Introducción
Normalmente
el metabolismo del cuerpo humano se encuentra recibiendo el aporte
calórico de tres principios inmediatos,
los glúcidos, lípidos y proteínas; siendo también necesarias las sales y las
vitaminas. Estos tres principios son asimilados de distinta forma a través de
nuestro aparato digestivo, para después ser transportados por la sangre, hasta llegar
a un proceso llamado el CICLO DE KREBS, a partir del cual se transformarán en
la energía necesaria para nuestro organismo (Saz & Ortiz, 2007).
Cuando
nuestro cuerpo está perfectamente alimentado, la ingesta de nutrientes se produce
de manera intermitente; mediada por mecanismos fisiológicos que intentan
amortiguar las variaciones de las concentraciones plasmáticas de glucosa,
evitando concentraciones elevadas en el estado absortivo y concentraciones
bajas en el estado posabsortivo. Después de estos fenómenos de ingestión, al
torrente circulatorio viajan elementos como glucosa, aminoácidos, ácidos grasos
ligeros, entro otros (Saz & Ortiz
2007). Ante esta llegada de nutrientes y glucosa, el organismo incrementa la
síntesis y excresión de insulina para evitar excursiones hiperglucémicas
excesivas, de manera que se favorece un adecuado aporte energético al
organismo. El exceso de glucosa se almacena en forma de glucógeno en el hígado
y se favorece el anabolismo lipídico y proteínico (Alberto et al. 2004).
Contrario
a la ingesta normal de alimento, encontramos que los organismos pueden entrar
en un periodo de ayuno, en el cual por diferentes circunstancias se deja de
consumir alimento durante determinada cantidad de tiempo. Durante este periodo
se da lugar a una serie de respuestas metabólicas encaminadas al mantenimiento
de las funciones vitales y la supervivencia de los organismos, normalmente la
primera respuesta metabólica es la baja del glucógeno hepático, el cual se
agota a las 24 hs de iniciado el ayuno. El mayor cambio a nivel hormonal es el
descenso de la insulina y el aumento del glucagón, también ocurre un descenso
de la triyodotironina y un aumento de la secreción de la hormona de crecimiento
(GH) y de cortisol; al igual ocurren otros
descensos como lo es el del factor de crecimiento similar a la insulina-1
(IGF-1) y el descenso de gonadotrofinas y de los niveles de leptina (Llames),
entre otras respuestas metabólicas que serán nombradas posteriormente en la
descripción de las fases del ayuno.
Una
vez agotados los depósitos de glucosa en forma de glucógeno en el hígado, se
estimula la vía de la gluconeogénesis, los principales sustratos de energía
durante el ayuno son las grasas y proteínas, los cuales proveen la fuente de
glucosa para las células hematológicas y neurológicas. La gluconeogénesis
comienza a disminuir a partir del día 7 de inanición, y luego se produce la
cetoadaptación que es uno de los fenómenos metabólicos más importantes en la
respuesta al ayuno y permite, cuando éste se prolonga, que determinados
órganos, como el cerebro, utilicen los cuerpos cetónicos como sustrato
energético. De esta forma disminuyen las necesidades de producción de glucosa,
el catabolismo proteico y se favorece la utilización de manera preferente de
los depósitos grasos.
Al igual el contenido corporal de
algunos electrolitos como el potasio,
fósforo, magnesio se encuentra descendiendo,
pero se mantienen sus niveles plasmáticos (Llames). Para una mayor comprensión
de las respuestas fisiológicas del ayuno
en el organismo se tomo de fisiología y bioquímica del ayuno de P. Saz Peiró
& M. Ortiz Lucas las fases del ayuno en el organismo.
PRIMERA
FASE
El
combustible principal es la glucosa y todos los glúcidos e hidratos de carbono.
Primero se consume la glucosa circulante y después lo hacen las reservas de
glucógeno del hígado y del músculo. En el proceso bioquímico primero se
almacena la glucosa en el hígado y en los músculos para después salir de allí.
Con toda
esta glucosa, la circulante y la almacenada, podemos pasar de 24 a 48 horas;
después de este tiempo se producirán carencias y entraremos en hipoglucemia
presentando síntomas como astenia, mareos, sudoración fría, etc. Dado que la
glucemia decrece en el ayuno esta logra
alcanzar una meseta alrededor del tercer día; ya por la depleción de glucógeno
hepático y al retardo de la gluconeogénesis se mantiene baja por una semana
aproximadamente. Con la continuación del ayuno se producen varios mecanismos
por los cuales esta se puede normalizar:
1) Los
tejidos metabolizan más fácilmente ácidos grasos y cuerpos cetónicos.
2) Se
intensifica la gluconeogénesis, produciendo 30 a 35 gr. diarios de glúcidos proviniendo
de aminoácidos y glicerol.
En los
primeros días del ayuno la glucosa se
dirige principalmente al sistema nervioso central. Cuando el aporte comienza a
declinar, se desencadenan una serie de mecanismos de compensación; el más
importante es el aumento de la actividad
del sistema nervioso simpático, cuyo resultado es un incremento de la
liberación de catecolaminas, lo que permite abastecer de glucosa al sistema
nervioso central a través de otras vías.
Después, el sistema nervioso central utilizará los productos de la combustión de
grasas y de los ácidos acetoacético y betahidroxibutírico.
SEGUNDA
FASE
La
entrada del organismo en hipoglucemia marca la segunda fase del ayuno, caracterizada
por el consumo de la grasa. En esta será la misma hipoglucemia la encargada de
poner en marcha los mecanismos que dirigirán el consumo de la grasa en esta 2ª
fase y que actuará sobre el hipotálamo,
terminaciones nerviosas, suprarrenales y páncreas.
Al actuar
sobre el hipotálamo se consigue que libere sus factores estimulantes, que irán
por el sistema porta-hipofisario a la adenohipófisis; ésta liberará los siguientes factores u hormonas:
a)
Somatotropa u hormona de crecimiento (STH):
- Impide que
se consuma la glucosa por las células. Es hiperglucemiante.
- Tiene
una acción lipolítica, diabetógena y cetogénica por su acción sobre las
proteínas durante el ayuno y se postula que tiene un preponderante papel
protector de su metabolismo. Su secreción es irregular, variando a medida que
el ayuno progresa; ésto depende entre otras cosas del stress que presenta el ayuno
a nivel hipotalámico y cortical o hipotalámico solamente. Los efectos de la STH
difieren en músculo y tejido adiposo. En el músculo, la STH antagoniza la
acción de la insulina, inhibiendo la glucolisis, y en el tejido adiposo produce
aumento de la oxidación de la glucosa.
b)
Adrenocorticotrofa o ACTH. Ya actúa algo en la etapa anterior produciendo
fosforilasa y ésta a su vez, glucógenolisis (ruptura de cadenas de glucógeno) y
formación de glucosa-6- fosfato.
c)
Cortisol: Con relación al cortisol se producen modificaciones de su secreción,
lo que puede llevar a una alteración del ritmo circadiano. La conjugación
hepática y la secreción renal disminuyen; la salida al plasma es retardada,
prolongándose la vida media, lo cual disminuye la producción de ACTH,
resultando al final un decrecimiento de su secreción, especialmente después de
la primera semana. Esto aclararía el por qué existe un nivel normal en sangre y
bajo en orina. Es posible que el mecanismo sea el siguiente:
- Disminución
de proteínas en sangre
-
Disminución de la filtración glomerular
-
Elevación de metabolitos conjugados de cortisol en plasma con disminución de la
disponibilidad
hepática.
- Aumento
del cortisol plasmático
-
Disminución de la liberación de ACTH
-
Disminución de la secreción de cortisol.
d) TSH.
Hace que disminuya la insulina.
Estas
tres hormonas se comportan en este momento del ayuno como lipolíticas o adipocinéticas.
TERMINACIONES
NERVIOSAS
Vegetativas
de los sistemas ortosimpático y parasimpático, haciendo que liberen sus
estímulos.
SUPRARRENALES.
El efecto
es:
a)
Aumento de Catecolaminas:
Como la
adrenalina y noradrenalina, que en condiciones normales estimulan la glucogénesis
en el hígado y en el músculo, inhibiendo la captación de glucosa en el músculo e
incrementándola en el tejido adiposo. Estas a su vez se encargan de disminuir
la secreción de insulina inducida por la glucosa.
- Se
observa en el ayuno la elevación, en la excreción urinaria, de adrenalina,
noradrenalina y ácido vanil-mandélico; menos marcada en los obesos que en los
individuos de peso normal.
- Durante
el ayuno, el aumento depende de la posible disminución del volumen plasmático y
líquido extracelular producida por la pérdida de sodio y agua.
-
Acentúan la lipolisis en el tejido adiposo.
b)
Aumento de glucocorticoides, que:
-
Aceleran la liberación de aminoácidos a partir de las proteínas, tanto a nivel
del hígado como de los tejidos extrahepáticos.
-
Acentúan la captación de aminoácidos por parte del hígado.
-
Aumentan la desanimación (ruptura) del aminoácido.
-
Incrementan la actividad de la Fructosa Difosfato-Fosfatasa y con ello la
transformación del éster Fructosa 1-6 Difosfato en éster Fructosa-6-Fosfato.
-
Estimulan la actividad de la Glucosa-6-Fosfatasa a nivel del hígado y, como
consecuencia, la neoglucogénesis. Esta es importante para explicar después por
qué sobrevive el cerebro a pesar de no poseer su alimento preferido: la
glucosa.
PANCREAS.
Con el
siguiente efecto:
a)
Disminuye la insulina, considerada como hormona antilipolítica.
b)
Aumenta el Glucagón.
Insulina:
Usualmente aumentada en el obeso, decrece progresivamente y luego del tercer
día se mantiene en una meseta baja; esto se ha asociado a un probable aumento
de la resistencia periférica, posiblemente vinculada con el comportamiento de
la STH. La respuesta secretora de insulina por la administración de glucosa en
individuos normales o
hiperglucémicos
no está alterada por el ayuno.
Glucagón:
Esta hormona es responsable en parte del estímulo de la glucogenólisis, cetogénesis
y una ligera proteolisis hepática. También disminuye la intensidad de la
oxidación de la glucosa. Es lipolítica en el tejido adiposo y respecto a su
acción pancreática, facilita la liberación de insulina por las células. Se
piensa que el glucagón es el responsable del aumento importante que se observa
en los niveles hemáticos de adrenalina y noradrenalina.
La
hipoglucemia inicial es a su vez estimulante del glucagón, lo que lleva a una
intensificación de esta acción. En el ayuno aumentan los valores casi hasta el
doble en el tercer día, facilitando luego la provisión de glucosa por la
gluconeogénesis hepática, para luego disminuir lentamente hasta cifras iguales
o ligeramente superiores a las previas al ayuno. Todas estas hormonas aquí mencionadas, al
unísono y correlacionándose, actúan sobre el tejido adiposo, aumentando en éste
la hidrolisis de los triglicéridos.
Esto va a
producir ácidos grasos libres, los cuales tienen las siguientes
características:
-
Circulan en el plasma en la fracción albúmina.
- Su
concentración en plasma depende de la relación ácidos grasos/ albúmina.
- Enorme
velocidad de renovación. La vida media es de 1'5 a 2 minutos.
-
Transportan 160 gr/día de tejido adiposo.
-La cifra
de ácidos grasos libres se eleva en el ayuno y alcanza su máximo a los 4 días.
Lo que da
lugar a la disminución del cociente
respiratorio y al desarrollo de la cetosis, lo cual suele ser una
característica casi constante en esta 2ª etapa del ayuno.
Metabolismo
graso: Las grasas son la principal reserva de energías del organismo, formando del
12 al 20% del total de su peso. Además, en el adulto son las principales
fuentes energéticas. En el ayuno, los triglicéridos del tejido adiposo son catabolizados en forma constante,
liberando ácidos grasos al plasma. Como esta cantidad excede respecto a la necesidad
del organismo, una parte de los ácidos grasos libre es utilizada como la fuente
principal de calor y energía y la otra es metabolizada en el hígado, donde
aquéllos son convertidos en acetilcoenzima A, la que a su vez puede seguir tres
caminos:
1) Entrar
en el ciclo de Krebs.
2) Ser
utilizada para síntesis de sustancias que forman parte del plasma como
triglicéridos y colesterol endógeno.
3)
Transformarse en cuerpos cetónicos, que son la otra gran fuente de energía en
el ayuno.
Durante
el ayuno está restringido el aprovisionamiento de glucosa; en consecuencia, los
dos primeros caminos están parcialmente bloqueados y la mayor parte de
acetilcoenzimaA se transforma en cuerpos cetónicos que, al pasar a la sangre,
llevan al estado de acidosis metabólica. Los cuerpos cetónicos siguen a su vez
tres caminos: primero cubren los requerimientos metabólicos (lo más importante),
segundo son eliminados por la orina mínimamente y son eliminados por el pulmón.
Los
ácidos grasos cubren la cantidad de combustible necesario para los
requerimientos del músculo estriado, hígado y corazón. Los ácidos grasos libres
en el ayuno están elevados con valores de hasta el doble con relación a las
cifras iniciales.
Colesterol:
La mayoría de los pacientes, antes del ayuno, presentan una colesterolemia con valores
que oscilan entre 200 y 275 mg%. Al comenzar el ayuno se observa un leve
aumento en los primeros periodos, disminuyendo ligeramente en las semanas
subsiguientes.
Una de
las preguntas que sigue en pie para esta segunda fase es si en ella se consumen
o no proteínas. Hay dos opiniones diferentes:
1) Los
que apoyan su consumo. Se basan en:
a) Que se
sigue eliminando nitrógeno urinario.
b) En que
el cerebro no funciona sin glucosa. Esta se formaría en el proceso de la
neoglucogénesis en el hígado y en el riñón, ya que la insulina que disminuye la
glucogénesis y aumenta la utilización de los aminoácidos para la formación de
proteínas, al estar disminuída produciría el efecto contrario; es decir los
aminoácidos se utilizarian para formar a partir de ellos glucosa.
2) Los
que dudan.
En el
ayuno prolongado surge la duda por:
a) La
eliminación del nitrógeno urinario disminuye conforme el ayuno prospera
(Benedict 1915). Las proteínas constituyen las 3/4 partes de los sólidos del
cuerpo. La eventual pérdida protéica durante el ayuno fue largamente discutida
y en este momento la mayoría de los trabajos, con los que nosotros coincidimos,
no adjudican al inicial balance negativo de proteínas ninguna importancia, ya
que disminuye rápidamente hasta estabilizarse, alrededor de los diez días de
iniciado el ayuno. Al principio se excretan 3'3 a 6'9 grs de nitrógeno por día,
mientras que un hombre alimentado correctamente elimina de 12 a 16 gr.
Y la
enérgica disminución proteica en la excreción urinaria indica que a los 10 días
surge un mecanismo defensivo de la adaptación y conservación de proteínas.
b) Es fácil
calcular que la glucogénesis, a partir de lactato, piruvato y glicerol, no es
suficiente para satisfacer las necesidades del cerebro (esta glucogénesis se da
a partir de aminoácidos que, por distintas vías, van a glucosa).
c) El
cerebro se adapta a la utilización de cuerpos cetónicos formados a expensas de
los ácidos grasos (Felig, 1973). Entonces:
- Se
reduce la neoglucogénesis.
- Se
reduce el catabolismo protéico.
- No se
elimina tanto nitrógeno.
- Hay
ahorro de cuerpos cetónicos, que no se eliminarán tanto por orina, ya que ahora
se emplean como combustible (Sapir y Owen, 1.975).Así pues, en esta segunda
fase, el principal combustible es la grasa. En un principio, se consumen
proteínas no indispensables para la
vida, que sólo servirán para ayudar con su neoglucogénesis al proceso de
adaptación del cerebro al ayuno hasta que éste se sienta capaz de consumir
cuerpos cetónicos. Además, en esta segunda fase, todo el cuerpo sufre un
proceso de adaptación al ayuno. En esta adaptación se dan:
a)
Disminución del metabolismo basal en:
- Una
etapa rápida de reducción metabólica.
- Una
etapa lenta precedida de, o acompañando a la pérdida de peso.
b)
Reducción de la actividad física. El cuerpo tiene menos peso y trabaja menos.
TERCERA
FASE
Ya no se
le puede considerar como ayuno, pues al llegar a esta etapa el apetito vuelve y
se debe comer. Si no, entraremos en el proceso que se llama "inedia
aguda" o inanición y éste es un camino irreversible hacia la muerte.
En esta
etapa el organismo, que ha quemado prácticamente todas sus reservas, va a comenzar
a consumir las proteínas que son esenciales para la vida.
Uno de
los signos que se encuentran en la clínica de esta etapa es el edema. Está principalmente
producido por la disminución de la
presión oncótica del plasma, mantenida sobre todo por la cantidad de albúmina
que hay en éste y que se ha quemado como combustible para el organismo.
La
aparición de estos edemas, que suele ser por lo general una anaxarca (es decir,
un edema generalizado), es una señal de que estamos en esta 3ª etapa del ayuno
y en una etapa peligrosa para la vida, pues los mecanismos de compensación del
organismo están siendo forzados por encima de sus posibilidades.
RESUMEN
FASE 1: Consumo de
glucosa (unas 1.200 calorías). Duración: 24 horas. Así como en una maratón el
vaciamiento completo se suele producir hacía el kilómetro 22 y en un partido de
fútbol hacia el minuto 90, en el ayuno
la depleción es más lenta y se produce en los primeros 7 días.
FASE 2: Consumo
principal: Lípidos (100.000 calorías). Duración: 40 días para un hombre de 70
kg y 1.70m. Estimulada por el hipotálamo,
terminaciones nerviosas, páncreas y suprarrenales. Consumo principal de ácidos
grasos. ¿Se consumen o no las proteínas? Se consumen durante pocos días y
decrece su consumo conforme avanza el ayuno.
FASE 3: Marca el límite
del ayuno. Puede comenzar el consumo de proteínas imprescindibles y comenzar la
inedia aguda si no se suprime el ayuno.
NOTA
LA CETOSIS: Es un
estado del organismo que se produce cuando este no tiene suficientes hidratos
de carbono para obtener energía y comienza a utilizar las grasas para obtener
energía.
En estado de cetosis, el cuerpo quema la grasa y, al convertirla en energía
para funcionar, el hígado y los riñones generan unas sustancias llamadas
cuerpos cetónicos.
CETOGÉNESIS: Es la generación de cuerpos cetónicos, lo cual lo convierte en un
proceso anabólico, dicha generación de cuerpos cetónicos se lleva a cabo
eliminando el exceso de carbonos de ácidos grasos en el hígado de manera
oxidativa, así conforme más ácidos grasos se oxida mas cuerpos cetónicos se
forman.
Es bueno citar, que el tejido nervioso a medida que avanza el ayuno y con
concentraciones crecientes de cuerpos cetónicos que atraviesan la barrera
hematoencefalica, es capaz de metabolizarlos para obtener energía, de esta
manera la degradación de tejido muscular disminuye y así también el flujo de
nitrógeno entre el musculo y el hígado (López et al. 2012).
Bibliografía
Alberto R, Sanz A, Playan J. Metabolismo en el
Ayuno. Revista endocrinología y nutrición 2004; 51(4):139-48. En: Saz, P.P
& Ortiz, L.M. Fisiología y bioquímica en el ayuno. Medicina Naturista 2007;
1(1): 10-19.
Benedict, F.C. A
study of prolonged fasting. Carregie Institute of Washington DC, 1915. En:
Saz, P.P & Ortiz, L.M. Fisiología y bioquímica en el ayuno. Medicina
Naturista 2007; 1(1): 10-19.
Felig, P. The
Glucose- Alanine cycle. Metabolim 1973; 22(2):179-207. En: Saz, P.P
& Ortiz, L.M. Fisiología y bioquímica en el ayuno. Medicina Naturista 2007;
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Sapir, D.G &
Owen,O.E. Renal conservation of ketone bodies in starvation. Metabolism
1975; 24(1):23-33. En: Saz, P.P & Ortiz, L.M. Fisiología y bioquímica en el
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