
Los ensayos en humanos
Ocho hombres sanos consumieron 5 o 15 g de gelatina enriquecida con vitamina C, o un placebo. Después de la primera bebida, se extrajeron muestras de sangre cada 30 minutos para medir los aminoácidos. Una hora después del complemento, los sujetos realizaron seis minutos de saltar a la cuerda para estimular la síntesis de colágeno, tres veces al día durante tres días. La gelatina aumentó la glicina, prolina, hidroxiprolina e hidroxilisina circulantes, con un pico una hora después de la ingesta. Los ligamentos reconstituidos tratados durante seis días con el suero extraído una hora después de 5 o 15 g de gelatina mostraban un contenido de colágeno aumentado y una mejor mecánica. Los sujetos que tomaron 15 g de gelatina una hora antes del ejercicio presentaban una duplicación del propéptido amino-terminal del colágeno de tipo I en sangre, indicando una síntesis aumentada. Estos datos sugieren que añadir gelatina a un programa de ejercicio intermitente mejora la síntesis de colágeno y podría desempeñar un papel en la prevención de lesiones y la reparación tisular.
Shaw G, Lee-Barthel A, Ross ML, Wang B, Baar K. Am J Clin Nutr 2017;105(1):136-143. DOI : 10.3945/ajcn.116.138594
Es el ensayo que hizo entrar la gelatina y el colágeno en la nutrición deportiva, e es instructivo tanto por su diseño como por su resultado. El equipo de Keith Baar, en el Instituto Australiano del Deporte y en la Universidad de California en Davis, midió tres cosas: los aminoácidos del colágeno suben en sangre y alcanzan su máximo una hora después de la ingesta; este suero hace que los ligamentos cultivados produzcan más colágeno; y en los propios participantes, 15 g tomados una hora antes de un ejercicio corto duplican un marcador sanguíneo de síntesis. Ocho personas, tres días, un marcador: es poco, y es lo que condujo al siguiente ensayo.
Cincuenta atletas masculinos de 18 a 25 años se distribuyeron al azar entre 20 g de colágeno hidrolizado con 50 mg de vitamina C y un placebo de 20 g de maltodextrina, ingeridos cada día 60 minutos antes del entrenamiento, durante tres semanas de un mismo programa de potencia muscular. Durante las tres semanas, la velocidad máxima de desarrollo de la fuerza del grupo colágeno volvió a su nivel inicial, mientras que la del grupo placebo se mantuvo reducida. Ambos grupos habían bajado en la segunda prueba; solo el grupo tratado se recuperó en la tercera. El impulso y la velocidad de desarrollo de la fuerza en la fase excéntrica del salto mejoraron. No se observaron diferencias en la fuerza máxima.
Lis DM, Jordan M, Lipuma T, Smith T, Schaal K, Baar K. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2022;32(2):65-73. DOI : 10.1123/ijsnem.2020-0313
El segundo ensayo pasa del marcador a la función: la velocidad de desarrollo de la fuerza, que depende de la rigidez de los tendones, se preserva bajo colágeno y vitamina C durante un programa intenso, y no bajo placebo. Sin ganancia de fuerza máxima, que depende del músculo y no del tendón. El resultado es coherente con la hipótesis de un tejido conectivo mejor soportado, y sigue siendo un ensayo de tres semanas en jóvenes atletas.
Los dos ensayos asocian la vitamina C, y esto no es un detalle. La síntesis de colágeno pasa por lahidroxilación de la prolina y la lisina, el paso que estabiliza la triple hélice, y este paso requiere vitamina C. Sin ella, las cadenas se forman pero no se mantienen: es el mecanismo del escorbuto. Aportar glicina o colágeno sin vitamina C es entregar los ladrillos sin la argamasa. Nuestros dos colágenos la contienen, 80 y 120 mg por dosis.
Glicina sola o colágeno
| Pregunta | Lo que muestran los estudios | Tipo de evidencia |
|---|---|---|
| ¿Es la glicina el factor limitante del colágeno? | Déficit calculado de aproximadamente 10 g por día; síntesis de colágeno de tipo II aumentada un 60 a 75 % in vitro | Modelo metabólico y estudio celular |
| ¿Un aporte aumenta la síntesis en humanos? | Marcador duplicado con 15 g de gelatina y vitamina C antes del ejercicio; fuerza explosiva preservada con 20 g de colágeno y vitamina C | Dos ensayos aleatorizados, 8 y 50 participantes, con colágeno y no solo glicina |
| ¿Tiene glicina sola ensayos? | Sí, sobre el sueño, a 3 g antes de acostarse | Ensayos aleatorizados, detallados en nuestra guía de la glicina |
| ¿Cuánta glicina hay en una dosis de colágeno? | Aproximadamente un tercio del peso: del orden de 3 g por 10 g, 1,5 g por 5 g | Composición del colágeno, orden de magnitud |
El razonamiento del modelo dice que falta glicina; los ensayos dicen que aportar colágeno hidrolizado, es decir, glicina con la prolina e hidroxiprolina que la acompañan en la secuencia, y vitamina C, aumenta un marcador de síntesis y preserva una función. Los dos no se contradicen: responden a preguntas diferentes. Para la síntesis del colágeno, es el colágeno y la vitamina C los que tienen ensayos; para el sueño, es la glicina sola. Nuestra guía de la glicina y nuestra guía del colágeno marino detallan cada uno su terreno.
10 g de colágeno marino de tipo 1 por dosis, es decir, del orden de 3 g de glicina con la prolina e hidroxiprolina de la secuencia, y 80 mg de vitamina C, el cofactor de la hidroxilación. En polvo, en una bebida, una hora antes del esfuerzo si sigue el protocolo de los ensayos. Treinta días por bote.
Ver el Colágeno marino en polvoLos ensayos citados se refieren a marcadores de síntesis y a la fuerza explosiva en deportistas, no a una enfermedad articular. Nuestro Novagen, 5 g de tripéptidos y 120 mg de vitamina C, es el otro formato.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el colágeno contiene tanta glicina?
Por geometría. El colágeno es una triple hélice de tres cadenas enrolladas muy apretadamente, y cada tres aminoácidos, la cadena pasa por el centro de la hélice donde solo hay espacio para el aminoácido más pequeño que existe: la glicina, cuya cadena lateral es un simple átomo de hidrógeno. La secuencia del colágeno es, pues, una repetición de glicina, X, Y, donde X e Y son a menudo la prolina e hidroxiprolina. Un aminoácido de cada tres es glicina, es decir, aproximadamente un tercio de la proteína, por necesidad estructural y no por azar.
¿El organismo fabrica suficiente glicina?
Un modelo metabólico publicado en el Journal of Biosciences responde que no. Sus autores compararon todos los flujos conocidos de producción y consumo de glicina en un adulto de 70 kg: la síntesis a partir de la serina, que representa más del 85% de la producción, aporta aproximadamente 3 g al día, la alimentación aporta 1,5 a 3 g, y el conjunto de los usos metabólicos, incluida la síntesis del colágeno, requeriría aproximadamente 10 g más. Concluyen que la glicina es un aminoácido semiesencial. Es un cálculo teórico de flujos, sólido en su método, pero no un ensayo clínico; plantea una hipótesis que otros trabajos posteriores han testado.
¿La glicina aumenta la síntesis de colágeno?
En laboratorio, sí, y de forma marcada. El mismo equipo cultivó condrocitos articulares bovinos, las células que fabrican el cartílago, con concentraciones crecientes de glicina, prolina y lisina, y midió el colágeno de tipo II producido durante quince días. La prolina y la lisina aumentan la síntesis a baja concentración y luego se estabilizan; la glicina, a partir de 1 milimol por litro, la hace crecer entre un 60 y un 75%, de forma persistente. Los autores ven en esto la prueba de un déficit severo de glicina para la síntesis del colágeno. Es un estudio in vitro en células animales: muestra un mecanismo, no un efecto en el humano.
¿Existen ensayos en el humano?
Sí, con gelatina o colágeno hidrolizado, que aportan la glicina con la prolina e hidroxiprolina. El ensayo de referencia es el del Instituto Australiano del Deporte y de la Universidad de California en Davis, publicado en elAmerican Journal of Clinical Nutrition : ocho hombres, en cruzado y doble ciego, tomaron 5 o 15 g de gelatina enriquecida en vitamina C o un placebo una hora antes de seis minutos de saltar a la cuerda, tres veces al día durante tres días. La glicina, prolina, hidroxiprolina e hidroxilisina sanguíneas aumentaron, con un pico a la hora; los ligamentos reconstituidos tratados con el suero de los participantes produjeron más colágeno; y 15 g duplicaron el propéptido del colágeno de tipo I, un marcador sanguíneo de síntesis. Un segundo ensayo, en 50 atletas durante tres semanas, mostró que 20 g de colágeno hidrolizado y 50 mg de vitamina C antes del entrenamiento devolvían la velocidad de desarrollo de la fuerza a su nivel inicial, mientras que el grupo placebo permanecía por debajo.
¿Por qué la vitamina C está asociada en estos ensayos?
Porque la síntesis del colágeno pasa por una etapa que la vitamina C hace posible: la hidroxilación de la prolina y la lisina, que estabiliza la triple hélice. Sin vitamina C, las cadenas se forman pero no aguantan, es el mecanismo del escorbuto. Los ensayos sobre la síntesis del colágeno asocian, pues, sistemáticamente la vitamina C a la gelatina o al colágeno hidrolizado, y nuestros dos colágenos la contienen, 80 y 120 mg por dosis.
¿Glicina sola o colágeno: cuál elegir?
Los ensayos en el humano sobre la síntesis del colágeno se hicieron con gelatina o colágeno hidrolizado, no con glicina sola: es, pues, el colágeno, con vitamina C, el que tiene datos para esta pregunta precisa. La glicina sola tiene sus propios datos, sobre el sueño en particular, detallados en nuestra guía. El razonamiento del modelo metabólico dice que el factor limitante es la glicina; los ensayos dicen que aportarla en forma de colágeno hidrolizado, con prolina e hidroxiprolina, aumenta un marcador de síntesis. Los dos no se contradicen; responden a preguntas diferentes.
¿Cuánta glicina en una dosis de colágeno?
Aproximadamente un tercio del peso. Una dosis de 10 g de colágeno marino aporta del orden de 3 g de glicina, una dosis de 5 g aproximadamente 1,5 g, con la prolina e hidroxiprolina que la acompañan en la secuencia del colágeno. Son órdenes de magnitud fundados en la composición del colágeno, no valores medidos en nuestros productos.
¿Qué recordar sobre la glicina y el colágeno?
Que el colágeno es una tercera parte de glicina por necesidad geométrica. Que un modelo metabólico calcula un déficit de aproximadamente 10 g de glicina por día para sintetizarlo, y que un estudio in vitro muestra una síntesis aumentada del 60 al 75 % a alta concentración. Que los ensayos en humanos, realizados con gelatina o colágeno hidrolizado enriquecidos en vitamina C antes del esfuerzo, muestran un marcador de síntesis duplicado y una recuperación de la fuerza explosiva. Que estos ensayos son pequeños y se centran en marcadores o deportistas. Y que la vitamina C es el cofactor indispensable de toda la cadena.
Fuentes
Los estudios citados a continuación fueron identificados a través de PubMed.
- Meléndez-Hevia E, De Paz-Lugo P, Cornish-Bowden A, Cárdenas ML. Un eslabón débil del metabolismo: la capacidad de biosíntesis de glicina no satisface la necesidad para la síntesis de colágeno. Journal of Biosciences, 2009;34(6):853-872. DOI
- de Paz-Lugo P, Lupiáñez JA, Meléndez-Hevia E. Una concentración elevada de glicina aumenta la síntesis de colágeno por condrocitos articulares in vitro. Amino Acids, 2018;50(10):1357-1365. DOI
- Shaw G, Lee-Barthel A, Ross ML, Wang B, Baar K. La suplementación con gelatina enriquecida en vitamina C antes de una actividad intermitente aumenta la síntesis de colágeno. American Journal of Clinical Nutrition, 2017;105(1):136-143. DOI
- Lis DM, Jordan M, Lipuma T, Smith T, Schaal K, Baar K. La suplementación con colágeno y vitamina C aumenta la velocidad de desarrollo de la fuerza de los miembros inferiores. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 2022;32(2):65-73. DOI
