Consumo de proteína en el contexto de una dieta baja en carbohidratos

Uno de los argumentos que usan los defensores de la pseudociencia del balance energético es que:

  1. La proteína es insulinogénica igual que los carbohidratos
  2. Por tanto, si la insulina engordase, la proteína engordaría

Siempre he encontrado este argumento ridículo. Por un lado, el consumo de proteína es NATURAL y NECESARIO para la salud, mientras que el consumo de azúcar y harina es ANTINATURAL y totalmente PRESCINDIBLE. Que la carne que consumimos nos haga subir la insulina no significa que la subida adicional e innecesaria de la insulina por consumir azúcar y harina sea deseable, buena o inocua para la salud o para el peso corporal. Ése es el argumento, y es ridículo. Por otro lado, nótese cómo la defensa del azúcar y la harina la disfrazan de defensa de los “carbohidratos”. Nada tienen que ver las respuestas hormonales ante el azúcar o la harina con la que tenemos al consumir pimiento o brócoli. Ni por supuesto es lo mismo una persona obesa que una de constitución delgada, que no engorda coma lo que coma.

Otra frase muy típica es que “tener insulina es necesario”, como si eso aportara algo a nuestro conocimiento sobre el efecto de las antinaturales respuestas hormonales producidas por harina y azúcar. Tener una respuesta insulínica normal es necesario para la salud, pero de eso no se deduce que sea saludable consumir productos que causan antinaturales respuestas hormonales, aparte de posiblemente dañar nuestra salud por otras vías (ver,ver).

Finalmente, un comentario: es una falacia de hombre de paja plantear que el argumento a rebatir es que el azúcar engorda porque aumenta la respuesta insulínica. Abundan los experimentos científicos que demuestran que la restricción de carbohidratos hace perder más peso que dietas con las mismas calorías y el mismo porcentaje de proteína (ver). ¿Qué explicación tienen esos experimentos? ¿Están todos mal hechos o buscamos un mecanismo basado en hormonas y fisiología que los explique? No deducimos el efecto del mecanismo, buscamos un mecanismo que explique el efecto observado.

Como decía, a mí me parece un argumento muy flojete para defender el consumo de azúcar y harina, pero supongo que es suficiente para quien busca cualquier excusa para seguir consumiendo productos en lugar de alimentos. A veces a nuestro cerebro le resulta muy fácil aceptar malos argumentos que llegan a la conclusión a la que queremos llegar desde el principio.

Hechas esas pequeñas reflexiones, el argumento que quiero comentar en esta entrada es que no es lo mismo consumir proteína en el contexto de una dieta baja en carbohidratos que hacerlo en el contexto de una dieta alta en carbohidratos. Recomiendo encarecidamente ver este vídeo de Benjamin Bikman. Vale la pena verlo. Mis comentarios bajo el mismo.

La idea que transmite el vídeo es que insulina y glucagón son hormonas antagónicas, al menos en el hígado y el tejido adiposo. Y habla de que el cociente insulina/glucagón (I/G) es una buena estima de si el efecto global de esas hormonas es anabólico (cociente alto) o catabólico (cociente bajo).

En el minuto 11 nos muestra el resultado de un experimento en perros que es muy interesante. Se compara la respuesta hormonal ante la infusión de un aminoácido (proteína) con infusión de glucosa (parte izquierda de la imagen) y tras un ayuno prolongado (parte derecha de la imagen). Nótese que en condiciones de ayuno, ¡¡la insulinemia no cambia nada!!, mientras que en condiciones de infusión de glucosa la insulinemia se dispara ante el consumo de proteína. También el glucagón se comporta de distinta forma: en un caso se reduce, mientras que en el otro aumenta.

¿Qué veo interesante de este resultado? Pues que la ingesta de proteína puede tener un efecto hormonal diferente en función de la dieta habitual de la persona que la ingiere. Este resultado era en perros, pero más adelante en el vídeo Bikman proporciona datos en humanos. Nos cuenta que en una persona que sigue una dieta alta en carbohidratos el cociente I/G está mucho más elevado que en una persona que sigue una dieta baja en carbohidratos: 4 frente a 1.3, según los datos que da. Pero lo más interesante es que ante el consumo de proteína, en la dieta alta en carbohidratos ese cociente se dispara hasta 70, mientras que en la dieta baja en carbohidratos el cociente I/G no cambia. La imagen es del minuto 21 del vídeo:

¿Y por qué la respuesta es diferente? Bikman sugiere que la razón puede ser que en un caso (dieta high-carb) la gluconeogénesis puede ser suprimida sin peligro para el cuerpo, pues hay suministro dietario de sobra de glucosa, pero que en el otro (dieta low-carb) el cuerpo no quiere elevar la insulina ni reducir el glucagón porque no quiere inhibir la gluconeogénesis.

Vamos a ver un experimento publicado en un artículo.

Basal and Postprotein Insulin and Glucagon Levels During a High and Low Carbohydrate Intake and Their Relationships to Plasma Triglycerides

En este experimento se compara la respuesta hormonal de unas personas que llevan una semana siguiendo una dieta muy baja en carbohidratos (12 g/d) o muy alta en carbohidratos (510 g/d).

Como vemos en la gráfica, la respuesta insulinémica ante la ingesta de gelatina (proteína) es mucho menor en la dieta low-carb que en la dieta high-carb. El glucagón, por el contrario, aumenta más en la dieta low-carb (no lo he mostrado, pero la gráfica sí está en el artículo), y el resultado final, como se muestra en la parte inferior de la gráfica, es que el cociente insulina/glucagón (I/G) se mantiene en todo momento mucho más bajo y estable en la dieta low-carb que en la high-carb.

After the low carbohydrate diet insulin rose to a peak of only 16 ± 2 μU. per milliliter (p<0.005), in contrast to a peak of 28 ± 4 μU. per milliliter (p<0.001) after the high carbohydrate diet, a significant difference (p<0.01). After carbohydrate restriction, glucagon rose to 254 ± 65 pg. per milliliter (p<0.02) at 150 minutes after the gelatin, but to only 147 ± 25 after the high carbohydrate diet (p<0.05). The I/G before and during the gelatin meal was significantly lower at every point after the low carbohydrate diet than after the high carbohydrate regimen.

Después de la dieta baja en carbohidratos, la insulina alcanzó un máximo de solo 16 ± 2 μU. por mililitro (p <0.005), en contraste con un pico de 28 ± 4 μU. por mililitro (p <0.001) después de la dieta alta en carbohidratos, una diferencia significativa (p <0.01). Después de la restricción de carbohidratos, el glucagón aumentó a 254 ± 65 pg. por mililitro (p <0.02) a los 150 minutos después de la gelatina, pero a solo 147 ± 25 después de la dieta alta en carbohidratos (p <0.05). El cociente I/G antes y durante la comida de gelatina fue significativamente menor en todos los puntos temporales después de la dieta baja en carbohidratos que después de la dieta alta en carbohidratos.

Para terminar la entrada, añado algunas citas sobre el efecto en la liberación de grasa corporal (lipólisis intracelular) del glucagón.

Citas sobre lipólisis y glucagón

in the present study physiologic quantities of glucagon infused along with somatostatin resulted in rises in plasma FFA, glycerol, and p-hydroxybutyrate levels which were two- to threefold greater than those observed during infusion of somatostatin alone when endogenous glucagon was suppressed. These observations indicate that physiologic concentrations of glucagon can, under certain conditions, stimulate lipolysis in man. (fuente)

en el presente estudio cantidades fisiológicas de glucagón infundido junto con la somatostatina produjo aumentos en los niveles plasmáticos de ácidos grasos libres plasmáticos, glicerol y p-hidroxibutirato que fueron de dos a tres veces mayores que los observados durante la infusión de somatostatina sola cuando se suprimió el glucagón endógeno. Estas observaciones indican que las concentraciones fisiológicas de glucagón pueden, bajo ciertas condiciones, estimular la lipólisis en humanos.

Our results support a physiological role for glucagon in the regulation of FFA metabolism in vivo, and clarify why this has been difficult for other investigators to confirm. Because numerous factors can influence lipolysis in vivo, such as insulin (30), GH (8), and the plasma glucose concentration (13-15), it was important to control for these variables in order to differentiate a direct from indirect effect of glucagon. (fuente)

Nuestros resultados respaldan un papel fisiológico del glucagón en la regulación del metabolismo de los FFA in vivo, y aclaran por qué esto ha sido difícil de confirmar para otros investigadores. Debido a que numerosos factores pueden influir en la lipólisis in vivo, como la insulina (30), GH (8) y la concentración de glucosa en plasma (13-15), fue importante controlar estas variables para diferenciar un efecto directo del indirecto de glucagón

when the supply of glucose is limited as in fasting or exercise, glucagon would stimulate lipolysis and gluconeogenesis, provide FFAs for oxidation by muscle, and conserve glucose for the brain with its obligatory glucose requirement. (fuente)

cuando el suministro de glucosa es limitado, como en ayunas o ejercicio, el glucagón estimularía la lipólisis y la gluconeogénesis, proporcionaría FFA para la oxidación muscular y conservaría la glucosa para el cerebro con su requerimiento obligatorio de glucosa.

Nota: no creo que se haya demostrado que el cerebro tiene una necesidad obligatoria de glucosa (ver), si bien en ningún caso esa necesidad significa que haya que consumir carbohidratos para satisfacerla.

Glucagon treatments as low as 1E–8 mol/l have been implicated in promoting lipolysis in white adipose tissue (fuente)

Tratamientos con glucagón de tan solo 1E-8 mol/l participan en la promoción de la lipólisis en el tejido adiposo blanco

Glucagon stimulates lipolysis in isolated mouse (48, 114) and human (96) adipocytes, independent of antagonistic effects on insulin action […] Gastric inhibitory polypeptide competes with glucagon for binding to the glucagon receptor and can inhibit glucagon-stimulated lipolysis in adipocytes, indicating that glucagon mediates lipolysis, at least in part, through direct activation of its receptor (27). Although glucagon action is primarily liver specific, glucagon receptors have been reported to be present in membranes of human adipose tissue (83), suggesting that direct action of glucagon likely plays an important role in regulating human, as well as rodent, lipolysis. (fuente)

El glucagón estimula la lipólisis en adipocitos aislados de ratón (48, 114) y humano (96), independientemente de los efectos antagonistas sobre la acción de la insulina […] El polipéptido inhibidor gástrico compite con el glucagón por la unión al receptor de glucagón y puede inhibir la lipólisis estimulada por glucagón en los adipocitos, lo que indica que el glucagón media la lipólisis, al menos en parte, a través de la activación directa de su receptor (27). Aunque la acción del glucagón es principalmente específica del hígado, se ha informado que los receptores de glucagón están presentes en las membranas del tejido adiposo humano (83), lo que sugiere que la acción directa del glucagón probablemente desempeña un papel importante en la regulación de la lipólisis humana y también de roedores.

glucagon raises circulating glucose levels by increasing gluconeogenesis and lipolysis. (fuente)

el glucagón aumenta los niveles circulantes de glucosa al aumentar la gluconeogénesis y la lipólisis


Leer más:

 

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Glucagón, insulina, glucemia y desarrollo de diabetes tipo 2

Lo que voy a contar tiene que ver con la diabetes tipo 2 (T2D) y son ideas sacadas de este artículo:

Glucagonocentric restructuring of diabetes: a pathophysiologic and therapeutic makeover

y de este vídeo:

Rolf Luft Award 2014, Prize Lecture by Professor Roger Unger

Regulación de la glucemia

Hay dos hormonas que destacan en la regulación de los niveles de glucosa en sangre (ver):

  • Glucagón: su acción aumenta el suministro de glucosa a la sangre (es el hígado el que lo hace cuando detecta glucagón en sangre)
  • Insulina: su acción reduce el suministro de glucosa a la sangre (es el hígado el que lo hace cuando detecta insulina en sangre). Según el artículo que cito, no es cierto que el papel principal de la insulina sea reducir los niveles de glucosa en sangre haciendo que entre en las células, tarea a la que apenas contribuye.

En pocas palabras, el glucagón sería el acelerador y la insulina el freno, en cuanto al suministro de glucosa a sangre se refiere. La insulina tiene el mismo efecto en el suministro de otro nutriente a sangre: disminuye la presencia de ácidos grasos procedentes de la lipólisis (ver).

Pero como vamos a ver, la insulina también ayuda a controlar la glucosa por un segundo mecanismo: reduciendo los niveles de glucagón.

Histología del páncreas

Las células alfa (glucagón) y beta (insulina) están entremezcladas en el páncreas, como se muestra en la figura. Células alfa en verde, células beta en rojo:

Selección_511

¿Es eso importante? ¿Puede ese hecho explicar algo? La hipótesis de la que hablan el vídeo y el artículo, es que en la diabetes la glucosa no está elevada porque la insulina no actúe, aunque también, sino principalmente porque el glucagón está demasiado elevado. Sugieren que posiblemente el glucagón está elevado porque la insulina no ha jugado su papel, como vamos a ver.

Tratamiento con insulina en diabetes tipo 1

¿Por qué el tratamiento con insulina no es suficiente en la diabetes tipo 1? Porque la insulina inyectada inunda el cuerpo con niveles que no reproducen el gradiente de concentraciones que se genera de forma natural en una persona sana. En una persona sana la insulina generada por las células beta produce niveles elevadísimos de insulina junto a las células alfa y eso inhibe claramente la secreción de glucagón.

Selección_512

Lipotoxicidad en el páncreas

La idea es que en la T2D se produce resistencia a la insulina en las propias células alfa, que son las que deberían dejar de producir glucagón en presencia de insulina. La presencia de lípidos/ceramida provoca que la insulina no sea capaz de inhibir la secreción de glucagón.

Selección_508

Por tanto, la acumulación de lípidos en el páncreas puede ser relevante y de hecho coincide temporalmente con la T2D. Hay una doble consecuencia:

  1. Las células beta no funcionan bien, y no generan el pico inicial de insulina
  2. Las células alfa no funcionan bien, y no inhiben la secreción de glucagón en presencia de insulina

En pocas palabras, poco pico inicial de insulina y mucho glucagón respecto de una persona sana.

El pico inicial de insulina

En una persona sana la secreción de insulina tiene un pico inicial muy grande, que dura minutos (ver curva roja en la gráfica más abajo). Ese pico no contribuye demasiado a la cantidad total de insulina secretada, pero dado que las células alfa se encuentran pegadas a las células beta, sí inhibe de forma abrupta la secreción de glucagón (pues las células alfa sufren pared con pared esas altas concentraciones de insulina). No tiene efectos relevantes en el metabolismo periférico, en términos de cantidad de insulina, pero sí dentro del páncreas en términos de secreción de glucagón. También el hígado observa en esos minutos un cociente insulina/glucagón elevado (mucho freno y poco acelerador), lo que le lleva a almacenar glucosa como glucógeno en lugar de liberar más a sangre.

Selección_509

NOTA: como se muestra en la gráfica anterior, el glucagón no se hace cero con los picos de insulina. En el vídeo se nos cuenta que aunque se eliminen las células alfa del páncreas, sigue habiendo glucagón. Lo explican contando que también hay células alfa en el estómago. Se acaba de publicar algo al respecto (ver)

En la T2D no hay pico inicial de insulina y además las células alfa son resistentes a la insulina. El glucagón no sólo no se suprime, sino que puede hasta aumentar. El reducido cociente insulina/glucagón le dice al hígado que hay que seguir volcando glucosa al plasma sanguíneo. No estamos consiguiendo controlar la glucemia.

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Algunas frases del vídeo

“Insulin is vital for lipogenesis” (min 34)

La insulina es vital para la lipogénesis

“without insulin you can’t get fat” (min 35)

sin insulina no se puede engordar

“hyperinsulinemia stimulated by the diet is responsible for the obesity and for the very mild T2D that may occur” (min 35)

la hiperinsulinemia estimulada por la dieta es responsable de la obesidad y de la muy suave T2D que se puede producir.

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