La regulación orgánica de la ingesta energética constituye un papel

RESEÑA CLUB DE REVISTA POSGRADO DE MEDICINA DE LA
ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE - FUCS
TÍTULO DEL ARTÍCULO
Regulación de la ingesta alimentaria y del balance
energético; factores y mecanismos implicados.
AUTOR
E. González-Jiménez y J. Schmidt Río-Valle
BIBLIOGRAFÍA
(Nutr Hosp. 2012;27:1850-1859) pag 117 a 126
La regulación orgánica de la ingesta energética constituye un papel importante en
la función celular, el cual implica un equilibrio entre la cantidad de energía
almacenada en forma de grasa corporal y el catabolismo de esta. La suma de
varios factores que van desde estructuras nerviosas centrales hasta la última
unidad funcional del tejido adiposo son las encargadas de mantener este
equilibrio. Este proceso que describimos, es regulado en su totalidad por el
hipotálamo, pero es llevado a cabo por numerosos péptidos que tiene acción
sinérgica o antagónica, los cuales interactúan entre si y son activados por
diferentes señales, luego ésta información es llevada a los diferentes núcleos los
cuales se encargan de emitir respuestas en términos de comienzo o finalización
de la ingesta y por ende de aumento o inhibición del gasto calórico. La alteración
de este equilibrio puede desencadenar obesidad y otras enfermedades crónicas.
Materiales y métodos:
La revisión de la literatura se realizó en Medline y Ebsco de artículos publicados
en inglés o español entre enero de 2009 y enero de 2012. Los resultados de
búsqueda fueron 198 estudios de los cuales 70 cumplían requisitos y fueron
analizados.
Homeostasis nutricional:
Conjunto de procesos fisiológicos implicados en los mecanismos de digestión,
absorción de los nutrientes, almacenamiento de estos y finalmente su uso y gasto;
con el único objetivo de lograr una buena talla y peso en la adolescencia, mientras
que en la edad adulta su objetivo es adquirir y mantener un peso adecuado.
Aunque este proceso parce complejo en realidad está limitado a una ingestión de
los alimentos con su posterior digestión y absorción en donde participan enzimas y
hormonas gastrointestinales. De manera secuencial los depósitos de glucógeno
hepático y muscular son abastecidos, de la misma forma pasa con los triglicéridos
en los adipocitos en la fase postprandial. En la fase de ayuno, la obtención de
nutrientes se logra mediante diferentes procesos metabólicos como la lipólisis, la
glucogenólisis y la neoglucogénesis, de la misma forma debemos establecer una
diferencia entre el gasto de procesos de mantenimiento y el gasto derivado de
actividad física, crecimiento, acción dinámico específica de los alimentos y la que
se pierde mediante fluidos corporales.
Todos estos procesos están controlados por un amplio número de señales
nerviosas periféricas, moléculas y mediadores de acción neuroendocrina, todo
integrado al sistema nervioso central. A nivel del hipotálamo encontramos además
estructuras responsables del hambre (núcleo lateral) y la saciedad (núcleo
ventromedial), una vez llegan estos estímulos la respuesta nerviosa eferente que
controlará el volumen de energía almacenado y consumido a corto, mediano o
largo plazo.
Señales de regulación energética:
Mecanismo de la regulación de la ingesta a corto plazo:
En este artículo la idea es cambiar la idea que se tiene de que el hambre es
producida por la baja en los niveles plasmáticos de glicemia y de lípidos, pero
como veremos a continuación este proceso es un poco más complejo pero será
detallado a continuación; éste proceso tiene un inicio que está limitado por una
serie de señales (olor, sabor, textura, temperatura, presentación) activadas desde
la percepción de los alimentos, estas señales son llevadas a través de los pares
craneales hasta el SNC. Por otra parte el inicio de la producción insulínica parece
ser otro factor que desencadena la ingesta de alimentos; a estos procesos se
conoce en la actualidad como fase cefálica de la alimentación y el mecanismo
compensatorio a esta fase es la disminución del apetito en el sujeto, dicho
mecanismo se sustenta en la existencia de receptores en la orofaringe, los cuales
controlan el volumen calórico total ingerido en cada ingesta, en teoría genera
señales para inhibir el deseo de comer. Ante la demora de la ingesta de alimentos,
si se produce una disminución de glicemia plasmática, esto genera una sensación
de hambre mucho mayor con el objetivo de recobrar la reserva energética
consumida durante el ayuno (Teoría glucostática).
La reserva de lípidos por otra parte proporciona también información para
controlar la ingesta de nutrientes, para este fin encontramos lo receptores en el
SNC encargados de regular niveles de ácidos grasos, glicerol o 3 hidroxibutirato
(Teoría lipostática). Por ultimo existe una teoría relacionada con la oxidación de
nutrientes en la cual una disminución implica sensación de hambre y un aumento
con la sensación de saciedad (Teoría energostática).
Además de las teorías expuestas encontramos moléculas a nivel gastrointestinal
las cuales se encargan de producir señales ya sea a nivel local o a nivel del
torrente sanguíneo, en donde trasportadas hasta el SNC al núcleo del tracto
solitario, de ahí hasta el hipotálamo en donde se producirá la sensación de
saciedad. Dentro de las moléculas y péptidos señalados unas de las más
importantes son la colecistokinina (CCK), bombesina, glucagón, enterostatina, el
polipéptico pancreático y la amilina entre otros.
En 1973 se describió el efecto de saciedad de la CCK por Gibs y cols, los cuales
encontraron su efecto al introducirlo por vía peritoneal, este generaba saciedad en
ratas y posteriormente en humanos. Su liberación tiene lugar en las células
enteroendocrinas a nivel de la mucosa del duodeno y yeyuno, como respuesta a la
ingesta de grasas (ácidos grasos no saturados y de cadena larga principalmente)
y proteínas. Los receptores que se encargaran de mediar este proceso como tal
son de dos tipos; los CCK-1 están localizados en el tracto alimentario, como
páncreas, vesícula biliar, píloro y en múltiples localizaciones del SNC y los
receptores CCK-2, sobre estos actúa la colecistoquinina la cual crea un efecto
anorexígeno. Estos receptores están localizados en el nervio vago y en el SNC. La
bombesina es la encargada de disminuir la cantidad de alimento ingerido en cada
comida. El glucagón se encarga de disminuir la ingesta en especial de proteína. La
enterostatina se origina de la fragmentación de la lipasa a nivel intestinal y provoca
disminución en la fragmentación en la duración de las comidas y el polipéptido
pancréatico y la amilina inducen la reducción en la ingesta de alimentos.
Mecanismo de la regulación de la ingesta a mediano plazo:
Regulada por el péptido YY, una hormona compuesta por 36 aminoácidos, es
sintetizado en las células L del intestino, se encuentran en dos tipos de origen
endógeno, el subtipo 1-36 y el 3-36; el primero es más activo metabólicamente,
mientras que el subtipo 3-36 tiene la capacidad de disminuir un 36% un volumen
de alimento ingerido en forma inmediata y en un 33% el volumen total de 24 horas.
Mecanismos de la regulación de la ingesta a largo plazo:
Estas son llevadas por las señales periféricas de adiposidad y neurotransmisores
centrales.
Señales periféricas de adiposidad con efecto anorexígeno:
Estas están integradas en dos señales de origen hormonal, la leptina y la insulina.
La secreción de ambas está regulada en función del volumen graso orgánico total,
pero las dos actúan inhibiendo procesos anabólicos y estimulando los catabólicos.
Leptina:
Constituye el resultado o la síntesis final del gen-ob, este es un péptido compuesto
por 167a.a. la leptina del ratón es 84% similar a la del humano, produce una
reducción de la adiposidad por medio de una inhibición del apetito, estimulando las
reservas de energía logrando así la lipolisis del tejido adiposo. La síntesis de esta
es llevada a cabo por los adipocitos, hipófisis, hipotálamo, músculo esquelético,
placenta, mucosa gástrica y epitelio mamario. Su liberación se lleva a cabo con el
ritmo circadiano, mediante pulsos con intervalos de 45 minutos, por lo cual
aumenta a lo largo del día logrando su pico máximo a media moche, en cuanto a
género, se encontró que los niveles plasmáticos son mayores en mujeres, al
parecer por los andrógenos que hacen que estas concentraciones sean menores
en los hombres.
Los efectos anorexígenos se dan principalmente por dos vías; la primera es una
periférica en la que juegan un papel importante los receptores específicos. Y la
segunda acción, es a nivel central, debe atravesar la barrera hematoencefálica, en
donde se une a receptores específicos en hipotálamo tales como núcleo arcuato,
paraventricular y ventromedial. La carencia de leptina en sujetos sea por la vía que
sea hace que aparezcan complicaciones precoces entre las que se encuentran
obesidad, hiperfagia, diabetes e infertilidad. De modo paradójico, en sujetos con
obesidad extrema se han encontrado niveles elevados de leptina, este caso en
especial hace sospechar de resistencia a esta hormona, al igual que lo que pasa
con la insulina. Las vías por las cuales se crea esta resistencia son múltiples pero
los más estudiados son las alteraciones en cuanto a trasporte o por alteración en
sistemas neuronales que respondan a señalización.
Insulina:
Al igual que la leptina, esta también es directamente proporcional al volumen
graso corporal del sujeto. Esta también puede acceder a nivel del SNC mediante
el mismo sistema de transporte que la leptina y la distribución de los receptores es
la misma. A pesar de la similitud de las dos moléculas la diferencia radica en que
la liberación de la insulina se hace en respuesta a una única comida. Se ha
comprobado que la aplicación de insulina provoca un efecto anorexígeno y una
pérdida de peso corporal.
Señales periféricas y centrales de adiposidad con efecto orexígeno
(anabólico) y anorexígeno (catabólico):
Estas moléculas que se describirán a continuación mostraran su acción en la
producción de un efecto anabólico respecto a la energía que se obtiene de la
dieta; se han clasificado en centrales y periféricas.
Señales orexígenas periféricas:
Ghrelina:
Aislada en 1999 de estómago de rata, es un ligando endógeno que al ser activado
induce una potente liberación de hormona de crecimiento. Esta pertenece a la
familia de los secretagogos de hormona de crecimiento, consta de 28 a.a y posee
una estructura capaz de atravesar barrera hematoencefálica, lo cual le permite
actuar sobre el hipotálamo, en cuanto a conducta alimentaria se refiere, su origen
y producción está fuera del SNC. Ésta hormona es la única que se produce a nivel
gastrointestinal con efecto orexígeno, además de esta cualidad ésta también es
producida en menor proporción a nivel hipotalámico, en hipófisis, páncreas, riñón,
intestino, linfocitos y corazón, así como también ha sido aislada en placenta y
testículos.
Los niveles más elevados se han encontrado en pacientes con caquexia y ayuno
además que se ha encontrado disminuida en obesos y en pacientes sanos tras
ingerir nutrientes.
La regulación de la ingesta por esta molécula está determinada por varios
mecanismos, uno de los cuales se encuentra en su nivel competitivo con la leptina
y otro con su interacción con el nervio vago, desde donde puede inducir una
activación neuronal en el núcleo del tracto solitario y dorsomotor lo cual causa
motilidad, secreción gástrica, inducción del apetito y consumo de alimentos.
La principal vía de actuación y ejercicio orexígeno, tiene que ver con su efecto
sobre el núcleo arcuato, lugar en donde actúan otros neuropéptidos, y ejerciendo
un estímulo para la síntesis de estos.
Señales orexígenas centrales:
Neuropéptido Y (NPY):
Es sintetizado en el hipotálamo a nivel del núcleo arcuato, su acción es central en
el núcleo paraventricular en donde estimula y potencia la ingesta de alimentos
generando ganancia de peso, sus niveles se elevan ante la depleción de depósitos
de grasa corporal, especialmente en ayuno y en diabetes no controlada.
La síntesis de este péptido es inhibido por la leptina, lo más importante es que
disminuye el efecto ejercido por el sistema nervioso simpático al tejido adiposo
pardo. Todo lo anterior lleva a una disminución del gasto energético y un aumento
y desarrollo del tejido adiposo blanco. En ratones la falta de este péptido ha
mostrado el desarrollo de una obesidad moderada más que un fenotipo delgado.
Proteína relacionada con agoutí (AGRP):
Su origen es peptídico, su hallazgo fue fortuito, se sintetiza en el hipotálamo, es un
agente inductor del apetito y por ende del aumento del peso corporal. Su
mecanismo de acción es principalmente su efecto antagonizante respecto a los
receptores MC3 y MC4 de la α-MSH.
Hormona con centradora de melanina (MCH):
Es un Neuropéptido de 19 a.a, se sintetiza en el hipotálamo lateral durante
periodos de ayuno y en respuesta a déficit de niveles de leptina. Tiene un efecto
inhibidor sobre el eje hipotálamo - hipófisis - tiroides controlando el grado de
apetito y también puede reducir el gasto energético. Estudios en ratones ha
logrado demostrar que la inactivación del gen que produce esta hormona va a
generar cuadros de hipofagia y delgadez extrema en estos animales.
Señales anorexígenas centrales:
Hormona α-melanocito estimulante (α-MSH):
Péptido derivado de la proteólisis de una prohormona denominada
propiomelanocortina (POMC), su acción anorexígena está dado por la unión a los
receptores MC4-R, en estudios realizados en ratones se ha demostrado que su
inactividad genera cuadros de obesidad. En pacientes obesos estudiados se ha
demostrado una mutación en su receptor MC4. Esta mutación genera un mal
funcionamiento de esta hormona y su subsiguiente disbalance energético. De esta
alteración genética derivan numerosas complicaciones entre las que se
encuentran la obesidad temprana acompañada de hiperfagia, hiperinsulinemia e
hiperglucémia.
Hormona liberadora de corticotropina (CRH) y hormona liberadora de
tirotropina:
Su efecto es la inhibición del apetito, son sintetizadas por neuronas del núcleo
paraventricular, la corticotropina aumenta el gasto energético a expensas de la
activación del SNC simpático y ejerce un efecto regulador del eje hipotálamo pituitaria - tiroides. La hormona liberadora de tirotropina ayuda en la regulación de
dicho eje, a la síntesis a nivel de hipotálamo y al aumento en la respuesta a la
leptina.
Elaborado por
CAMILO ALBERTO CAMARGO PUERTO
RESIDENTE SEGUNDO AÑO
MEDICINA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE FUCS
FECHA 14 – Abril – 2015
Bogotá - Colombia