Cetosis 101
El término 101 se utiliza para mostrar los conocimientos más básicos sobre un tema y en este post lo hablaré sobre los fundamentos del concepto de cetosis.
La cetosis es un estado metabólico donde se usa la grasa como fuente de energía principal que se activa cuando la insulina en sangre se encuentra baja.
La insulina es una hormona liberada por el páncreas en respuesta a la presencia de glucosa en la sangre. Después de comer, los carbohidratos de la comida (frutas, verduras, legumbres, harinas, etc.) se descomponen y la glucosa entra en el torrente sanguíneo a través del revestimiento del intestino delgado.
La insulina permite el transporte a las células de la glucosa necesaria para la producción de energía inmediatamente o almacenarla en el hígado y músculo en forma de glucógeno. Cualquier exceso se convierte en grasa para un almacenamiento a largo plazo.
La cetosis se consigue con un ayuno prolongado o con una ingesta baja de hidratos de carbono, o combinando ambas.
Todas las personas podemos entrar en cierto estado de cetosis a lo largo del día de forma sencilla. Por ejemplo, cuando dormimos estamos ayunando de forma natural durante las horas de sueño hasta que desayunamos.
Si dejamos dos horas desde que cenamos hasta que nos acostamos, dormimos entre siete y ocho horas, y esperamos una hora desde que nos despertamos hasta que desayunáramos, estaríamos ayunando de forma natural entre diez y once horas.
Durante esas horas, nuestros niveles de insulina en sangre habrán bajado pues no habremos ingerido ningún hidrato de carbono y habremos entrado en cierta cetosis.
También podría activarse cierta cetosis entre comidas a lo largo del día si éstas no fueran muy seguidas ni con altas cargas de hidratos de carbono.
El problema del estilo de alimentación occidental actual es que está basado en un elevado consumo de hidratos de carbono cada pocas horas, evitando entrar y mantener este estado de cetosis debido a los elevados niveles de insulina a lo largo del día.
El cerebro y sus fuentes de energía
El cerebro es el órgano que mas consumo energético requiere, necesita un flujo sanguíneo continuo que abastezca de oxígeno y energía las diferentes regiones cerebrales, de acuerdo con el nivel de actividad neuronal y no es capaz de consumir ácidos grasos ya que éstos no pueden cruzar la barrera hematoencefálica que protege la entrada al cerebro.
En estado basal, el cerebro puede consumir unas 400 kcal al día (un 20% del gasto energético total para un adulto que consume 2.000 kcal) para procesos involuntarios que son vitales para la supervivencia como la respiración, la regulación de la temperatura corporal, la activación y mantenimiento de las células nerviosas, etc. pero este gasto varía en función de las actividades que realice.
El cerebro puede usar dos fuentes principales de energía, la glucosa y las cetonas, aunque mucha gente es glucodependiente.
La glucosa
Es posible que hayas escuchado aquello de que tenemos que tomar hidratos de carbono para que nuestro cerebro funcione pues se alimenta de glucosa.
Esto es cierto en parte.
El cerebro necesita siempre cierta cantidad de glucosa para el desarrollo de sus funciones neuronales pero no tiene por qué ser suministrada a través de la dieta.
Me explico.
En un contexto donde la alimentación es alta o moderada en hidratos de carbono, la principal fuente de energía del cerebro será la glucosa. En ese contexto de glucosa abundante es la fuente preferida por el cuerpo.
Pero no es porque la glucosa sea la única fuente de energía posible, esto no tiene sentido desde el punto de vista evolutivo, sino porque es la fuente de energía posible bajo ese tipo de alimentación debido a que difícilmente se entra en estado de cetosis para usar las grasas como fuente de energía principal.
Al estar comiendo continuamente a lo largo del día y con cargas altas de hidratos de carbono en cada comida, nuestro torrente sanguíneo está inundado de glucosa continuamente y el cerebro se sirve de la glucosa como fuente de energía.
En esas circunstancias, el cerebro necesita unos 110-150 gramos de glucosa al día para la función neuronal.
Nuestro hígado puede almacenar en torno a 150 gramos de glucógeno que puede descomponerse en glucosa y ser liberada en el torrente sanguíneo según las necesidades de energía, manteniendo la concentración de glucosa en sangre en valores normales durante 12 a 16 horas en caso de ayuno.
Con esta pequeña cantidad de glucógeno almacenada, ¿qué pasaría si dejáramos de ingerir hidratos de carbono y nuestras reservas hepáticas se terminaran transcurrido ese tiempo?
Desde el punto de vista evolutivo, ¿podría ser posible que el cerebro sólo dependiera de la glucosa transformada a partir de los hidratos de carbono ingeridos y almacenados en pequeña cantidad en nuestro hígado?
¿Nuestros ancestros comían hidratos de carbono cada día para vivir?
La liberación de glucosa por el hígado se hace en un contexto donde la glucosa en sangre empieza a descender debido a que no existe aporte externo y con ello la insulina.
Nuestro páncreas empieza a liberar glucagón, la hormona reversa a la insulina que permite liberar las reservas de glucógeno almacenadas en el hígado a la sangre y empezar a liberar grasa almacenada del tejido adiposo a la sangre en forma de ácidos grasos libres.
La presencia de glucagón permite en dos procesos metabólicos que en presencia de insulina abundante no serían posibles; la gluconeogénesis y la cetogénesis.
La gluconeogénesis es un proceso mediante el cual nuestro hígado sintetiza nueva glucosa a partir de aminoácidos glucogénicos, glicerol, piruvato, y lactato durante los periodos de baja glucosa en sangre, esto es, en ayuno y dietas bajas en hidratos de carbono.
Con esta síntesis se mantiene una concentración mínima de glucosa en sangre al gastar las reservas de glucógeno hepático y la imposibilidad de liberar más glucosa por parte del hígado al torrente sanguineo.Se activa la cetogénesis en las mitocondrias de las células hepáticas, y en menor medida de los riñones, y se empieza a producir cuerpos cetónicos gradualmente a partir de la grasa ingerida y la almacenada en nuestro tejido adiposo.
La gluconeogénesis disminuye y se estabiliza a medida que los cuerpos cetónicos pasan a formar parte de la principal fuente de energía del cerebro con el paso del los días y el hígado produce la cantidad de glucosa necesaria para satisfacer el resto.
Los cuerpos cetónicos
En la sangre coexisten en diferentes concentraciones tres tipos de cuerpos cetónicos; acetoacetato (AcAc), betaHidroxibutirato (BHB) y acetona.
Los dos primeros son ácidos y tienen funciones energéticas y la acetona es una cetona eliminada a través de la orina y de la respiración, de ahí el característico olor en el aliento al ser expulsada y por qué podemos medir las cetonas con un medidor de aliento o con una tira reactiva en la orina.
Una característica importante del acetoacetato y beta-Hidroxibutirato es la capacidad de atravesar la barrera hematoencefálica, es decir, penetran en el cerebro y de esta forma se encuentran a disposición de las células nerviosas para utilizarlos como sustrato energético en lugar de glucosa.
El beta-Hidroxibutirato es el que se encuentra en mayor porcentaje, pudiendo llegar a suponer hasta el 80% del total de cuerpos cetónicos de nuestra sangre.
En una futura entrada hablaré sobre la keto adaptación, término acuñado por el doctor Steve Phinney en la década de 1980 para referirse al mantenimiento de un estado de cetosis en el tiempo, donde la principal fuente de energía para el cerebro son los cuerpos cetónicos.
Resumen
Al reducir o restringir los hidratos de carbono en la dieta, se reduce la glucosa en sangre y la insulina.
El hígado tiene un pequeño almacén de glucógeno que puede convertir a glucosa para mantener un nivel adecuado de glucosa en sangre durante unas pocas horas.
Al agotarse este almacén, se inician una serie de señales hormonales entre las que se encuentra el aumento de glucagón que permite liberar ácidos grasos libres del tejido adiposo al torrente sanguíneo.
Estos ácidos grasos libres se convierten en cuerpos cetónicos en el hígado y en menor medida en los riñones y pasan al torrente sanguíneo en un proceso llamado cetogénesis.
Los cuerpos cetónicos sirven de combustible al cerebro para producir energía. En realidad, únicamente dos cuerpos cetónicos sirven como sustrato energético; el acetoacetato (AcAc) y el betaHidroxibutirato, siendo éste ultimo el que mayor presencia tiene.
El cerebro necesita siempre cierto aporte de glucosa. En caso de un bajo nivel en el torrente sanguíneo y el agotamiento de las reservas de glucógeno hepático puede ser producida por el hígado en un proceso llamado gluconeogénesis.
Con el paso de los días y las semanas, los cuerpos cetónicos pasan a ser el principal combustible del cerebro y el aporte restante de glucosa requerido es producido por el hígado.
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