​Cuerpos cetónicos y dietas cetogénicas

Cuerpos cetónicos y dietas cetogénicas

Comprendiendo su relación con el ayuno y el ejercicio

Jorge Roig (diciembre de 2017)

La importancia del ciclo de Krebs en el metabolismo oxidativo obliga, casi sin cuestionamientos, a comprender de él pasos fundamentales que involucran no solo la resíntesis de ATP, también indirectamente la constitución de cuerpos cetónicos (KB) dado que además se crean en el interior mitocondrial.
Para comenzar debe recordarse que el ciclo de Krebs está garantizado en su funcionamiento al formarse Citrato (CT), metabolito resultante de la condensación del Oxalo-Acetato (OXA) con una molécula de Acetil-coA (ACOA) (OXA + ACOA = CT). Interesantemente acá, y para tener presente, es que tanto la glucosa como un ácido graso aportan ACOA al referido ciclo, lo que aclara perfectamente que ambos macronutrientes garantizan la resíntesis mitocondrial de ATP.
Un punto importante para comprender la formación de KB es que el piruvato (poseedor de 3 carbonos), por acción de la enzima piruvato-carboxilasa, se transforma en OXA (4 carbonos), paso fundamental para asegurar que el CT (6 carbonos) se produzca, ya que como vimos esta molécula se asocia a una de ACOA (2 carbonos) y logra así su condensación (OXA(4C) + ACOA (2C) = CT (6C)).
Analizar qué acontece cuando hay escases de glucosa en la célula resulta bastante clarificador para el análisis fisiológico y bioquímico, porque es sabido que ante esta situación concreta se observa una oferta crecida de lípidos a la mitocondria, pero pobre en piruvato limitando tanto el aporte de OXA (si se carboxila) como de ACOA (si se descarboxila), todo lo cual redunda en una alteración funcional de la vía mitocondrial si algo no garantiza el rendimiento normal de la organela.
Si observamos la situación de ayuno, allí se aprecia un aporte elevado de ácidos grasos a la mitocondria, pero ello acabará por mostrar un dominante número de moléculas de ACOA como consecuencia de una elevada beta oxidación (BO). Y esto que pareciera ser una condición deseable en casos puntuales como en la obesidad a la hora de perder grasas, en verdad no necesariamente lo es, porque la BO fragmenta a los ácidos grasos en moléculas de ACOA pero estos no pueden vincularse con el OXA al ritmo que se van formando. El resultado es un sobrante significativo de estas moléculas, lo que acaba por generar la condensación de dos ACOA y ello originar la denominada Acetoacetil-CoA. Justamente esta es precursora de uno de los KB, el acetoacetato (AcAc), el que puede dar origen a los dos restantes KB conocidos, la acetona y el B-hidroxibutirato.
Tal como fue largamente demostrado, luego de unos pocos días de ayuno o bien de una dieta muy pobre de carbohidratos (20g/día o menos), las reservas glucogénicas del organismo se vuelven altamente escasas para garantizar el aporte de OXA para la oxidación de ácidos grasos en el ciclo de Krebs. Pero además también se mostrarán insuficientes para el suministro de glucosa al sistema nervioso central (SNC)(Owen O.E. Ketone bodies as a fuel for the brain during starvation. Biochem. Mol. Biol. Educ. 2005). En esta condición, y dado que el SNC se nutre especialmente de glucosa, al cabo de más o menos una semana él se adapta para su mantenimiento a partir del consumo de los KB como recurso energético.
Vale tener en consideración que el principal sitio de formación de estos metabolitos es la matriz mitocondrial de las células hepáticas, pero dado a que estas se presentan carentes de la enzima que convierte el acetoacetato en Acetoacetil-CoA, la 3-cetoacil-CoA transferasa, el mismo saldrá a la circulación y acabará siendo utilizado por el tejido muscular y el cardíaco principalmente.
Aun admitiendo que las dietas cetogénicas pudieran ser eficaces en la pérdida de tejido graso, no son pocos los trabajos que han planteado ciertos reparos. En este aspecto, Feinman y colegas afirman que el uso de proteínas como recurso energético obligado en las dietas cetogénicas es un proceso de alto costo para el organismo. En línea con lo anterior, se afirma que el 16% de la energía necesaria para la sobrevivencia se obtiene de glicerol, pero la mayor parte del resto de dichas necesidades energéticas proviene de la gluconeogénesis a partir de las proteínas, sean ellas de origen dietético o tisular, representado esta última de la que proveen los músculos (Westerterp-Plantenga M.S., et al. Dietary protein, weight loss, and weight maintenance. Annu. Rev. Nutr. 2009).
Recientes trabajos han aportado datos muy interesantes asociados a las estrategias dietarias basadas en un aporte reducido de carbohidratos. En este sentido, Paoli y colegas afirman que una dieta muy baja en carbohidratos pero con una cantidad de proteínas elevada, de entre 1,2 y 1,5g/kg peso corporal, es una opción mejor que garantiza el sostenimiento proteico conveniente para el organismo, no afectando el rendimiento físico en el territorio de la fuerza. A pesar de estas propuestas, es de destacar que los autores advierten que dada la alta exigencia de los deportistas que participaron en su estudio, ellos les aportaron en la fase cetogénica del trabajo 2,8g de proteína/kg/PC por día a los fines de garantizar la pérdida que se daría por combustión energética de dicho macronutriente (Paoli A, et al. Ketogenic diet does not affect strength performance in elite artistic gymnasts. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2012).
En el mismo sentido que Paoli, Phinney afirma que para mantener la masa muscular se requiere una ingesta proteica de entre 1,2 y1,7g/kg/PC por día (Phinney SD. Ketogenic diets and physical performance. Nutr Metab (Lond) 2004). Y Davis ya hace un tiempo advertía que una dieta en las cuales existía un aporte de proteínas inferior a 1,2g de proteínas/kg PC afectaba fuertemente el rendimiento, tanto en deportes metabólicos aeróbicos como no aeróbicos (Davis PG, Phinney SD. Differential effects of two very low calorie diets on aerobic and anaerobic performance. Int J Obes. 1990)
Para quienes destacan que nuestros antepasados estuvieron necesariamente obligados a pasar largos períodos sin ingestión de alimentos y en esas condiciones fue una forma de dieta cetogénica la que garantizó la sobrevivencia de la especie, es para tener presente lo que Eaton y colegas sostienen al respecto. Estos investigadores afirman, textualmente, que en los humanos ancestrales, la proteína proporcionó alrededor del 30% de la ingesta de energía diaria, lo que corresponde a un consumo de aproximadamente 3g/kg por día para una persona de 70 kg que ingiere 3000 kcal/d (Eaton SB, et al.. Evolution, body composition, insulin receptor competition, and insulin resistance. Prev Med. 2009).
Para ir concluyendo, debe comprenderse que durante el inicio de un ayuno de alrededor de 4 días, el aporte de glucosa al SNC es garantizado por la descomposición del tejido muscular aportando aminoácidos al hígado para la gluconeogénesis. En la fase siguiente (a la semana, aproximadamente), los cuerpos cetónicos garantizan el aporte energético, lo que finalmente acaba por “ahorrar músculo”, pero no posibilita su crecimiento por entrenamiento (Noakes M, et al. Comparison of isocaloric very low carbohydrate/high saturated fat and high carbohydrate/low saturated fat diets on body composition and cardiovascular risk. Nutr Metab (Lond) 2006). Lo anterior es bastante comprensible, porque una hormona anabólica como la insulina estará deprimida y además la escases energética estimulará la vía de la AMPK.
Así las cosas, afirmar que las dietas cetogénicas dentro de la ejercitación corporal tienen un espacio bien ganado es, al menos, una aseveración de riesgo. Porque en verdad el aporte de glucosa al rendimiento muscular es una prioridad que el músculo no puede soslayar. Justamente por ello es que toda estrategia dietaria baja o muy baja en carbohidratos debe ser compensada con una suba muy importante en el aporte de proteínas. Ello garantizará dos cosas, el sostenimiento de la masa muscular y, no menos importante, el aporte elevado de aminoácidos para garantizar que se resintetice ATP.

Para reflexionar…