Dr. Armando Tovar Palacio

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición

“Salvador Zubirán”

La glucosa ha sido utilizada por todas las especies como fuente de energía. Se ha demostrado que la cantidad de energía que se obtiene de su utilización es de aproximadamente 4Kcal/gramo. Metabólicamente, la ganancia de energía por la oxidación de una molécula de glucosa es de 38 moléculas de adenosín trifosfato también conocido como ATP, que es la forma como las células del cuerpo almacenan y utilizan la energía para múltiples procesos que requiere el organismo.

Por otro lado, se ha demostrado que la energía por la utilización de las grasas, particularmente de los ácidos grasos, es de aproximadamente 9Kcal/gramo. Desde el punto de vista bioquímico, la oxidación de uno de los ácidos grasos más frecuentes que encontramos en la dieta y que el organismo puede sintetizar, el ácido palmítico, produce alrededor de 136 moléculas de ATP.

Después del consumo de una dieta que contiene una proporción adecuada de carbohidratos, proteínas y grasas, se ha demostrado que la fuente principal de energía que el organismo utiliza es la glucosa. En las primeras horas posteriores al estado postprandial (que significa después de comer) es decir, alrededor de unas 2 horas después del consumo de alimentos, la principal fuente de energía del organismo es el almacén de glucosa que se tiene en el hígado y que se conoce como glucógeno. Esta fuente de energía es importante por unas horas después del estado postprandial. Los aminoácidos de la proteína pueden servir como fuente de energía y proporcionan alrededor de 4Kcal/gramo.

Sin embargo, su utilización ocurre transitoriamente, ya que se ha demostrado que, al estar en un proceso de ayuno de varias horas, la principal fuente de energía son los ácidos grasos de los triglicéridos que están almacenados en el tejido adiposo. De manera que, al volver a ingerir alimento en proporciones adecuadas de las principales fuentes de energía, el ciclo se reestablece y vuelve a ser la glucosa la principal fuente de energía.

El equilibrio en la utilización de las principales fuentes de energía está regulado por la presencia de dos hormonas, la insulina y el glucagón. La primera es secretada por las denominadas células beta del páncreas después del consumo de una dieta que contenga hidratos de carbono, en particular de glucosa. La segunda es secretada por las células alfa del páncreas cuando el organismo se encuentra en ayuno.

De manera que la insulina estimula la entrada de glucosa a las células para ser utilizada como fuente de energía, mientras que el glucagón, que es liberado en condiciones de ayuno, estimula el rompimiento de los triglicéridos del tejido adiposo, para que sus células liberen ácidos grasos a la circulación. Estos son utilizados como la principal fuente de energía bajo esa condición. Es importante mencionar que el organismo no puede quedar privado de glucosa bajo condiciones de ayuno, por lo que necesita sintetizar glucosa de nuevo por medio de una vía metabólica denominada gluconeogénesis a partir de otras moléculas, en especial de aminoácidos que provienen de las proteínas corporales.

Gracias a este proceso, hay órganos que pueden funcionar correctamente, ya que requieren de glucosa como su principal fuente de energía, como son el cerebro, el riñón y los glóbulos rojos. Se ha demostrado que, durante un ayuno prolongado, se genera una desproporción entre la relativamente reducida oxidación de glucosa, con una elevada tasa de oxidación de ácidos grasos. Desde el punto de vista bioquímico, esto genera cambios importantes en la célula. Cuando se consume glucosa, ésta es utilizada por una vía metabólica conocida como glucólisis con el fin de obtener energía.

A partir de esta vía metabólica se obtiene como producto un compuesto llamado piruvato. Este, en la presencia de oxígeno en las células, puede ser convertido en acetil coenzima A (acetil CoA) o a oxaloacetato. Estos dos compuestos inician un ciclo metabólico conocido como el ciclo de Krebs, a partir del cual se activa la maquinaria para producir ATP.

Sin embargo, cuando la fuente de energía son únicamente los ácidos grasos, estos son utilizados por una vía conocida como beta-oxidación, en donde su producto final es solo acetil CoA. Bajo esta situación, si hay muy poco aporte de glucosa, la cantidad de oxaloacetato generada será insuficiente para llevar un ciclo de Krebs óptimo, generándose un exceso de acetil CoA que se convierte en tres compuestos que son el beta-hidroxibutirato, el acetoacetato y la acetona, los cuales en conjunto se conocen como cuerpos cétonicos. Se ha demostrado, que los cuerpos cetónicos durante el ayuno son utilizados como fuente de energía para el cerebro.

Una situación diferente al ayuno por la cual se pueden generar cuerpos cetónicos ocurre cuando se consume una dieta cuyo contenido de grasas, en particular de triglicéridos, es muy alta, y el consumo de hidratos de carbono es, de manera opuesta, muy baja.

Este tipo de dieta conocida como dieta cetogénica ha sido ampliamente estudiada en años recientes por sus posibles efectos benéficos en personas con sobrepeso y obesidad. El objetivo es utilizar los ácidos grasos provenientes de los triglicéridos, almacenados en el tejido adiposo, como fuente de energía para todo el organismo. A semejanza del ayuno, la desproporción en la utilización de hidratos de carbono con la de ácidos grasos genera la formación de cuerpos cetónicos que sirven como fuente de energía al cerebro. Adicionalmente, se ha observado que, en este tipo de dieta, debido a la reducción del consumo de glucosa, se produce una menor secreción de insulina. Algo que es importante considerar es que, si una dieta cetógenica también contiene una cantidad de proteína por debajo de su requerimiento, el organismo utilizará entonces también los aminoácidos de las proteínas del organismo para llevar a cabo gluconeogénesis, lo que disminuirá de manera importante la masa magra, que es un efecto nocivo de una dieta de este tipo. Es por ello que este tipo de dietas deben tener un elevado contenido de grasa, muy bajo de hidratos de carbono y adecuado en proteína.

Se ha observado en algunos estudios que pacientes bajo este régimen pierden peso y, a largo plazo, grasa corporal. Se ha sugerido que este tratamiento dietario disminuye el hambre, mejora la sensibilidad a la insulina y mejora las concentraciones de hemoglobina glucosilada. No obstante, en algunos pacientes se han observado algunos efectos transitorios adversos por el exceso de cuerpos cetónicos como mareos, fatiga, cansancio y poco sueño. Es importante mencionar que este tipo de tratamiento dietario en pacientes con diabetes tipo 2 debe llevarse a cabo con supervisión clínica y asesoría nutricional.

Recientemente, se comparó su eficiencia con una dieta baja en grasa, y los investigadores encontraron que ambas tenían efectos metabólicos semejantes; lo que indica que aún faltan más estudios para demostrar realmente que el consumo de una dieta cetogénica tiene un efecto superior a otras estrategias dietarias para disminuir el peso y la grasa corporal, lo cual beneficiara a pacientes con obesidad al disminuir sus alteraciones metabólicas.

 

Referencias

Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 2000.

 

Jennifer Abbasi. Interest in the ketogenic diet grows for weight loss and type 2 diabetes. JAMA 319: 215-217, 2018.

 

Christopher D. Gardner, John F. Trepanowski, Liana C. Del Gobbo, Michelle E. Hauser, Joseph Rigdon, John P. A. Ioannidis, Manisha Desai, Abby C. King. JAMA 319: 667-679, 2018.

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