Termogénesis y pérdida de tejido graso

Termogénesis y perdida de tejido graso

En el siguiente articulo hablaremos de la importancia de la termogénesis y el balance energético en la pérdida de tejido graso, procesos fundamentales que se basan en un conjunto de mecanismos fisiológicos que contribuyen a mantener un equilibrio entre la ingesta calórica y el gasto energético. Dichos procesos pueden variar en función de la ingesta de ciertos alimentos y del ejercicio físico periodizado, los cuales deberían ser utilizados como estrategias eficientes a la hora de aumentar el gasto calórico basal y perder excedente graso.

Analizaremos entonces, en primer lugar, la termogénesis, el gasto calórico y la pérdida de peso para después continuar con la importancia de los alimentos y el rol de las proteínas en el mantenimiento del tejido muscular. Seguiremos con los efectos termogénicos ocasionados por el ejercicio físico para finalizar con los adipocitos, su rol metabólico e importancia en el descenso del peso graso.

Sobrepeso y termogénesis

El sobrepeso graso se produce básicamente por un desequilibrio prolongado en el balance energético, es decir, entre la ingesta calórica y gasto energético total. Cuando hay un balance neutro entre ingesta y gasto energético, el individuo mantiene estable su peso. Un exceso en la ingesta de calorías, si no se acompaña de un aumento del gasto energético producirá un aumento energía, el cual el organismo almacenará en forma de adipocitos, generando en definitiva cambios drásticos en la composición corporal (1).

Generalmente en esfuerzos por reducir la grasa corporal, mucha gente se centra en la reducción de la ingesta y la adhesión a una dieta hipocalórica. Lamentablemente, ante esto, nuestro organismo se adapta rápidamente a la restricción calórica, reduciendo el gasto energético, de modo que sin ejercicio físico, dicho gasto energético difícilmente pueda ser positivo y saludable.

El gasto energético total se puede dividir en diferentes procesos termogénicos: termogénesis obligatoria o metabolismo basal, termogénesis inducida por los alimentos, termogénesis inducida por ejercicio físico y termogénesis adaptativa. Dichos procesos pueden manifestar variables claras en el gasto calórico final gracias a estimulación simpática y hormonal (2).

Procesos termogénicos que influyen en el gasto energético total

El metabolismo basal conforma un 60-70% del gasto energético diario total. Este se define como la energía consumida por un individuo en reposo y en condiciones de termoneutralidad (28° C). Este representa las funciones vitales como la respiración y las reacciones metabólicas, el cual solo puede variar un 10% aproximadamente. Otro proceso es la termogénesis inducida por los alimentos, que se produce bajo los procesos de digestión, absorción, distribución y almacenamiento de nutrientes, y representa el 10% del gasto energético diario.

Por otro lado, tenemos la termogénesis inducida por el ejercicio, dondeel gasto energético puede variar mucho dependiendo del estilo de vida: de un 10% en sedentarios a un 50% en sujetos entrenados. Es importante tener en cuenta variables como intensidad, duración del ejercicio y composición corporal, entre otros aspectos. Es de destacar, que el ejercicio físico va a ser determinante en el aumento del metabolismo basal y la oxidación de grasas, principalmente el ejercicio aeróbico de alta intensidad que estimulara el conocido efecto EPOC.

Por último, la termogénesis adaptativa serefiere al calor producido en respuesta a la termorregulación corporal o a una dieta hipercalórica. Este proceso esta regulado por la división simpática y se lleva a cabo en el músculo esquelético y en las células adiposas marrones(3).

Balance energético y termogenesis
Imagen I – Variables que pueden afectar a el balance energético o calórico.

Perdida de peso y variables fisiológicas

El descenso de peso se produce por un balance energético negativo, este es producido por la disminución de la ingesta calórica y/o un aumento del consumo calórico, ya sea ocasionada por ejercicio físico o en menor medida por aumento de la termogénesis de los alimentos.

Es importante remarcar que bajar bruscamente la ingesta energética con dietas hipocalóricas, producirá una adaptación fisiológica a una nueva situación de déficit calórico. Esto impactará en la reducción del gasto energético, generando cambios y alteraciones en el metabolismo corporal. Principalmente al estimular centros adrenérgicos y enzimáticos en el organismo que pondrán en marcha la movilización de sustratos energéticos antes almacenados (4).

En condiciones normales las células obtienen la energía del metabolismo de la glucosa, principalmente nuestro SNC, por lo que la homeostasis glucémica es fundamental. Las reservas glucogénicas en el musculo son pequeñas y sólo la glucosa que proviene de la hidrólisis del glucógeno hepático saldrá hacia el torrente sanguíneo para regular la glucemia. Estas reservas duran algunas horas, y el organismo en desequilibrio moviliza reservas glucogénicas en post a satisfacer necesidades energéticas.

Otros sustratos también movilizados son las grasas y proteínas, esto con el fin de aportar mayor energía a las células. Además, se activa un importante proceso fisiológico en el hígado, la gluconeogénesis, la cual busca generar glucosa a partir de lactato, glicerol y aminoácidos según sea la ruta metabólica inicial (5).

El rol de las grasas y las proteínas en la pérdida de peso

En el hígado, los ácidos grasos se transforman en cuerpos cetónicos que van a la sangre, para luego llegar a los tejidos y ser utilizados. La movilización y oxidación de macronutrientes como grasas y proteínas producirán cambios significativos en la composición corporal.

Es importante tener en cuenta que la pérdida de proteínas supone una gran pérdida de agua, ya que el 70% del peso corporal es agua y sólo el 30% corresponde a proteínas. El peso perdido a costa de la movilización y consumo de aminoácidos se recupera rápidamente. Por el contrario, la pérdida de peso ocasionada principalmente por ácidos grasos es más gradual, ya que sólo el 15% del peso de la grasa almacenada es agua y el 85% restante son triglicéridos.

Analizando estos aspectos, está claro que buscar mantener una perdida progresiva en el tiempo será un plan adecuado con el fin de no perder proteínas musculares,buscando principalmente que el aporte energético se realice a partir de las grasas almacenadas, para así evitar reducir el gasto calórico y el tejido muscular. Lo ideal, sería acompañar la alimentación rica en proteínas con ejercicio de fuerza, para así favorecer el desarrollo muscular, síntesis de proteínas y la termogénesis (6).

Adipocitos bancos, marrones y su importancia

Generalmente se confunde el término adiposo con grasas, pero este engloba a no solo las grasas sino al colesterol y a los triglicéridos.

Los adipocitos blancos, característicos por el color blanquísimo que le brindan a su tejido adiposo blanco, son los encargados de liberar hormonas de gran importancia metabólica como lo es la leptina. Este tejido adiposo es el más abundante en nuestro cuerpo, y se aloja generalmente en la zona del abdomen. Hay que destacar que un aporte calórico positivo y el sedentarismo beneficiaran a la acumulación excesiva de dichos adipocitos, lo cual no es nada saludable. Por otro lado, los adipocitos marrones se caracterizan por presentar un gran numero de mitocondrias y cumplen una función termogénica, es decir que son grandes productores de calor (7).

Se ha documentado que el ejercicio físico periodizado y una alimentación saludable rica en proteínas podría contribuir a la conversión de adipocitos blancos a beige. Lo cual, les brindaría una función muy similar a la de los adipocitos marrones. Dicha acción estaría regulada por centros en el hipotálamo como veremos más adelante.

Adipocitos y su importancia en la termogenesis
Imagen 2 – Diferencias entre adipocitos marrones, blancos y beige.

Termogénesis inducida por los alimentos

No es lo mismo una pérdida de peso lenta y una reducción pequeña de la ingesta, que una perdida brusca ocasionada por una dieta estricta en pocos días. Esta última se acompaña de disminución de la masa ósea, muscular y de un gran número de proteínas musculares, lo cual reduce el gasto calórico. Ademas, baja la producción de calor que se libera a partir de dichas reacciones termogénicas. Inducir la termogénesis producto de una alimentación adecuada provocará cambios importantes a nivel hipotalámico. En contraparte, la restricción calórica tendría efectos opuestos disminuyendo la termogénesis inducida por los alimentos.

La secreción de hormonas va a ser crucial para modificar la actividad nerviosa y por lo tanto también la termogénesis. Dichas variaciones hormonales generalmente se deben a la disminución de insulina y leptina, en efecto contrario al aumento de la grelina y disminución de la acción transformadora de T4 en T3.  Además, los niveles bajos de insulina inhiben la activación nerviosa hipotalámica, lo cual optimiza la termogénesis del tejido adiposo marrón y la transformación de adipocitos blancos a beige.

La leptina es la principal hormona en estimular, a través de sus acciones, los núcleos hipotalámicos. La disminución de dicha hormona disminuirá la termogénesis del tejido adiposo marrón y la transformación de los adipocitos blancos a beige. Por otro lado, el aumento de la grelina generada por la disminución de la ingesta suprimirá la activación del tejido adiposo marrón, el efecto de conversión de adipocitos blancos a beige y la acción termogénica muscular (8).

Control hipotalámico de la termogénesis adaptativa

Los centros hipotalámicos durante el ayuno y la alimentación son determinantes. Ante la disminución de la ingesta de alimentos el organismo disminuye la actividad simpática de los núcleos hipotalámicos. Esto produce una disminución de la actividad del tejido adiposo marrón y de la transformación de adipocitos blancos a adipocitos beige.

Al disminuir dicha actividad, también disminuye el metabolismo basal, y por ende la pérdida de tejido graso también se ve poco influenciada. Es por eso, que dicha privación de alimentos, o dietas muy bajas en proteínas no cumplirán con los objetivos esperados realmente, alarmando a nuestro sistema nervioso, reteniendo adipocitos blancos y peor aún, perdiendo masa muscular por procesos plenamente degradativos, que afectaran o generan cambios serios en nuestra composición corporal (9).

También es cierto que en personas entrenadas la termogénesis será mayor que en personas sedentarias. Esto debido a su tejido muscular y los efectos termogénicos que este genera, ante esto tener en cuenta el somatotipo del sujeto es un aspecto importante.

Termogénesis inducida por el ejercicio físico

Aumentar el gasto calórico por ejercicio físico y mantener o disminuir una ingesta de alimentos, producirá pérdida de excedente graso. Hay dos mecanismos en la pérdida de peso, el aumento del tejido muscular y los cambios adaptativos producidos en el tejido adiposo.

El aumento del tejido muscular se produce por un aumento del metabolismo basal, no sólo durante el ejercicio sino también una vez finalizado este. El método HIIT por ejemplo es muy característico de esto con su efecto post ejercicio o EPOC (10). El motivo principal sería el aumento de la masa muscular y por consecuencia el aumento del consumo energético de este tejido. Aquí radica entonces, la importancia del entrenamiento de fuerza como complemento en la pérdida de sobrepeso graso.

Rol del lactato en la conversión de tejido adiposo

Durante el ejercicio físico, se producen varios cambios metabólicos, uno de los cuales es el aumento del lactato como subproducto obtenido de la vía glucolítica. El lactato es uno de los principales estimuladores en la conversión del tejido adiposo blanco a beige. Este metabolito durante el ejercicio aumentaría el consumo energético y el metabolismo basal, generando la activación en el tejido adiposo marrón y estimulando la transformación de adipocitos blancos a beige. (11).

El tejido adiposo beige funciona como un mecanismo sensible redox, en donde el lactato, a través del trasportador MCT1 monocarboxilato (proteínas que facilitan el transporte de lactato dentro y fuera de las células), aumentaría dicho estado y la relación NADH/NAD. A su vez, desencadena la activación para dicha transformación del tejido adiposo blanco a tejido adiposo beige. Esto se ve favorecido por la UCP1 o termogenina, la cual es una proteína desacoplante presente en las mitocondrias del tejido adiposo marrón.

El efecto producido por la UCP1 activada dentro de la membrana mitocondrial funcionaria para desacoplar la acción de la cadena respiratoria de la síntesis de ATP, lo que ocasionara un aumento en el metabolismo oxidativo generando mayor gasto calórico y oxidación de NADH (12).

Proteina UCP1 y termogenesis
Imagen 3 – Proteína UCP1 y su función termogenica en la mitocondria.

El rol de las miokinas y la importancia del tejido muscular

EL ejercicio físico, principalmente el de fuerza, presenta múltiples beneficios en post a la mejora de la calidad de vida. Esto se aprecia conforme pasan los años y ante una vida sedentaria aumenta la posibilidad de padecer sarcodinapenia, osteopenia, diabetes tipo II u obesidad. Parte de los efectos positivos generados con el entrenamiento de fuerza sobre el tejido muscular son mediados por las miokinas.

Las miokinas son proteínas secretadas por el músculo esquelético, las cuales ejercerían efectos autocrinos y paracrinos en el músculo. Además, también ejercen efectos endocrinos en otros tejidos como el hígado, hueso y tejido adiposo. Una miokina principal, denominada irisina, participa en los efectos del ejercicio en el tejido muscular (13). La expresión y el impacto de la irisina en el organismo humano ha sido analizado y debatido en varias ocasiones, pero su existencia ha sido demostrada. La irisina es detectada principalmente en la sangre de personas no entrenadas, durante el ejercicio o la exposición a bajas temperaturas. Se demostró que la irisina aumenta la actividad termogénica de extractos de preadipocitos y estimula la transformación de adipocitos blancos a beige (14).

Miokinas y termogenesis
Imagen 4 – Miokinas y su importancia termogénica y metabólica.

Conclusión sobre termogénesis y perdida de tejido graso

Es alarmante como crece el numero de personas con sobrepeso graso y obesidad. Esto se asocia generalmente a desordenes alimenticios, sedentarismo y desequilibrios hormonales. Buscar soluciones en dietas restrictivas y en la disminución del peso de forma brusca son estrategias erróneas.

La disminución del peso debe ser progresiva, basada en una serie de cambios dirigidos a disminuir el tejido adiposo y preservar el muscular. La recuperación del peso de forma rápida es una consecuencia de la disminución del metabolismo corporal. Si el descenso de peso se hace con dietas restrictivas se aumenta la grelina, lo cual estimulara aún más el apetito.

El ejercicio de fuerza y HIIT se presentan como alternativas muy fiables, ya que ademas de cuidar el tejido muscular, estimulan la liberación de una miokina llamada irisina. Esta estimularía la transformación de adipocitos blancos a beiges,  aumentando así la termogénesis. Por otro lado, durante el ejercicio se libera lactato en el músculo que aumentaría la expresión de UCP1 y el metabolismo basal. El entrenamiento será un pilar fundamental, aumentando el metabolismo basal y logrando que se mantenga durante horas después de haber finalizado el ejercicio físico.

Por otro lado, el consumo de proteínas implica un mayor gasto calórico final, ya que el 72% es agua y sólo el 28% son proteínas. Esto deja claro que el organismo busca cubrir de alguna forma la perdida sustancial de tantas proteínas perdidas en una dieta estricta.

Para finalizar, es importante recalcar también la importancia del ritmo circadiano, ya que este afectará al metabolismo, principalmente en la secreción de hormonas y enzimas que regulan el metabolismo. Rodas las adaptaciones fisiológicas de nuestro organismo tenderán a recuperar el peso perdido y, ante esto, será fundamental planificar estrategias a largo plazo, aplicando ejercicio físico perdiodizado y una buena alimentación como base.

termogénesis

Referencias Bibliográficas

  1. Sims, E.A., Danforth, E. JR. (1987): Expenditure and storage of energy in man. The Journal of Clinical Investigation 79: 1019-1025. (enlace)
  2. Hulbert, A.J., Else, P.L. (1999): Membranes as possible pacemakers of metabolism. Journal Theoretical Biology 199: 257-274. (enlace)
  3. Wilkinson, W.O.; Choy, L., Spielgman, B.M. (1991): Biosynthetic regulation of monobutyrin, an adipocyte-secreted lipid with angiogenic activity. Journal Biology Clinical Investigation 266: 16886-16891.(enlace)
  4. Díaz, R.F. (2008): Alimentación y balance energético. Becaria FEPREVA.(enlace)
  5. Obregon Perea, M.J. (2006): Papel de la termogénesis en el balance energético. Real academia de Farmacia. Farmacia 11 28004 Madrid. Spain.(enlace)
  6. Corbalan, R.V (1998): Actividad física y obesidad. Pontificia Universidad Católica de Chile. (enlace)
  7. Medina Gomez, G.; Hernandez, A.; Calvo, R.M.; Martin, E. ; Obregon, M.J. (2003): Potent thermogenic action of triiodothyroacetic acid in brown adipocytes. Instituto de investigaciones biomedicas. Madrid, España 60: 1957-1967.(enlace)
  8. Lowell, B.B.; Spielgman, B.M. (2000): Towards a molecular understanding of adaptive thermogenesis. Nature 404: 652-660.(enlace)
  9. Ailhaud, G.; Grimaldi, P., Negrel, R. (1992): Cellular and molecular aspects of adipose tissue development. Annual Reviews 12: 207-233.(enlace)
  10. Ortiz J.N (2018): Excesivo consumo de oxígeno post ejercicio (ECOPE). Revisa digital Mundo entrenamiento.(enlace)
  11. Orci, L.; Cook, W.S.; Ravazzola, M.; Wang, M.Y.; Park, B.H.; Montesano, R.; Unger, R.H. (2004): Rapid transformation of white adipocytes into fatoxidizing machines. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101: 2058-2063.(enlace)
  12. Filho R.M., Machado J.T. (2011): Transportadoras de moncarboxilato (proteínas MCT): funciones orgánicas durante la práctica de ejercicios aeróbicos y anaeróbicos. EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 16, Nº 160. (enlace)
  13. Pedensen, B. K., Febbraio, M. A. (2008). Muscle as an endocrine organ: focus on muscle-derived interleukin-6. Physiological Reviews, 88 (4), 1379-1406.(enlace)
  14. Petersen, A. M., Pedensen, B. K. (2005). The anti-inflammatory effect of exercise. Journal of Applied Physiology (1985), 98(4), 1154-1162.(enlace)

 

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Mi formación me titula como licenciado en Educación Física con especialidad en alto rendimiento y deporte, antropometrista ISAK y guardavidas. Me desempeño en escuelas secundarias de la ciudad de Miramar, soy profesor de Fisiología en la escuela de guardavidas CEF N°75 y en un centro de entrenamiento funcional y Cineantropometria (Corporal Kinesis). Me apasiona la investigación sobre todo lo relacionado con las ciencias del deporte y el ejercicio físico. Formar parte de esta red de entrenamiento con validez científica me da mucha satisfacción, me incentiva a seguir creciendo como profesional.

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