Nutrición Deportiva

Citrulina Malato y Amonio: Ayuda Ergogénica vs. antiergolítica según contexto

GE Nutrición Deportiva. Coordinador: Julen Aldaya Arriaza Participan: Jose Antonio Arnedo Sánchez, Yhenny Brito Mendoza, Alexander Orena Diaz, Jacobo Bernabé Morales Ortega, Elisa Caldas Camacho, Jesús Apellaniz Zubiri y Raúl Gutiérrez Lorenzo.

Introducción

La citrulina —junto con su forma más específica de suplementación, la citrulina malato— ha pasado de ser uno de los suplementos más prometedores para el rendimiento deportivo por su supuesta función de precursor del óxido nítrico a convertirse en uno de los suplementos con resultados más inconsistentes en los estudios realizados, especialmente, en lo relativo al entrenamiento de fuerza.

El motivo radica en que, además de su posible implicación en la producción de óxido nítrico, posee múltiples mecanismos de acción tales como la eliminación del ion amonio en el ciclo de la urea o su potencial rol en la prevención y reducción del daño muscular.

El ion amonio es un agente o subproducto claramente ergolítico cuyos niveles dependen del contexto dietético y del entrenamiento. La disparidad en los ensayos podría explicarse, en parte, por el efecto de la citrulina en el marco de ese contexto. De ahí lanzamos la siguiente hipótesis:

¿La citrulina es una ayuda ergogénica o un agente antiergolítico? Y en caso afirmativo: ¿En qué contextos es capaz de conseguir la citrulina su función? Esta revisión pone el foco en estas preguntas para poder obtener respuestas a las potenciales intervenciones pertinentes realizadas a futuro.

Mecanismos y efectos en el rendimiento

La l-citrulina o citrulina es un aminoácido no esencial. Tras la suplementación, se transforma de forma eficiente en arginina en los riñones, lo que la convierte en mejor opción que la propia arginina para incrementar los niveles del óxido nítrico (NO).

Ruta de la metabolización de la citrulina malato tras la suplementación. En negrita: agente activo. Imagen extraída de: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8571142/

Además de incrementar los niveles de NO, la l-citrulina también forma parte de los tres aminoácidos principales del ciclo de la urea, junto con los aminoácidos arginina y ornitina, que mejoran el reciclado del ion amonio.

Durante el ejercicio de alta intensidad, el amoniaco puede acumularse y, de este modo, es capaz de tener un impacto en la fatiga muscular por dos razones:

Altera el equilibrio ácido-base.

Facilita la producción de lactato en la glucólisis anaeróbica.

Imagen extraída de: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8571142/

La suplementación con citrulina puede ayudar a detoxificar el amoníaco y convertirlo en urea, un metabolito inofensivo que permite un metabolismo más eficiente del piruvato y mejora la producción de ATP en condiciones aeróbicas. Aunque la mayoría de los estudios en esta área son especulativos o están realizados en modelos animales, el potencial antiergolítico de la citrulina malato está relacionado directamente con este mecanismo. Además, la citrulina se suplementa como citrulina malato y no en su forma libre. Como el malato es un precursor del ciclo de Krebs la suplementación puede, teóricamente, aumentar la producción de ATP.

Como precursor del ciclo de Krebs —ciclo del ácido tricarboxílico o TCA— el malato es clave en la generación de energía aeróbica mediante dos mecanismos:

Se convierte en oxalacetato, un compuesto esencial para la continuidad del ciclo TCA.
Mejora la eficiencia metabólica al aumentar la tasa de producción de ATP durante el ejercicio prolongado.

Además, estudios sugieren que podría optimizar el flujo del ciclo TCA incrementando la capacidad de rendimiento en actividades físicas dependientes del metabolismo aeróbico. Aunque no afecten de forma directa al rendimiento agudo, otros mecanismos propuestos serían capaces de favorecer las adaptaciones tales como la reducción en el daño muscular, lo que mejoraría la recuperación entre sesiones y/o aumentaría la tolerancia al volumen de entrenamiento.

De mecanismos a resultados

La revisión realizada por González y Trexler (2020) es una de las más completas en cuanto a la evaluación de los efectos ergogénicos de la citrulina, tanto en su forma libre como en combinación con malato. Este trabajo no solo analiza los mecanismos teóricos relativos a su acción, sino que también evalúa estudios empíricos relacionados con su impacto en la función vascular, el rendimiento deportivo y la recuperación muscular.

Uno de los principales hallazgos de esta revisión es que la suplementación oral con citrulina y citrulina malato aumenta de manera significativa las concentraciones plasmáticas de l-citrulina y L-arginina, así como los niveles de nitrato y nitrito, precursores del NO. Este mecanismo subyace al potencial ergogénico de la citrulina, ya que el NO promueve la vasodilatación, mejora el flujo sanguíneo y la perfusión muscular. No obstante, González et al. señalan que la evidencia sobre mejoras agudas en vasodilatación y perfusión es inconsistente. Algunos estudios no han encontrado cambios significativos en el flujo sanguíneo o ni en la liberación de oxígeno al músculo tras la suplementación. Esto podría deberse a diferencias en las dosis, en la forma de citrulina utilizada (libre o malato), o en las características de los participantes y protocolos de ejercicio.

Como parte del ciclo de la urea, la l-citrulina desempeña un papel crítico en la eliminación de amoníaco, un subproducto metabólico generado durante el ejercicio de alta intensidad. El amoníaco contribuye a la fatiga muscular al aumentar la tasa de glucólisis, lo que resulta en una acumulación de lactato y una disminución del equilibrio ácido–base, lo que incrementa la fatiga de forma directa.

Varios estudios incluidos en la revisión muestran que la citrulina puede mejorar tanto el rendimiento durante el ejercicio como la recuperación posterior. Estos beneficios están asociados a mejoras en el volumen de entrenamiento y en la reducción del dolor muscular. No obstante, los autores también subrayan la variabilidad en los resultados, especialmente en deportes anaeróbicos como el entrenamiento de fuerza. Algunos estudios no muestran efectos significativos, lo que sugiere que los beneficios podrían depender de variables como la dosis utilizada, el tipo de ejercicio o el nivel de entrenamiento de los participantes. Cabe resaltar que la mayoría de los estudios no tienen en cuenta el estatus energético de la dieta y la composición de macronutrientes.

En palabras de los autores: «La l-citrulina también es un componente esencial del ciclo de la urea en el hígado, que es responsable de la eliminación de amoníaco en forma de urea (66). Durante el ejercicio de alta intensidad, se ha sugerido que el aumento de la producción de amoníaco y monofosfato de inosina en el músculo que se ejercita promueve la fatiga muscular. Las altas concentraciones de amoníaco en la sangre parecen aumentar la tasa de glucólisis, lo que resulta en la acumulación de lactato en la sangre y un aumento de la fatiga (73). La suplementación con l-citrulina puede ayudar en la desintoxicación del amoníaco a través del ciclo de la urea, disminuir la producción de lactato y mejorar la utilización aeróbica del piruvato, mejorando así la función muscular y atenuando la fatiga«.

El metaanálisis de Vårvik et al. (2021) ofrece una evaluación sistemática de los efectos agudos de la suplementación con citrulina malato (CitMal) en el rendimiento durante entrenamientos de fuerza. La revisión incluyó ocho estudios controlados y a doble ciego con un total de 137 participantes, que incluían hombres y mujeres entrenados en fuerza, así como un pequeño grupo de individuos no entrenados. A continuación, se muestra la tabla de los estudios modificada de Vårvik et al.:

Estudio	Sexo	Edad (media ± DE), años	Estado de entrenamiento	Suplemento (preentrenamiento)	Protocolo de prueba	Repeticiones totales realizadas	Repeticiones extra con CitMal
Chappell et al. (2018a)	11 H y 4 M	23.7 ± 2.4	Entrenados en fuerza	8 g CitMal (60 min)	10 series de extensiones de rodilla; 80% 1RM, 1-min RI	↔ Extensiones de rodilla (CitMal: 90.9, PL: 94.9)	0
Chappell et al. (2018b)	12 H y 7 M	25.7 ± 7.7	Entrenados en fuerza	8 g CitMal (60 min)	10 series de curls con barra; 80% 1RM, 1-min RI	↔ Curls con barra (CitMal: 61.8, PL: 63.0)	0
da Silva et al. (2017)	9 H	24.0 ± 3.3	No entrenados	6 g CitMal (60 min)	3 días de 1 serie de leg press y hack squat; 10RM, 2-min RI	↑ Leg press (CitMal: 35.9, PL: 33.0), ↔ Hack squat (CitMal: 35.0, PL: 32.8)	Leg press: 2.9, Hack squat: 0
Glenn et al. (2015)	15 M	23.0 ± 3.0	Entrenadas en fuerza	8 g CitMal (60 min)	6 series de press de banca y leg press; 80% 1RM, 1-min RI	↔ Press de banca (CitMal: 34.1, PL: 32.9), ↑ Leg press (CitMal: 66.7, PL: 55.1)	Press de banca: 0, Leg press: 11.6
Gonzalez et al. (2017)	12 H	21.4 ± 1.6	Entrenados en fuerza	8 g CitMal (40 min)	5 series de press de banca; 75% 1RM, 2-min RI	↔ Press de banca (CitMal: 35.3, PL: 35.8)	0
Pérez-Guisado and Jakeman (2010)	41 H	29.8 ± 7.6	Entrenados en fuerza	8 g CitMal (60 min)	8 series de press de banca; 80% 1RM, 1-min RI	↑ Press de banca (CitMal: 68.4, PL: 60.1)	8.3
Wax et al. (2015a)	14 H	23.5 ± 1.5	Entrenados en fuerza	8 g CitMal (60 min)	3 series de dominadas, reverse chin-ups, y push-ups; peso corporal, 3-min RI	↑ Dominadas (CitMal: 32.2, PL: 28.4), ↑ Reverse chin-ups (CitMal: 32.1, PL: 26.6), ↑ Push-ups (CitMal: 97.7, PL: 89.1)	Dominadas: 3.8, Reverse chin-ups: 5.5, Push-ups: 8.6
Wax et al. (2015b)	12 H	22.1 ± 1.4	Entrenados en fuerza	8 g CitMal (60 min)	5 series de leg press, hack squat, y extensiones de rodilla; 60% 1RM, 3-min RI	↑ Leg press (CitMal: 75.8, PL: 72.0), ↔ Hack squat (CitMal: 38.3, PL: 31.7), ↑ Extensiones de rodilla (CitMal: 38.2, PL: 36.0)	Leg press: 3.8, Hack squat: 0, Extensiones de rodilla: 2.2

Notas: H = hombre; M = mujer; CitMal = citrulina malato; RM = repetición máxima; RI = intervalos de descanso; PL = placebo; BW = peso corporal; ↔ = no hay diferencia significativa comparada con placebo; ↑ = repeticiones significativamente mayores con CitMal que con placebo (p < .05).

Tabla extraída de: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8571142/

Los resultados, presentados a través de la métrica Hedges’s g, muestran un efecto ergogénico pequeño pero significativo, especialmente, en ejercicios del tren inferior, con los que se observó una tendencia más marcada hacia mejoras en la resistencia muscular. Concretamente, la suplementación con 6–8 g de CitMal, administrada 40–60 minutos antes del ejercicio, incrementó el número total de repeticiones en un promedio del 6.4% respecto al placebo.

Por otro lado, en los 17 estudios analizados por Gough et al., la suplementación con citrulina malato (8 g) incrementó el número total de repeticiones en ejercicios de fuerza entre un 6% y un 53%, dependiendo del tipo de ejercicio y serie evaluada. Los incrementos más consistentes se observaron en las últimas series de ejercicios de tren inferior y superior, lo que sugiere una mejora en la resistencia muscular y la capacidad para retrasar la fatiga durante esfuerzos repetidos.

El estudio de la discordia

Si hay un estudio que subraya o representa la disparidad es el de Perez-Guisado 2010. Este estudio evaluó los efectos de 8 g de citrulina malato en ejercicios anaeróbicos de alta intensidad utilizando un diseño a doble ciego y cruzado con 41 hombres entrenados.

Los participantes realizaron 4 series de press de banca con 80% de 1RM hasta el fallo tanto antes como después de un entrenamiento pectoral. La suplementación con 8 g de citrulina malato 1 hora antes del ejercicio mejoró significativamente las repeticiones, especialmente en las últimas series.

Se redujo el dolor muscular posejercicio en un 39.7% a las 24 horas y un 41.8% a las 48 horas en comparación con el placebo.

Fase	Condición	Serie	Repeticiones (CM)	Repeticiones (Placebo)	Diferencia (%)
Antes del entrenamiento	CM vs. Placebo	Serie 3	8.2 ± 1.6	7.4 ± 1.6	+10.8%
		Serie 4	7.1 ± 1.7	6.0 ± 1.6	+18.3%
Después del entrenamiento	CM vs. Placebo	Serie 1	10.3 ± 1.8	9.2 ± 2.1	+12.0%
		Serie 2	8.4 ± 1.8	6.9 ± 2.0	+21.7%
		Serie 3	6.9 ± 1.7	5.1 ± 1.8	+35.3%
		Serie 4	5.5 ± 1.5	3.6 ± 1.4	+52.8%

Aunque dichos resultados no se han replicado ni siquiera de manera aproximada, las posibles causas de esa diferencia en el rendimiento podrían estar sujetas al contexto dietético de los participantes y al protocolo utilizado, ya que ambas variables pueden influir fuertemente en el metabolismo del ion amonio.

La hipótesis del amonio como villano y la citrulina como heroína

Ahora ya sabemos que el amoniaco es ergolítico. La siguiente pregunta que plantearse entonces es qué incrementa sus niveles. Uno de los principales factores es el consumo elevado de proteínas, más concretamente, aminoácidos de cadena ramificada (BCAA) que incrementan la producción de amoníaco debido a su desaminación durante el metabolismo.

Estudios en ratas suplementadas con altas dosis de BCAA han mostrado un aumento significativo en los niveles de amoniaco en sangre, acompañado de una disminución en el rendimiento, especialmente en pruebas de natación.

Este efecto se observa también en humanos, en los que el exceso crónico de BCAA —más allá de una dosis ergogénica moderada— puede saturar su efecto beneficioso y tender hacia la ergolisis provocando un acúmulo de amoniaco que provoca fatiga central y afecta a la contracción muscular. Además, el alto consumo generalizado de proteínas sin un adecuado equilibrio con los carbohidratos puede empeorar el problema al desviar el metabolismo hacia la producción de amoniaco como subproducto metabólico.

Otro factor clave es la influencia de dietas bajas en carbohidratos, que exacerban la acumulación de amoniaco durante el ejercicio de alta intensidad. En estas condiciones, la depleción de glucógeno obliga al cuerpo a depender más de aminoácidos como fuente energética, aumentando la desaminación de algunos de ellos como BCAA, entre otros. Este proceso no solo eleva los niveles de amoniaco. También interfiere en la oxidación eficiente del piruvato al activar la fosfofructoquinasa (PFK) lo que promueve la acumulación de lactato y reduce el pH intracelular. El resultado es un impacto negativo en la liberación de calcio y la contractilidad muscular, que limita el rendimiento en actividades de alta intensidad.

Por tanto, estrategias como la suplementación con carbohidratos, glutamina, citrulina y arginina han demostrado ser útiles para contrarrestar estos efectos al favorecer la detoxificación del amoníaco y reducir su acumulación en sangre. Son varios los estudios de la suplementación los 3 aminoácidos en el ciclo de la urea sueltos y/ o en combinación con diferentes resultados en los niveles de amoniaco en sangre.

Sustancia	Dosis	Efecto
Ornitina/Arginina/Citrulina	0.2, 0.4, 0.026 g/kg	Prolongó el tiempo hasta el agotamiento en ~50%, redujo el amoniaco en plasma
Ornitina	0.1 g/kg	No mejoró el tiempo de ejercicio ni el VO2 máximo, suprimió la elevación de amoniaco en sangre
Ornitina	2 g/día durante 7 días, 6 g/día durante 1 día	Menor amoniaco en sangre, mayor urea en sangre, sin mejora en el rendimiento máximo de 10 s en ergómetro
Aspartato de Arginina	5 g/día durante 10 días	Redujo los niveles de amoniaco y lactato plasmáticos después de ciclismo al 80% del VO2 máximo
Arginina y Glutamato	Total 20 g	Redujo los niveles de amoniaco en sangre
Citrulina	250 mg/kg/día durante 1 semana	Aumentó el tiempo de natación en ~67%, sin cambios en el amoniaco en sangre, menor aumento de lactato en sangre

Como se puede apreciar en la tabla, la ingesta de estos aminoácidos reduce los niveles de amonio por su conversión en urea. Por ejemplo, la ingesta de 6gr de citrulina 2 horas antes de la realización de una etapa de bici de 137km resultó en un aumento de diferentes metabolitos y ciertos aminoácidos en sangre.

La mayoría de los aminoácidos esenciales disminuyeron significativamente su concentración plasmática como resultado del ejercicio. Sin embargo, la mayoría de los aminoácidos no esenciales tendían a aumentar significativamente su concentración. La ingesta de citrulina malato aumentó significativamente la concentración plasmática de citrulina, arginina, ornitina, urea, creatinina y nitrito, mientras que disminuyó significativamente la concentración de isoleucina desde las medidas basales hasta después del ejercicio. Todos los metabolitos indirectos son marcadores de un aumento de la conversión de amonio a urea, por lo que la suplementación con citrulina parece tener un beneficio directo.

Por otro lado, en contextos patológicos como sería el manejo de pacientes con desórdenes o condiciones relacionadas con el ciclo de la urea, la suplementación con los aminoácidos del ciclo parece ser una de las mejores terapias. En caso de optar por una monoterapia la citrulina es la que más destaca.

Ejercicio de pliometría y amoniaco

Un estudio (https://rdcu.be/d5MC3) investigó los efectos de diferentes tiempos de descanso entre series en un ejercicio pliométrico intenso de 60 saltos en una máquina de plano inclinado. Los participantes, 45 hombres, se dividieron en tres grupos:

G0: Ejercicio continuo (sin descanso).

G45: 4 series de 15 repeticiones con 45 s de descanso (ratio trabajo-descanso 1:1).

G90: 4 series de 15 repeticiones con 90 s de descanso (ratio trabajo-descanso 1:2).

Se midieron la fuerza de los extensores y flexores de rodilla, lactato en sangre (LA) y amoniaco antes del ejercicio y cada 5 minutos durante 30 minutos después de completarlo.

Cambios en los niveles de amoníaco (μmol/l) antes del ejercicio (pre) y en las 7 mediciones sucesivas tomadas cada 5 minutos después del ejercicio. Las flechas indican el rango de mediciones en las que la concentración de amoníaco permaneció significativamente más alta (p < 0.001) que antes del ejercicio. p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001—valores significativamente más altos que antes del ejercicio. ap < 0.05—valores significativamente más altos que en los grupos G45 y G90.

Extraído de: Effect of rest duration between sets on fatigue and recovery after short intense plyometric exercise: https://www.nature.com/articles/s41598-024-66146-2

Tal como se observa en el gráfico, la diferencia entre el amoniaco sanguíneo en el grupo del no descanso frente a los grupos de mayor descanso resulta significativa. Este protocolo dista mucho de los protocolos de fuerza realizados en los estudios con la citrulina. Además, las mediciones directas de amoniaco ante protocolos de entrenamiento de hipertrofia escasean en la bibliografía.

Teniendo en cuenta estas diferencias, resulta imposible comparar directamente el protocolo del estudio de Pérez-Guisado con este protocolo, aunque sí podemos hipotetizar con ciertos mecanismos.

¿Menores niveles de amoniaco, menor efecto de la citrulina y viceversa?

Los sujetos del estudio de Pérez-Guisado eran 41 hombres entrenados y principiantes, en los que se desconoce su suplementación habitual o si había registros dietéticos. Esta situación está presente en la mayoría de las intervenciones realizadas con citrulina. Además, de todos los estudios mostrados, ninguno midió el amoniaco en sangre.

Únicamente conocemos el protocolo en el que se realizaban series al fallo con 1 minuto de descanso, donde el grupo de la citrulina mantenía de manera significativa más repeticiones en todas las series.

Las diferentes intervenciones, dietas y consumo de suplementos de los adeptos al fitness varían en función de la fase u objetivo de la persona. Periodos de bulking —con una mayor ingesta de carbohidratos y exceso calórico— o fases de cutting —a veces con restricción de carbohidratos e ingestas de proteína de 2,5gr/kg o superiores— podrían afectar directamente a la producción de amoniaco, sobre todo, en un contexto de entrenamiento con pesas al fallo muscular y con menor descanso.

La citrulina podría ser un agente ergogénico que parece estar actuando directamente sobre el efecto ergolítico es decir, disminuye la capacidad de realizar trabajo físico o el rendimiento deportivo. Todo ello debido al aumento del amoniaco, causado por el mayor catabolismo de BCAAs por causa de la restricción de carbohidratos y aumento de la ingesta proteica, sumada a los entrenamientos de alta intensidad.

Futuras intervenciones con citrulina en sujetos que entrenen fuerza deberían tener en cuenta diferentes variables y/o modificar los protocolos para comprobar estas hipótesis. Por tanto, proponemos nuevas intervenciones, parámetros o mediciones que ayuden a refutar o confirmar esta hipótesis.

Parámetros e intervenciones

Parámetros Dietéticos

Estado calórico
- Eucalórica: Balance energético estable.
- Hipercalórica: Alta en CHOs (carga de glucógeno).
- Hipocalórica: Déficit calórico con alto consumo proteico.

Ingesta de CHOs:
- Evaluar g/kg de peso corporal en cada fase.
- Relación con glucógeno y buffering de lactato.

Consumo proteico:
- Eucalórica/hipercalórica: 1.6 g/kg.
- Hipocalórica: 2.5 g/kg (preservación muscular).

Marcadores Bioquímicos

Metabolismo proteico y aminoácidos:
- Urea: Detoxificación de amoníaco.
- Amoníaco: Indicador de fatiga y catabolismo.
- BCAAs plasmáticos: Oxidación en baja disponibilidad de CHOs.

Marcadores energéticos:
- Glucosa: Disponibilidad energética.
- Ácidos grasos libres (AGL): Uso de lípidos como energía.

Metabolismo anaeróbico y fatiga:
- Lactato: Intensidad del esfuerzo.
- pH y bicarbonato: Equilibrio ácido-base.

Daño muscular y recuperación:
- Creatina quinasa (CK) y mioglobina: Indicadores de daño muscular.

Propuesta de intervención:

	Fase 1	Washout	Fase 2
Intervención (Citrulina)	8 g de citrulina 1 hora antes del entrenamiento. Dieta hipercalórica: alta en CHOs, 1.6 g/kg de proteína. Protocolo de pesas: 5 series al fallo en bench press y leg press con 1 min de descanso.	Dieta normocalórica (5 días).	8 g de citrulina 1 hora antes del entrenamiento. Dieta hipocalórica: 1 g/kg de CHOs, 2.5 g/kg de proteínas. Mismo protocolo de entrenamiento.
Placebo	Placebo 1 hora antes del entrenamiento. Dieta hipercalórica: alta en CHOs, 1.6 g/kg de proteína. Protocolo de pesas: 5 series al fallo en bench press y leg press con 1 min de descanso.	Dieta normocalórica (5 días).	Placebo 1 hora antes del entrenamiento. Dieta hipocalórica: 1 g/kg de CHOs, 2.5 g/kg de proteínas. Mismo protocolo de entrenamiento.