La flexibilidad metabólica es la capacidad de responder o adaptarse a cambios condicionales en la demanda metabólica. Este concepto complejo se ha expuesto para fundamentar la resistencia a la insulina y los mecanismos que rigen la selección de combustibles entre glucosa y ácidos grasos, destacando a su vez, la inflexibilidad metabólica característica en sujetos con obesidad y la diabetes tipo 2.
En el siguiente artículo, abordaremos en detalle el concepto de flexibilidad metabólica en base a lo que dice la literatura. Además, contextualizaremos el término en lo que refiere al ámbito patológico y la importancia del ejercicio físico.
¿Qué es la flexibilidad metabólica?
La flexibilidad metabólica se describe como la capacidad de un organismo para responder o adaptarse de acuerdo a la demanda metabólica o energética del momento.
Esta capacidad de adaptarse del metabolismo, se realiza mediante detección, tráfico, almacenamiento y utilización del sustrato, dependiendo a su vez, de la disponibilidad y los requisitos energéticos.
Por ejemplo, la flexibilidad metabólica es esencial para mantener el equilibrio energético en tiempos de exceso o restricción calórica, y en tiempos de baja o alta demanda de energía, como durante el ejercicio (1).
Estudios recientes sobre fisiología del ejercicio, han aportado mucho a identificar posibles mecanismos producidos ante una posible inflexibilidad metabólica, que de cierta forma, es muy característico en el uso o demanda del combustible en poblaciones con síndrome metabólico, obesidad y diabetes tipo II.
Como se sabe, existen múltiples factores que van a influir en la flexibilidad metabólica, como la composición de la dieta y la frecuencia de alimentación, el entrenamiento físico y el uso de compuestos farmacológicos (2).
¿De dónde surge el termino flexibilidad metabólica?
El concepto más común de flexibilidad metabólica, se propuso en un contexto de selección de combustibles posterior de la transición del ayuno a un estado de alimentación, principalmente el ayuno y su relación con la estimulación insulínica para explicar la resistencia a la insulina(3).
Por otro lado, Randle y colaboradores (1963), ya presentaban un principio para explicar la oxidación elevada de ácidos grasos y la oxidación reducida de glucosa subyacente a lo que seria resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2.
Luego se reconsideraron estos conceptos de inflexibilidad metabólica en la población diabética tipo II durante las condiciones post-absorción, ya que, se sabe que el músculo esquelético tiene una oxidación elevada de glucosa y una oxidación menor de ácidos grasos (5).
El término flexibilidad metabólica ha evolucionado para abarcar otras circunstancias metabólicas y tejidos, hoy se contextualiza más referido a una adaptabilidad fisiológica en base a un estado patológico y una demanda energética propia del ejercicio físico.
La importancia de la flexibilidad metabólica
El hígado, el tejido adiposo y el músculo gobiernan la flexibilidad metabólica sistémica y manejan la detección de nutrientes, la absorción, el transporte, el almacenamiento y el gasto energético mediante la comunicación a través de señales producidas por el sistema endocrino.
A nivel molecular, la flexibilidad metabólica depende de la configuración de las vías metabólicas, que están reguladas por enzimas especificas y factores de transcripción, muchos de los cuales interactúan estrechamente con las mitocondrias.
Sin embargo, como se explicó anteriormente, en un contexto patológico o característico de sedentarismo y mal nutrición, esta homeostasis en la que se encuentra el organismo se ve alterada por una demanda y consumo diferente de sustratos energéticos, lo que conlleva o puede conducir a largo plazo en resistencia a la insulina, síndrome metabólico, diabetes tipo II y obesidad (6).
Ejercicio físico y flexibilidad metabólica
El ejercicio físico es otra condición fisiológica que requiere flexibilidad metabólica para hacer coincidir la disponibilidad de combustible con los requerimientos metabólicos y satisfacer las demandas energéticas.
La duración e intensidad del ejercicio pueden influir profundamente en la demanda de energía, dependiendo así de las reservas energéticas y las vías catabólicas de maneras muy diferentes (7).
Por otro lado, el ejercicio físico depende de una cierta «plasticidad muscular», haciendo referencia a la capacidad del músculo en adaptarse y responder a una variedad de estímulos, incluyendo la flexibilidad metabólica.
El entrenamiento, entendido como un estado estable, puede entonces alterar el almacenamiento y la disponibilidad de combustible del músculo esquelético (8).
El ejercicio físico a su vez, implica respuestas metabólicas que responden a condiciones propias del sujeto, así como también de otras que son externas al mismo. Por ejemplo, temperatura, humedad, indumentaria, alimentación, edad, sexo, entre otras, factores que condicionan a la vía metabólica que predominará en ese momento.
También hay mecanismos que favorecen el mejor camino metabólico para garantizar la eficiencia en cuanto al aporte energético que se necesita. En donde la masa muscular, el hígado y el tejido adiposo son los grandes reservorios de energía, ya que, van a gobernar la flexibilidad metabólica en un estrecho vínculo con el sistema endocrino.
El rol de las mitocondrias en la flexibilidad metabólica
La flexibilidad metabólica involucra a la mitocondria, siendo dicha organela quien facilita el ingreso en mayor o en menor medida de los macronutrientes para su oxidación o utilización. Battaglia y colaboradores (2012) demostraron que una buena masa muscular podría mejorar la flexibilidad metabólica y que en la población obesa el metabolismo de las grasas se ve aumentado (9).
Por otro lado, se sabe que luego de una alimentación rica en carbohidratos, se eleva el índice glucémico y, por ello, también lo hace la insulina, aumentando la captación de glucosa al igual que su degradación intracelular.
Al mismo tiempo, se ve inhibida la utilización de ácidos grasos, con lo que la inclusión de los ácidos grasos transportados por la carnitina estarán restringidos en su ingreso a la mitocondria.
Así entonces, cantidades elevadas de glucosa en sangre son definitorias de la utilización de este nutriente a nivel mitocondrial al tiempo que inhibe la utilización de grasas.
Pese a esto, si el propósito es utilizar significativamente las grasas en el esfuerzo, pero previo al mismo se ingieren alimentos muy ricos en carbohidratos, el resultado es direccionar el metabolismo hacia la glucosa con simultánea limitación del uso de grasas.
Inflexibilidad metabólica y utilización de las grasas
Cuando no se utilizan los ácidos grasos estos se sintetizan en triglicéridos y se almacenan. El incremento del piruvato producido en la glucólisis acelera aún más la oxidación de glucosa y la inhibición de la lipólisis y beta-oxidación (10).
Esto quiere decir que es fácil imaginar cómo podemos provocar una inflexibilidad metabólica de tipo fisiológica se si come equivocadamente un determinado alimento antes del ejercicio, principalmente multiprocesados o alimentos ricos en grasas y azucares refinados, que como ya sabemos, tambien empeoran la composición corporal al aumentar la grasa visceral.
Por otro lado, se sabe que una de las causas subyacentes de esta modificación es un estilo de vida cada vez menos activo. En este punto, la falta de ejercicio es probablemente una de las causas principales para corromper con la flexibilidad metabólica.
Conclusión sobre flexibilidad metabólica y ejercicio
Al parecer, los factores más limitantes de un adecuado y óptimo consumo de energía o que garanticen la flexibilidad metabólica, son los conocidos hábitos nutricionales, el NEAT y el ejercicio físico en su porción justa.
Una mayor masa muscular de calidad sería otro de los factores importantes a la hora de mejorar la flexibilidad metabólica.
Por otro lado, las mitocondrias tienen un papel fundamental a la hora de evitar la inflexibilidad metabólica, ya que, si su función se ve alterada por sedentarismo, mal nutrición y envejecimiento biológico, se conduce a una pobre flexibilización a nivel del metabolismo.
Por último, el ejercicio físico se presenta como una medida fundamental a la hora de controlar la flexibilidad metabólica y con ello mejorar la salud. Recuperar a la persona en estado patológico o síndrome metabólico, a la vez que se reduce el riesgo de mortalidad.
Referencias Bibliográficas
- Goodpaster, B. H., Sparks, L. M. (2017). Metabolic Flexibility in Health and Disease. Cell Metabolism. 25(5), 1027‐1036. (enlace)
- Smith, R. L., et al (2018). Metabolic Flexibility as an Adaptation to Energy Resources and Requirements in Health and Disease. Endocrine Reviews. 39(4), 489‐517. (enlace)
- Goodpaster B. y Kelley D. (2008). Metabolic inflexibility and insulin resistance in skeletal muscle in: Hawley J. Zierath J. Physical Activity and Type 2 Diabetes. Human Kinetics, 59-66. (enlace)
- Randle, P. J., et al (1963). The glucose fatty-acid cycle. Its role in insulin sensitivity and the metabolic disturbances of diabetes mellitus. Lancet. 1963;1(7285), 785‐789. (enlace)
- Kelley, D.E., et al (1993). Interaction between glucose and free fatty acid metabolism in human skeletal muscle. The Journal of Clinical Investigation .92 (1): 91‐98. (enlace)
- De Fronzo, R. A. y Tripathy, D. (2009). Skeletal muscle insulin resistance is the primary defect in , 2 diabetes. Diabetes Care. 32(2), 157‐163. (enlace)
- Hawley, J. A. (2014). Hargreaves M, Joyner MJ, Zierath JR. Integrative biology of exercise. Cell. 159(4), 738‐749. (enlace)
- Rasmussen, M. et al (2014). Dynamic epigenetic responses to muscle contraction. Drug Discovery Today. 19(7), 1010‐1014. (enlace).
- Battaglia, G. M. (2012). Effect of exercise training on metabolic flexibility in response to a high-fat diet in obese individuals. American Journal of physiology. Endocrinology and Metabolism. 303(12), 1440-5. (enlace)
- Muoio, D. M. (2014). Metabolic inflexibility: when mitochondrial indecision leads to metabolic gridlock. Cell. 159(6), 1253‐1262. (enlace)
