01. Estado Nutricional

Los nutrimentos que el organismo utiliza para mantener su condición nutricional se obtienen a partir del tubo digestivo por medio de la ingesta de alimentos o, en algunos casos, por medio de alimentaciones líquidas que se administran de manera directa en el tubo gastrointestinal mediante una sonda sintética (es decir, alimentaciones por sonda). La excepción ocurre en personas con ciertas enfermedades en las que se omite el paso por el tubo digestivo y los nutrimentos se infunden de manera directa al sistema circulatorio. Una vez dentro del organismo, los nutrimentos se utilizan para obtener energía o como bloques de construcción para el crecimiento y la reparación de los tejidos.

Cuando existe un exceso de nutrimentos, con frecuencia se almacenan para utilizarse en el futuro. Silos nutrimentos requeridos no están disponibles, el organismo se adapta mediante la conservación y la utilización de sus reservas de nutrimentos.

Metabolismo energético

La energía se cuantifica en unidades de calor denominadas calorías. Una caloría, palabra que se escribe con «c» minúscula y también se denomina caloría gramo, es la cantidad de calor o energía que se requieren para elevar 1 °C la temperatura de 1 g de agua. Una kilocaloría (kcal) o gran Caloría, que es equivalente a 1.000 calorías, es la cantidad de energía que se necesita para elevar 1 g centígrado la temperatura de 1 kg de agua. Puesto que una caloría gramo es tan pequeña, la kilocaloría o gran caloría, que se escribe con «C» mayúscula, se utiliza con frecuencia al hablar sobre el metabolismo energético. La oxidación de las proteínas aporta 4 kcal/g; la de las grasas, 9 kcal/g; la de carbohidratos, 4 kcal/g; y la del alcohol, 7 kcal/g.

El metabolismo es un proceso organizado en el que los nutrimentos, como carbohidratos, grasas y proteínas, se degradan, transforman o convierten por otros medios en energía celular. El proceso del metabolismo es único en el sentido de que permite la liberación continua de energía, y acopla esta energía al desempeño fisiológico. Por ejemplo, la energía que se utiliza para la contracción muscular deriva en gran medida de fuentes energéticas que se encuentran almacenadas en las células musculares y luego se liberan al tiempo que el músculo se contrae. Puesto que la mayor parte de las fuentes energéticas del humano proviene de los alimentos que se consumen, la capacidad para almacenar energía y controlar su liberación es importante.

Anabolismo y catabolismo

Existen 2 fases del metabolismo: anabolismo y catabolismo.

El anabolismo es la fase de almacenamiento metabólico y de síntesis de constituyentes celulares, no provee energía al organismo; requiere energía.

El catabolismo implica la degradación de moléculas complejas para obtener sustancias que pueden utilizarse en la producción de energía.

Los productos intermedios químicos para el anabolismo y el catabolismo se denominan metabolitos (ej. el ácido láctico es un metabolito que se obtiene cuando la glucosa se degrada en ausencia de oxígeno). Tanto el anabolismo como el catabolismo se catalizan por medio de sistemas enzimáticos ubicados en las células corporales. Un sustrato es una sustancia sobre la cual actúa una enzima. Los sistemas enzimáticos transforman de manera selectiva los sustratos combustible en energía celular, y facilitan la utilización de la energía en el proceso de ensamblaje de moléculas para obtener sustratos energéticos y formas para el almacenamiento de energía.

Puesto que la energía corporal no puede almacenarse como calor, los procesos celulares oxidativos que liberan energía son reacciones de baja temperatura que convierten a los componentes de los alimentos en energía química, capaz de almacenarse o disiparse. El cuerpo humano transforma a los carbohidratos, grasas y proteínas en un compuesto intermedio, el trifosfato de adenosina (ATP). Al ATP se le llama el capital de energía de la célula debido a que casi todas las células corporales lo almacenan y utilizan como fuente de energía.

Los eventos metabólicos implicados en la síntesis del ATP permiten que se almacene, utilice y recupere la energía celular. Sin embargo, en ciertas circunstancias la disminución de la eficiencia metabólica puede incrementar el gasto energético; un desacoplamiento de la síntesis del ATP en las mitocondrias da origen a una pérdida de energía que se libera como calor. Este proceso puede tener relevancia en la obesidad (mientras mayor es la cantidad de energía «se gasta» a manera de calor, menor es la ganancia ponderal), pero también es importante para mantener el calor corporal en los neonatos. Esto se debe a que la grasa parda que se encuentra en mayor proporción en los neonatos es mucho menos eficiente para generar ATP que la grasa blanca, lo que da origen a un incremento de producción de calor.

Almacenamiento de energía

Tejido adiposo

Más del 90% de la energía corporal se almacena en el tejido adiposo del organismo. Los adipocitos, o células lipídicas, se encuentran aislados o en grupos pequeños en el tejido conectivo laxo. En muchas partes del organismo, dan acolchonamiento a órganos corporales, como a los riñones.

Además de grupos diseminados de adipocitos, existen regiones completas de tejido adiposo destinadas para el almacenamiento de grasa. De manera colectiva, las células adiposas constituyen un gran órgano corporal que tiene actividad metabólica para la captación, síntesis, almacenamiento y movilización de los lípidos, que son la fuente principal de combustible acumulado en el organismo.

Algunos tejidos, como los hepatocitos, son capaces de almacenar pequeñas cantidades de lípidos, pero cuando éstos se acumulan (fenómeno denominado deposición ectópica, como en el caso del hígado graso) comienzan a interferir con la función celular normal. El tejido adiposo no sólo funge como sitio de almacenamiento para los combustibles corporales, si no que provee aislamiento al organismo, llena los huecos corporales y protege a los órganos.

Estudios de laboratorio realizados en adipocitos han demostrado que las células con diferenciación completa no se dividen. A pesar de esto, tales células tienen un tiempo de vida prolongado, y cualquier persona que nace con grandes cantidades de adipocitos corre el riesgo de desarrollar obesidad. Algunos adipocitos inmaduros (denominados preadipocitos) con capacidad para dividirse se encuentran presentes en la vida posnatal. La deposición de grasas puede derivar de la proliferación de estos adipocitos inmaduros. Algunos medicamentos también pueden tener un efecto importante sobre el número de células adiposas. Los fármacos hipoglucemiantes de la clase de las tiazolidinedionas pueden estimular también la formación de adipocitos nuevos a partir de los preadipocitos, lo que permite una captación mayor de glucosa en estas células (y su almacenamiento como grasa) y da origen a la reducción deseada de la glucemia a expensas de una ganancia corporal indeseable. En contraste, algunos medicamentos pueden inducir la pérdida de las células adiposas, lo que desencadena lipodistrofia. Esto ocurre en la lipodistrofia que se observa en personas con infección por el virus del inmunodeficiencia humana (VIH) que reciben tratamiento con tratamiento antirretroviral con actividad alta. El mecanismo de la pérdida de grasa se desconoce. Sin embargo, puede deberse a un aumento de la muerte celular programada en los adipocitos (es decir, aumento de la apoptosis).

Existen 2 tipos de tejido adiposo: la grasa blanca y la grasa parda. La grasa blanca, que a pesar de su nombre tiene un color cremoso o amarillo, es la variante con mayor prevalencia de tejido adiposo en la vida posnatal. Constituye del 10% al 20% del peso corporal en los varones adultos, y del 15% al 25% en las mujeres adultas. A la temperatura corporal, el contenido lipídico de los adipocitos se conserva como aceite. Está conformado por triglicéridos, que son 3 moléculas de ácidos grasos esterificados a una molécula de glicerol. Los triglicéridos, que no contienen agua, cuentan con el contenido calórico más alto de todos los nutrimentos y son una forma eficiente de almacenamiento de energía. Los adipocitos sintetizan triglicéridos, la forma principal para el almacenamiento de grasas, a partir de las grasas y los carbohidratos de la dieta. Se requiere insulina para el transporte de la glucosa hacia el interior de las células adiposas. Cuando el consumo de calorías se restringe por cualquier razón, los triglicéridos de los adipocitos se degradan, y se liberan ácidos grasos y glicerol que se emplean, como fuentes de energía.

La grasa parda difiere de la grasa blanca desde la perspectiva de su capacidad termogénica o su habilidad para producir calor. La grasa parda se identifica ante todo durante el período temprano de vida neonatal en el humano y en los animales que hibernan. La función principal de la grasa parda es generar calor en los animales o los humanos que no presentan tiriteo, y contiene una concentración más alta de mitocondrias especializadas que permiten este proceso. En el humano, la grasa parda disminuye con la edad, pero sigue siendo detectable incluso en la sexta década de la vida. Esta pequeña cantidad de grasa parda tiene un efecto mínimo sobre el gasto energético.

Tejido adiposo como órgano endocrino

El tejido adiposo se reconoce ahora como un órgano endocrino y paracrino que secreta distintos factores importantes. Estos factores se denominan adipocinas, y entre ellos se encuentran la leptina, ciertas citocinas (ej. factor de necrosis tumoral -α [FNT-α]), factores de crecimiento y adiponectina (relevante en la resistencia a la insulina). La figura 47-1 identifica muchas de las sustancias producidas en el tejido adiposo.

El descubrimiento de la leptina (de la palabra griega que significa «delgado»), un péptido que se libera a partir de los adipocitos, condujo a un interés renovado en el tejido adiposo y en su papel en la homeostasis energética. Estudios recientes sugieren que la leptina actúa en el hipotálamo para disminuir el consumo de alimentos y aumentar el gasto energético promedio de un incremento de la termogénesis y de la actividad del sistema nervioso simpático. La leptina también participa en el metabolismo de la glucosa, en la maduración sexual normal y la reproducción, y tiene interacciones con los ejes hipotálamo-hipófisis-suprarrenal, -tiroidal y -hormonal del crecimiento.

La leptina actúa al unirse y activar a receptores específicos que se distribuyen en varios tejidos periféricos y en muchas áreas del cerebro, lo que incluye regiones específicas del hipotálamo. Se sabe que los receptores en estas regiones hipotalámicas participan en el apetito, el consumo dealimentos, la actividad del sistema nervioso simpático, la regulación de la temperatura y la liberación de insulina a partir de las células β del páncreas. Las concentraciones de leptina tienden a incrementarse después del consumo de alimentos y caen durante el ayuno. El tejido adiposo señala al cerebro por medio de la leptina que se ha alcanzado un almacenamiento suficiente de calorías y que no es necesario el consumo adicional de alimentos. La resistencia a la leptina o la incapacidad para responder a concentraciones altas de la misma pueden tener como consecuencia la obesidad.

Gasto energético

El gasto de la energía corporal deriva de 5 mecanismos de producción de calor (es decir, termogénesis): tasa metabólica basal o equivalente energético en reposo, termogénesis inducida por la alimentación, termogénesis inducida por el ejercicio, termogénesis por la actividad distinta al ejercicio y termogénesis en respuesta a los cambios de las condiciones ambientales. La cantidad de energía que se utiliza varía según la edad, el tamaño corporal, la tasa de crecimiento y la condición de salud.

Tasa metabólica basal

La tasa de metabolismo basal (TMB) hace referencia a las reacciones químicas que ocurren cuando el organismo se encuentra en reposo. Estas reacciones son necesarias para aportar energía para el mantenimiento de la temperatura corporal normal, la función cardiovascular y la respiratoria, el tono muscular, y otras actividades esenciales de los tejidos y las células en el cuerpo en reposo. La TMB determina entre el 50% y el 70% de los requerimientos energéticos. La TMB se cuantifica utilizando un instrumento denominado calorímetro indirecto, que cuantifica la tasa de consumo de oxígeno de la persona. El consumo de oxígeno se mide en condiciones basales: después de dormir toda una noche, después de por lo menos 12 h sin alimentos, después de mantenerse sin actividad extenuante durante 1 h, y mientras la persona se encuentra en vigilia y reposo en una habitación cálida y confortable. La TMB se calcula entonces en función de las calorías por hora, y de ordinario tiene un promedio aproximado de 65 cal/h a 70 cal/h en un varón promedio de 70 kg. Las mujeres en general tienen una TMB entre el 5% y el 10% menor que los varones, como consecuencia de su porcentaje más alto de tejido adiposo. Si bien gran parte de la TMB deriva de actividades esenciales en el sistema nervioso central, los riñones y otros órganos corporales, las variaciones de la TMB entre distintas personas se relacionan en gran medida con la masa del músculo esquelético y el tamaño corporal. En condiciones de reposo normales, el músculo esquelético es responsable de entre el 20 y el 30% de la TMB. Por esta razón, la TMB generalmente se corrige con base en el tamaño corporal, al expresarla como calorías por hora por metro cuadrado de superficie corporal. Los factores que afectan a la TMB son edad, sexo, estado físico y embarazo. Con el envejecimiento se presenta un descenso progresivo de la TMB normal, y tiene probabilidad de vincularse con la pérdida de la masa muscular y su sustitución por tejido adiposo. La TMB puede utilizarse para predecir los requerimientos calóricos para la nutrición de mantenimiento.

El equivalente energético en reposo (EER) se utiliza para predecir el gasto energético. La forma más precisa para determinar el EER es mediante calorimetría indirecta. Sin embargo, esto es costoso y se requiere personal entrenado. Al multiplicar el EER por un factor de 1,2 suele ser posible predecir de manera adecuada los requerimientos calóricos para la nutrición de mantenimiento cuando la persona se encuentre saludable. Un factor de 1,5 suele revelar los nutrimentos necesarios para los períodos de repleción y los procesos patológicos, como la neumonía, las fracturas de huesos largos, el cáncer, la peritonitis y la recuperación de la mayor parte de las cirugías.

Termogénesis inducida por la alimentación y el ejercicio

La termogénesis inducida por la alimentación, o efecto térmico de los alimentos, describe la energía que utiliza el organismo para la digestión, la absorción y la asimilación de alimentos después de su ingesta. Se trata de energía utilizada sobre y por encima del valor calórico de los alimentos, y corresponde a cerca del 8% de las calorías totales gastadas. Cuando el alimento se consume, la tasa metabólica aumenta y luego recupera la normalidad en unas cuantas horas. La ingesta de una comida rica en proteínas incrementa la tasa metabólica normal en grado más significativo, hasta por el 30%, y el fenómeno persiste entre 3 h y 12 h. A esto se denomina acción dinámica específica de la proteína.

El tipo de actividad, el período de participación, el peso y la condición física de la persona determinan la cantidad de energía que se invierte para la actividad física. Los incrementos más significativos en la tasa metabólica derivan de la actividad extenuante.

Termogénesis de la actividad distinta al ejercicio

El gasto energético también puede afectarse al aumentar la termogénesis relacionada con la actividad distinta al ejercicio (TADE). La TADE incluye la energía que se invierte en el mantenimiento de la postura y en actividades como el movimiento constante de alguna parte corporal. Normalmente, la TADE corresponde al 7% del gasto energético diario. Sin embargo, esto puede variar desde el 15% de la energía diaria total en personas muy sedentarias hasta el 50% o más en quienes tienen más actividad. Porcentajes más bajos de TADE pueden relacionarse con una propensión a la ganancia ponderal. Las personas con aumento de la TADE tienen menos ganancia ponderal que quienes muestran disminución de la TADE.

Termogénesis relacionada con el ambiente

El tiriteo en respuesta al frío también produce calor por medio del aumento de la actividad muscular.

La termogénesis que no se relaciona con el tiriteo ocurre también en respuesta a la tensión producida por el frío, y deriva de la activación del sistema nervioso simpático, con liberación de noradrenalina y adrenalina, que inducen un aumento de la actividad metabólica. La estimulación simpática también puede hacer que la grasa parda produzca calor.

Estudios recientes demostraron que las personas obesas con consumo calórico excesivo persistente tienen aumento de la actividad simpática. En tanto el mecanismo preciso se desconoce, esto parece ser desencadenado en parte por la leptina y el resultado es el incremento de la termogénesis. Este aumento de la producción energética puede ayudar a limitar la cantidad de peso que se gana. Si bien resulta claro que no es suficiente para detener o revertir el proceso de ganancia ponderal por completo, pudiera contribuir a la velocidad de ganancia ponderal o la estabilización del sobrepeso en cierto punto.