Si el cuerpo necesita azúcar para funcionar, ¿por qué podemos dejar de comerlo?

¿Has escuchado lo siguiente?

• nuestro cerebro sólo funciona con glucosa y, por tanto amerita un suministro constante de glucosa o azúcar a partir de la dieta.
• los carbohidratos son nuestra «fuente primaria» de energía y por eso, quien no los consuma corre el riesgo inminente de una hipoglucemia y probablemente la muerte.

Lo que hace similares a ambas afirmaciones no es que sea común escucharlas, sino que ambas son FALSAS. Y es precisamente con el ánimo de desmontar los mitos basados en ideas caducas respecto al suministro metabólico del cuerpo y sus mecanismos, que estamos avanzando en esta serie de seis artículos.

https://www.instagram.com/p/CBhga-HAopV/

En este, el primero de los seis de la serie explicaremos:

1. porqué considerar imperante que tengamos un suministro de glucosa en la dieta es ilógico, dado su poder oxidante; y 
2. ahondaremos en las diversas fuentes de energía para el cuerpo, que pueden ser primarias, dependiendo el contexto metabólico en el que nos encontremos.

[toc]

Glucosa y carbohidratos no son sinónimos

Los carbohidratos, también llamados glúcidos, son una clase de moléculas orgánicas, compuestas de átomos de carbono, átomos de oxígeno y átomos de hidrógeno (incluidos grupos hidroxilo (-OH), cetonas y aldehidos), y una fórmula general de C _m (H ₂ O) _n .

Los «monosacáridos» son la unidad elemental de los carbohidratos. Entre los ejemplos más conocidos de monosacáridos están la glucosa, la galactosa, la fructosa y la ribosa.

La sacarosa o azúcar de mesa, es un carbohidrato simple, pero compuesto de una molécula de glucosa y una de fructosa, lo que lo hace un «disacárido» con la fórmula molecular C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁. A los carbohidratos simples se les conoce coloquialmente como azúcares. Y muchos se refieren a la glucosa como azúcar, usando ambos términos indistintamente.

Podemos concluir que la glucosa es un carbohidrato del grupo de los monosacáridos. Pero que no todos los carbohidratos son monosacáridos, ni muchísimo menos todos los carbohidratos son glucosa o azúcar.

La glucosa: Un combustible oxidante

Indudablemente, la glucosa es el carbohidrato más importante y prevalente del planeta. El funcionamiento del cuerpo humano y de la mayoría de las formas de vida en la Tierra son dependientes de la glucosa. Tal es la necesidad de glucosa para la vida, que el cuerpo humano es capaz de fabricarla.

Pero que la glucosa sea indispensable no significa que sea inocua, en especial cuando está presente en exceso. Una forma en la que podemos evidenciar la fina línea entre la cantidad adecuada de glucosa para las funciones vitales y cantidades excesivas que conllevan a repercusiones es uno de los mecanismos que usa el sistema inmunológico para defendernos.

El sistema inmune utiliza la glucosa como sustrato para la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS,  Reactive Oxygen Species) que, por su carácter destructivo, pueden neutralizar microorganismos y células cancerígenas. Visto de esta manera, los ROS son una manera con la que el sistema inmune nos ayuda a mantenernos en un buen estado de salud (Bui et al., 2003).

Sin embargo, hay un lado oscuro de los ROS. Debido a que son altamente destructivos y que se generan de manera espontánea a partir de sustratos en la circulación, su excesiva presencia puede llevar a una sobre-inflamación sistémica. Tienen además la capacidad de malograr proteínas que forman parte estructural de nuestros tejidos, como el músculo cardiaco y el tejido conectivo (Piarulli et al., 2013; Xuan et al., 2014).

Hay evidencia de que los cuerpos cetónicos (CC) en la circulación son un sustrato (adicional a la glucosa) a partir de los cuales se pueden generar ROS pero su contribución es mínima en comparación con la de la glucosa. Se estima que es apenas una quinta parte (Beisswenger et al., 2005). 

Otra consecuencia del exceso de glucosa es el surgimiento acelerado de productos de glicación avanzada (AGE, Advanced Glycation End-products) (Thorpe and Baynes, 2003). Aunque estos también pueden originarse a partir de las grasas, dicha capacidad de producción es 10 veces menor en comparación a la glucosa.

Tras leer los efectos no muy benignos que resultan del metabolismo de la glucosa, no es de extrañar que te preguntes ¿cómo hace el cuerpo para defenderse de estas agresivas consecuencias?

Se ha propuesto que es precisamente la segregación de hormona insulina, el mecanismo por cual el cuerpo humano se vale para aminorar el exceso de glucosa en la circulación. Así también, otro mecanismo aminorante es la capacidad de producir y utilizar CC como fuente energética. De hecho, los CC son para el cuerpo un combustible más inocuo, ya que no producen ROS a la tasa que lo hace la glucosa.

Así, mientras que en estados de alimentación «fed state», predomina la segregación de insulina, como mecanismo de defensa en respuesta al exceso circulante de glucosa; en estado de ayuno «fasted state», los CC son la fuente primaria de energía para el cuerpo. 

Recapitulando: La glucosa puede traer perjuicios para el cuerpo y se ha propuesto que el cuerpo se defiende a través de la segregación de insulina.

Los carbohidratos como fuente principal de energía, una visión corta de miras

La palabra «primaria» viene de la raíz latina «primarius» que significa primera posición. Sin embargo, como vamos a ver, los carbohidratos son una de las fuentes energéticas de nuestro cuerpo, pero no son la única, la principal o la que debe de prevalecer todo el tiempo como tal.

De hecho, hoy sabemos que dadas las circunstancias adecuadas, otras fuentes de energía, como las grasas, pueden servir como sustrato energético primario con la misma eficiencia o más que los propios carbohidratos. También sabemos que el cerebro no depende 100% de carbohidratos como fuente de energía.

Entonces, ¿de dónde surge la idea de los carbohidratos como fuente principal de energía?

Quizás de una visión egocéntrica y de creer que todo tiempo pretérito fue como han sido los últimos 50 años en los países desarrollados. De creer que, como especie, nunca hemos pasado hambre, que siempre hemos comido todos los días y de ignorar tribus y pueblos que han sobrevivido siglos y milenios en lugares donde los carbohidratos brillan por su ausencia. O quizás de la necia creencia de que el metabolismo es constante, en lugar de constar de estados distintos de acuerdo al contexto energético.

Verás, cuando estamos en ayuno, al no haber consumido glucosa exógena (no hay ingesta de glucosa de la dieta) el hígado, entre otros órganos, potencia la generación de  su propia glucosa en un proceso bioquímico llamado «gluconeogénesis» (GNG). Esta glucosa endógena es capaz de suplir, energéticamente a las células de otros órganos y sistemas del cuerpo que dependen de glucosa (Browning et al., 2011).

Y es que, en ausencia de glucosa, el cuerpo se vale de cualquiera de tres sustratos energéticos para producir la dichosa molécula (fuente: Bioquímica de Harper):

1. El glicerol, que queda libre al ser usados los ácidos grasos de los triglicéridos (en pocas palabras, la grasa).
2. El lactato, en parte producido por la actividad física, especialmente la intensa.
3. Los aminoácidos gluconeogénicos, aunque esto suele ocurrir en procesos de inanición (diferente al ayuno fisiológico).

Es gracias a la capacidad que tenemos de generar glucosa en el cuerpo que nos es posible cursar periodos diarios de ayuno, mientras dormimos o en esos viajes transcontinentales donde la comida del avión es horrible, sin morir. Justamente la función de la GNG es la mantener las funciones vitales cuando realizamos ayunos prolongados voluntarios e incluso en casos de inanición forzosa (Carlson et al., 1984).

No es casualidad que hayamos sobrevivido a las últimas cuatro glaciaciones sin la necesidad de consumir almidones y otros carbohidratos para obtener energía (David Sánchez, Geocronología del cuaternario).

Recapitulando: El estado o contexto metabólico de alimentación «fed state», cuyo sustrato energético es generalmente la glucosa (carbohidrato), es completamente distinto del estado metabólico del ayuno «fasted state», cuyo sustrato energético varía, pudiendo activarse la GNG y el uso de grasas como fuente principal de energía.

“Sin glucosa el glucógeno se agota”… (nope!)

Otra de las razones por las que se defiende la necesidad imperante de glucosa en el cuerpo es su carácter limitante como sustrato energético, evidenciado desde la perspectiva de su almacenamiento: Como glucógeno.

Una persona promedio sólo puede almacenar entre 424 hasta 910 gramos de glucosa en el hígado y músculo, reservados como glucógeno hepático y muscular, respectivamente. Esto dependerá de la composición corporal de cada sujeto, del músculo estudiado (antebrazo, gastrocnemio, cuádriceps, etc.) y también de si entrena o no (Bergstrom et al., 1972; Hawley et al, 1997; Jensen et al., 2011).

El problema es que algunos textos de bioquímica aluden a estas reservas de glucógeno como un tanque de gasolina que rápidamente se vacía, cuando no hay un flujo continuo de almidones y/o azúcares provenientes de la dieta:

“En ausencia de otra fuente de glucosa, el glucógeno hepático y muscular se agotaría luego de alrededor de 18 h de ayuno.” 

Tomado textualmente del texto universitario Bioquímica de Harper.

Si bien es cierto que hay disminución del glucógeno en ausencia de fuente exógena de carbohidratos de la dieta, ya en los 60s estudios notables como el de Cahill and Owen, demostraron que, en estado de ayuno, ocurre una reposición de las reservas de glucógeno, por lo que estos no llegan a cero.

Cabe notar que la cita del texto anterior ha, lamentablemente, propagado una confusión entre estudiantes y docentes por igual en lo que respecta a lo que ocurre en el cuerpo durante el ayuno.

No sólo sabemos que el cuerpo es perfectamente capaz de reponer el glucógeno disminuido sino que, en el estado de ayuno, los cuerpos cetónicos (CC) pasan a ser la fuente primaria de energía para el cerebro. Esto sin que se requiera una cantidad de glucosa comparable a la necesaria fuera del ayuno (Soeters et al., 2012).

Por lo anterior, hacemos un  llamado al espíritu crítico de todo lector y le invitamos cultivar una mirada de escepticismo sano a los textos científicos, que por su misma naturaleza, requieren del ejercicio frecuente de la actualización.

Recapitulando: En el estado metabólico del ayuno, el glucógeno no se agota, el cuerpo requiere menos glucosa y los CC suministran gran parte de la energía que requiere el cerebro.

La grasa y los aminoácidos como fuentes de energía

La mayor reserva energética del cuerpo se encuentra almacenada en forma de lípidos, mejor conocidos como grasa, principalmente en el tejido adiposo.

La grasa es una fuente de energía prácticamente ilimitada. Para hacernos una idea, un individuo promedio de 70kg de peso y un porcentaje de grasa corporal  del 11%, tendría unas reservas grasas de unos 7.700g  las cuales equivaldrían a unas 69.300 kcal.

Es tal esta reserva de grasa en el cuerpo, que se estima que un individuo con un porcentaje de grasa corporal de 15 a 20% sería capaz de ayunar por hasta aproximadamente 60 días sin problema.

Esto es posible no sólo por la capacidad de nuestro cuerpo de utilizar esta grasa como fuente de energía directa, sino también por la posibilidad de transformar los lípidos en CC (que alcanzan fácilmente el cerebro y lo suplen de energía) y en glucosa a través de la GNG, como vimos arriba.

Además de la glucosa y la grasa, un tercer sustrato energético para el cuerpo son los aminoácidos. Los aminoácidos son el producto de degradación de las proteínas y pueden provenir de la dieta (un bistec, por ejemplo), o del propio cuerpo, es decir principalmente del músculo. Estos, al igual que la grasa pueden ser usados directamente como energía o ser transformados en glucosa, a través de la GNG (como vimos arriba).

En ausencia de alimento es natural que el cuerpo reserve el glucógeno para funciones de actividad muscular intensa (por ejemplo, huir en caso que estés en la calle y empiece a granizar, a pesar de no haber desayunado) y aproveche los CC circulantes como sustrato energético principal. En otras palabras, en estado de ayuno la fuente primaria de energía son los CC.

Recapitulando: La grasa corporal es el sustrato energético más abundante del cuerpo humano. Podemos obtener energía para funciones vitales a partir de la grasa, y a partir de la proteína, directamente o a través de su transformación en otros sustratos energéticos. De hecho, durante el ayuno, los CC con la fuente principal de energía.

Flexibilidad metabólica, el secreto de adaptación al ayuno

Ya vimos cómo el metabolismo no es estático o constante; siendo capaz de privilegiar el uso de uno u otro combustible según el estado o contexto energético (fed Vs. fasted states).

Es precisamente este marcado dinamismo lo que nos permite que, al atravesar un ayuno prolongado, podamos fácilmente pasar de un estado energético dependiente principalmente de glucosa a un estado energético dependiente principalmente de ácidos grasos y CC.

A esta elasticidad del cuerpo, se le conoce como «flexibilidad metabólica» y es muy importante, en tanto que permite evitar dos sucesos indeseables en la vida de los seres vivos durante el ayuno, como veremos a continuación. Así, la flexibilidad metabólica:

1. Evita la degradación del tejido muscular (Carlson et al., 1994).
2. Disminuye los efectos de la producción de ROS y AGEs, ya que habrá momentos en los que prevalezcan los CC, los cuales tienen importantes propiedades antioxidantes y antiinflamatorias (Haces et al., 2008).

Si la glucosa fuese el sustrato energético principal o único en estados de ayuno, rápidamente se degradarian nuestros músculos, el tejido adiposo se consumiría y se generaría un exceso de ROS y AGEs, con lo que nos sería fácil encontrar una muerte temprana por fallo cardiaco y convulsiones. Sin embargo, y  gracias a que en el estado de ayuno los CC prevalecen como fuente principal de energía y que la glucosa y los ácidos grasos son fuentes secundarias de energía para algunos tejidos, lo anterior no ocurre.

Recapitulando: La flexibilidad metabólica nos permite atravesar “sequías energéticas” aminorando la degradación muscular y la producción de ROS y AGEs.

El ayuno nutricional y los cuerpos cetónicos como combustible natural del cuerpo

No deja de ser inquietante la idea que destaca en la mayoría de miembros de la comunidad médica mundial, de que el aumento de CC en el cuerpo sea peligroso e indeseable.

Esto, por lo general, surge de la preocupación con pacientes diabéticos tipo 1, en los cuales a través de un proceso patológico (nótese el énfasis en la palabra “patológico», que dista mucho de los acontecimientos normales, de carácter fisiológico), unas concentraciones anormalmente elevadas de CC en sangre conviven con glucemia extremadamente alta. Este proceso conocido como cetoacidosis diabética es potencialmente mortal.

El estado fisiológico de cetosis aumentada, que se logra a partir del ayuno o una dieta baja en carbohidratos no es un estado en el que la glucosa se encuentre disparada por encima de valores normales. Además, las concentraciones de CC son muy inferiores a las que se pueden medir en un estado de cetoacidosis diabética.

Muchos parecen ignorar que los CC son moléculas inherentes del ser humano, propias de su biología y metabolismo normal. De hecho, en el nacimiento, todos tenemos niveles elevados de CC en sangre, que empiezan a decaer una vez iniciamos el consumo de carbohidratos (Anday et al., 1981).

Ben Bikman, PhD, profesor de la universidad Brigham Young en Utah, es sin duda alguna una de las personalidades más reconocidas en lo que respecta a la insulina, el metabolismo de la glucosa y los CC como fuente de energía. Es común escuchar como el Dr. Bikman llama a la alimentación baja en carbohidratos «un ayuno nutricional».

Ciertamente es un buen término ya que la alimentación baja en carbohidratos simula en algunos aspectos al estado de ayuno, en tanto que permite una normalización de la segregación de la insulina y una prevalencia de CC en la circulación.

Precisamente, dado que las dietas muy bajas en carbohidratos (que en inglés se abrevian como VLCD, very low carb diet), favorecen la síntesis de CC o «cetogénesis», elevando su concentración en sangre, es que son conocidas como «dietas cetogénicas» (Hartman and Vining, 2004).

Así, la cetogénesis, como bien se puede inferir por su nombre, es el proceso por el cual el cuerpo sintetiza CC.  Y como lo hemos visto a lo largo de este artículo, este proceso aumenta, especialmente, al interrumpir el aporte de glucosa exógena a nuestro organismo. Y de forma gradual, nuestro cuerpo comienza a utilizar los CC como fuente primaria de energía. 

Algunos órganos y tejidos, sin embargo, sólo disminuyen su consumo de glucosa a medida que empiezan a recibir más CC como fuentes de energía, cuando no hay grandes suministros de glucosa a partir de la dieta. La que aún necesitan, la obtienen a partir de la GNG y en el segundo artículo de esta serie, veremos cómo el cerebro distribuye sus necesidades energéticas entre glucosa y CC en este contexto.

Recapitulando: La cetogénesis es un proceso innato del cuerpo que se acelera en el estado de ayuno absoluto y en un ayuno nutricional, término con el cual a menudo se alude a una alimentación baja en carbohidratos por su capacidad de incrementar CC en circulación.

Conclusión

Durante muchos años se ha considerado y dado por buena la idea de que una dieta rica en carbohidratos era la única opción posible o saludable. Este malentendido, aunque tiene múltiples orígenes, nace en parte de obviar la flexibilidad metabólica y la capacidad de nuestro metabolismo para usar otros sustratos energéticos incluso menos oxidantes que la glucosa.

Como hemos visto, nuestro cuerpo sabe y puede adaptarse sin problemas a situaciones de largos ayunos, así como situaciones de carencia de glucosa y otros carbohidratos a partir de la dieta.

Dicen que las comparaciones son odiosas. Y la comparación de un estado fisiológico, donde los CC han aumentado como consecuencia de la dieta o el ayuno, con una cetoacidosis patológica (consecuencia de una enfermedad) ha sido otro de los factores que han llevado a demonizar las dietas bajas en carbohidratos.

Sin embargo, hemos visto la enorme ventaja que supone la grasa frente a los carbohidratos en lo que a almacenamiento y obtención de energía se refiere. Tenemos una capacidad prácticamente ilimitada de almacenar energía en forma de grasa, que nos permitirá sobrevivir a largos periodos de ayuno y/o déficits energéticos. Estamos hablando de meses según individuo, frente a la capacidad terriblemente limitada de almacenar energía en forma de glúcidos. De hecho, si dependiésemos exclusivamente de ellos, no podríamos sobrevivir más que a unos pocos días de ayuno.

Es especialmente interesante la perspectiva evolutiva en este tema, al punto de hoy llamar a la alimentación baja en carbohidratos un ayuno nutricional, dado que ahora comprendemos la importancia de nuestra capacidad de reservar energía en forma de lípidos. Un profesor de la universidad nos solía decir: “la naturaleza no ha sabido, no ha querido o no ha podido”, en este caso, hacernos exclusivamente dependientes de los carbohidratos.

Como siempre, estaremos atentos a sus comentarios, mientras amablemente les invitamos a visitar las demás partes de esta serie.



Autoría: Equipo NLC