the intracellular availability of glucose, not fatty acids, is the prime determinant of the substrate mix that is oxidized for energy (fuente)

la disponibilidad intracelular de glucosa, no de ácidos grasos, es el principal determinante de la mezcla de sustratos que es oxidada

En la primera parte de este artículo hemos visto resultados de experimentos que demuestran que los productos alimentarios con alto índice glucémico están asociados a una menor tasa de oxidación de ácidos grasos. ¿Qué mecanismos fisiológicos pueden explicar los resultados que hemos visto en la primera parte del artículo? ¿Está implicada la insulina? Por ejemplo, en este experimento en humanos, un aumento forzado en la concentración de insulina cambió claramente la tasa de oxidación de grasa, de forma progresiva con la magnitud del cambio en la insulinemia.

En esta segunda parte quiero hablar de los mecanismos fisiológicos que pueden explicar los resultados de los experimentos anteriores, es decir, que un aumento de la glucemia o de la insulinemia esté asociado a una reducción en la tasa de oxidación de grasas. Por una lado la causa puede ser tan simple como una reducción en la cantidad de sustrato (ácidos grasos en plasma) disponible, pues es conocido que la insulina fomenta la captura de ácidos grasos en el tejido adiposo.

It is well established that increased glucose and insulin concentration in plasma inhibits peripheral lipolysis and fatty acid release, thereby decreasing FFA concentration in plasma (3–5, 8, 14, 20). A significant decrease of plasma FFA is expected to decrease fatty acid oxidation. (fuente)

Está bien establecido que el aumento de la concentración de glucosa e insulina en plasma inhibe la lipólisis periférica y la liberación de ácidos grasos, lo que disminuye la concentración de FFA en el plasma. Se espera que una disminución significativa de FFA plasmático disminuya la oxidación de ácidos grasos.

Cuantos menos ácidos grasos queden en sangre una vez la insulina actúa en el tejido adiposo, menor será la oxidación de ácidos grasos, pues entrarán en menor medida en el tejido muscular (ver). Los ácidos grasos también pueden ser capturados por el tejido muscular y quedar almacenados en su interior o ser capturados por el hígado para crear triglicéridos que se exportarían en VLDL o que quedarían almacenados en el el interior del propio hígado (fuente,fuente,fuente). Hecha esa salvedad, de forma simplificada:

Nótese que una reducción en la tasa de oxidación de grasas no necesariamente es causa de un mayor almacenamiento de grasa en el tejido adiposo. Puede ser perfectamente todo lo contrario: una consecuencia de ese almacenamiento, causado en realidad por cambios hormonales (ver,ver). Si el tejido adiposo captura ácidos grasos el músculo reducirá la oxidación de los mismos a consecuencia de la reducción en la concentración de sustrato. Que la insulina produce acumulación de grasa en el tejido adiposo aumentando la lipogénesis y reduciendo la lipólisis intracelular es un hecho incontrovertido (ver).

Además del mecanismo anteriormente descrito, el de la cantidad de sustrato, se sabe que la insulina reduce la tasa de oxidación de ácidos grasos regulando su entrada en las mitocondrias:

these results suggest that in addition to the well documented regulation of FFA oxidation by insulin via its antilypolytic effect, glucose plus insulin directly regulate fatty acid oxidationby controlling the rate of LCFA entrance into the mitochondria (fuente)

hyperglycemia-hyperinsulinemia may directly inhibit fatty acid oxidation even when plasma fatty acid availability is maintained constant (fuente)

estos resultados sugieren que, además de la regulación bien documentada de la oxidación de FFA por la insulina a través de su efecto antilipolítico, la glucosa más la insulina regulan directamente la oxidación de los ácidos grasos mediante el control de la tasa de entrada de LCFA en la mitocondria

la hiperglucemia-hiperinsulinemia puede inhibir directamente la oxidación de ácidos grasos incluso cuando la disponibilidad de ácidos grasos en plasma se mantiene constante

…»incluso cuando la disponibilidad de ácidos grasos en plasma se mantiene constante»…

Un producto clave en la oxidación de grasa es el Malonyl-CoA, una especie de sensor de la presencia de nutrientes que regula la tasa de oxidación de ácidos grasos. Si el Malonyl-CoA está elevado se inhibe la entrada de ácidos grasos a las mitocondrias y por tanto también su oxidación. En concreto funciona inhibiendo la CPT1 (carnitina palmitoiltransferasa I) (fuente).

in muscle cells, malonyl-CoA is thought to act as a “fuel sensor” whose primary role is to regulate the rate of fatty acid oxidation (fuente)

Malonyl-CoA inhibition of CPT1 provides a simple but important mechanism for the control of two opposing pathways: fatty acid synthesis and fatty acid oxidation (fuente)

en las células musculares, se cree que el malonyl-CoA actúa como un «sensor de combustible» cuya función principal es regular la tasa de oxidación de los ácidos grasos

La inhibición de CPT1 por parte del Malonyl-CoA proporciona un mecanismo simple pero importante para el control de dos vías opuestas: la síntesis de ácidos grasos y la oxidación de ácidos grasos.

¿De dónde sale el Malonyl-CoA? Tal y como se muestra en el esquema, el Acetyl-CoA se transforma en Malonyl-CoA, que a su vez puede convertirse de nuevo en Acetyl-CoA:

El Acetyl-CoA puede proceder —ver esquema— tanto de las grasas como de los carbohidratos como de las proteínas. Una vez en la mitocondria, el Acetyl-CoA o es oxidado (y se genera ATP) o sale de la mitocondria (en forma de citrato y es reconvertido a Acetyl-CoA por acción de la ACLY).

La conversión de Acetyl-CoA a Malonyl-CoA se produce por acción del ACC1 (Acetyl-coenzyme A carboxylase 1) y del ACC2 (acetyl-coenzyme A carboxylase 2). Las dietas altas en carbohidratos activan los ACC1 y ACC2, de tal forma que aumenta la concentración de Malonyl-CoA que inhibe la entrada de Acyl-CoA en la mitocondria mediante su acción en el CPT1.

Insulin up-regulates the ACC1 promoter, while glucagon downregulates it (8). A diet rich in carbohydrates induces the transcription of FAS, ACC1, and ACC2 (8 […] Insulin activates ACC by dephosphorylation, whereas glucagon and epinephrine inactivate the enzyme by phosphorylation (fuente)

La insulina regula al alza el promotor ACC1, mientras que el glucagón lo regula negativamente (8). Una dieta rica en carbohidratos induce la transcripción de FAS, ACC1 y ACC2 (8 […] La insulina activa el ACC por desfosforilación, mientras que el glucagón y la epinefrina inactivan la enzima por fosforilación

Mi opinión es que los productos alimentarios que son básicamente carbohidratos en polvo (harinas y azúcar) son sospechosos de crear en nuestro cuerpo cambios hormonales antinaturales que fomentan la acumulación de grasa corporal en lugar de su oxidación. Y la explicación puede ser tan simple de entender como que señalizan de forma incorrecta, de forma excesiva, la presencia de glucosa. En una persona sana la comida de humanos no tiene por qué generar ese efecto, aunque tenga carbohidratos. No estamos hablando de comida, sino de basura en polvo que se nos vende como si fuera comida. Y la basura en polvo integral es la misma basura.

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