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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Lesiones del hipotálamo ventromedial

Following ventromedial hypothalamus lesion in rodents, fat cells are initially insulin sensitive, directing calories to fat storage in the presence of hyperinsulinemia. Insulin sensitivity decreases later, with progressive weight gain. This sequence of events shows how static analyses late into disease development can be misleading (fuente)

Después de la lesión ventromedial del hipotálamo en roedores, las células grasas son inicialmente sensibles a la insulina, dirigiendo las calorías al almacenamiento de grasa en presencia de hiperinsulinemia. La sensibilidad a la insulina disminuye más tarde, con aumento de peso progresivo. Esta secuencia de eventos muestra cómo los análisis estáticos en etapas tardías en el desarrollo de la enfermedad pueden ser engañosos

Las células beta del páncreas miden los niveles de glucosa en sangre y segregan insulina en consecuencia (ver). Pero el cerebro tiene mecanismos protectores que pueden alterar esa respuesta: el cerebro posee neuronas sensibles a los niveles de glucosa (ver) y puede tratar de corregir esos niveles si se salen de lo normal, alterando la secreción de insulina en el páncreas (ver).

¿Qué sucedería si una lesión en el cerebro, que como acabamos de ver influye en la secreción de insulina, hiciera que ésta estuviera crónicamente aumentada? La respuesta es: ganancia de peso incontrolable.

Hypothalamic obesity is a devastating complication in children surviving brain tumors and/or cranial irradiation.[…] VMH dysfunction promotes excessive caloric intake and decreased caloric expenditure, leading to continuous and unrelenting weight gain. Attempts at caloric restriction or pharmacotherapy with adrenergic or serotonergic agents have previously met with little or only brief success in treating this syndrome (fuente)

La obesidad hipotalámica es una complicación devastadora en los niños que sobreviven a tumores cerebrales y/o irradiación […] craneal. La disfunción en el hipocampo ventromedial promueve el consumo excesivo de calorías y la disminución del gasto calórico, lo que produce un aumento de peso continuo e implacable. Los intentos de restricción calórica o farmacoterapia con agentes adrenérgicos o serotoninérgicos han tenido poco éxito o solo un breve éxito en el tratamiento de este síndrome.

¿Incontrolable porque la gente no cumple con la dieta? ¿Tanto les cuesta “comer menos”? Supongo que sí cuesta, cuando un desajuste hormonal incrementa crónicamente tu apetito. Si tu cuerpo te pide comer más, no sé hasta qué punto es razonable pedirle a alguien que contenga esa necesidad indefinidamente. Pero no sólo es una cuestión de excesiva ingesta. En general el efecto de las lesiones que causan obesidad es tanto a) un aumento de los niveles de insulina como b) un incremento en el apetito (lo que, por otro lado sugiere que la insulina no es una hormona que promueva la saciedad [ver]). Lo interesante es que en ausencia de hiperfagia (i.e. ingesta por encima de lo normal) también se produce acumulación de grasa corporal. O, dicho de forma más clara: en presencia de niveles crónicamente elevados de insulina puede existir acumulación de grasa corporal aunque no se coma “de más”.

Neuronal control of peripheral insulin sensitivity and glucose metabolism

The brain launches an adaptive and protective counter-regulatory response when glucose levels fall out of range. The VMH (Fig. 2) is known to be particularly important for this counter-regulatory response. Glucose-sensing mechanisms in VMH neurons, which are excited or inhibited by local changes in ambient glucose concentrations, and exert important roles in maintaining energy balance and glucose metabolism, have been carefully analysed, in particular in VMH neurons expressing steroidogenic factor-1 (SF-1) and/or the gene encoding glucokinase.

El cerebro lanza una respuesta contrarreguladora adaptativa y protectora cuando los niveles de glucosa caen fuera de rango. Se sabe que el VMH [ hipotálamo ventromedial ] (figura 2) es particularmente importante para esta respuesta contrarreguladora. Los mecanismos de detección de glucosa en neuronas VMH, que son excitados o inhibidos por cambios locales en las concentraciones de glucosa ambiente y que desempeñan papeles importantes en el mantenimiento del equilibrio energético y el metabolismo de la glucosa, han sido cuidadosamente analizados, en particular en las neuronas VMH que expresan el factor 1 esteroidogénico (SF -1) y/o el gen que codifica la glucoquinasa.

En la figura se representa que el cerebro influye en la secreción de hormonas en el páncreas:

Sensing hypoglycemia: the ventromedial hypothalamus

Alternatively one may ask: when peripheral hypoglycemia is induced by insulin, does continued supply of glucose to the VMH prevent the peripheral neurohumoral counterregulatory response? This question has been studied in a recent and most remarkable piece of work in which the authors were able to demonstrate the central role of the VMH in sensing and responding to hypoglycemia (8). Indeed, they showed that in awake rats, local perfusion of glucose to the VMH by a microdialysis technique blocks counterregulation during systemic hypoglycemia (8). Most of the counterregulatory responses were abrogated.

Alternativamente, uno puede preguntarse: cuando la insulina induce hipoglucemia periférica, ¿el suministro continuo de glucosa al VMH previene la respuesta contrarreguladora neurohumoral periférica? Esta pregunta ha sido estudiada en un reciente y muy notable trabajo en el que los autores pudieron demostrar el papel central del VMH en la detección y respuesta a la hipoglucemia (8). De hecho, mostraron que en ratas despiertas, la perfusión local de glucosa al VMH mediante una técnica de microdiálisis bloquea la contrarregulación durante la hipoglucemia sistémica (8). La mayoría de las respuestas contrarreguladoras fueron eliminadas.

Hyperinsulinemia and Glucose Tolerance in Obese Rats With Lesions of the Ventromedial Hypothalamus: Dependence on Food Intake and Route of Administration

obesity induced by VMH damage may be considered a consequence of hyperinsulinemia occurring even in the absence of hyperphagia, as has been indicated earlier in hypophysectomized rats

la obesidad inducida por el daño de VMH puede considerarse una consecuencia de la hiperinsulinemia que se produce incluso en ausencia de hiperfagia, como se indicó anteriormente en ratas hipofisectomizadas

“una consecuencia de la hiperinsulinemia que se produce incluso en ausencia de hiperfagia”

Octreotide Therapy of Pediatric Hypothalamic Obesity: A Double-Blind, Placebo-Controlled Trial

This study suggests that insulin hypersecretion may be responsible both for weight gain and feelings of malaise in subjects with hypothalamic obesity.

Este estudio sugiere que la hipersecreción de insulina puede ser responsable tanto del aumento de peso como de la sensación de malestar en sujetos con obesidad hipotalámica.

Suppression of insulin secretion is associated with weight loss and altered macronutrient intake and preference in a subset of obese adults

In a rat model of obesity, lesions of the ventromedial hypothalamus (VMH) cause excessive insulin secretion, hyperphagia, and intractable weight gain, which can be blocked by pancreatic vagotomy.

En un modelo de obesidad en ratas, las lesiones del hipotálamo ventromedial (VMH) causan una secreción excesiva de insulina, hiperfagia y aumento de peso intratable, que puede bloquearse mediante la vagotomía pancreática.

“que puede bloquearse mediante la vagotomía pancreática”

Independence of food intake and obesity following ventromedial hypothalamic lesions in the rat

Despite the fact that the food intake of control and non-hyperphagic rats was not significantly different, the non-hyperphagic rats had a significantly greater percentage of body fat than did the controls

A pesar del hecho de que la ingesta de alimentos de las ratas control y no-hiperfágicas no fue significativamente diferente, las ratas no-hiperfágicas tenían un porcentaje significativamente mayor de grasa corporal que los controles

Nótese que en las ratas no-hiperfágicas no ha habido ganancia de peso respecto de las ratas control, y sin embargo sí han acumulado grasa corporal. Usando la terminología pseudocientífica del balance energético, diríamos que han acumulado grasa corporal sin “balance energético positivo” (ver). No es la primera vez que vemos este resultado (ver).

Ganar grasa corporal viene de tomar más calorías de las que quemas. Cualquier persona que pueda probar lo contrario seguramente ganará un premio Nobel de Física por refutar la primera ley de la termodinámica. (fuente)

Acabamos de ver un ejemplo de acumulación de grasa corporal “sin tomar más calorías de las que quemas”. Ya podemos reclamar el Nobel en Broscience.

Hypothalamic Obesity In Rats Without Hyperphagia

VMM lesions must have caused, in addition to hyperphagia, other primary (not secondary to hyperphagia) disturbances contributing to the development of this obesity. Since the lesioned rats did not outgain the controls in weight (338 g for the lesioned rats and 355g for the controls), but accumulated more than twice the amount of fat, the other body components of the former, therefore, must have been less.

Las lesiones de VMM deben haber causado, además de hiperfagia, otras alteraciones primarias (no secundarias a la hiperfagia) que contribuyen al desarrollo de esta obesidad. Dado que las ratas lesionadas no superaron a las ratas control en peso (338 g para las ratas lesionadas y 355g para los controles), pero sí acumularon más del doble de grasa corporal, otros componentes del cuerpo de las primeras deben, por lo tanto, haber decrecido.

Nótese la causalidad: no se acumula grasa corporal por ser excesiva la ingesta, que no lo es, sino todo lo contrario: el resto de órganos y tejidos se han quedado sin suficientes nutrientes porque se está engordando.

Para centrar un poco el tema, ¿qué es engordar? Es la acumulación de grasa en los adipocitos. No es comer más de lo que se gasta. Hasta es posible que se gaste lo que no se engorda, en lugar de que se engorde lo que no se gasta. Miguel Franco

Bilateral hypothalamic lesions in rats were so placed as to produce increased appetite for food. Controls had a sham operation. The rats with lesions were paired with controls and allowed the quantity of food voluntarily consumed by the controls. […] There was no difference in bodyweight increase between rats with and without lesions, but in the first experiment the mean body fat contents were 30.5 ± 9.1 and 15.3 ± 3.3 per cent., respectively.

Las lesiones hipotalámicas bilaterales en ratas se ubicaron de manera que produjeran un aumento en el apetito. Los controles sufrieron una operación simulada. Las ratas con lesiones se emparejaron con ratas controles y se les permitió comer la misma cantidad voluntariamente consumida por los controles. […] No hubo diferencias en el aumento del peso corporal entre las ratas con y sin lesiones, pero en el primer experimento el contenido medio de grasa corporal fue de 30.5 ± 9.1 y 15.3 ± 3.3 por ciento, respectivamente.

Nuevamente, acumulación de grasa corporal sin “exceso de energía”, concepto siempre falaz, por otro lado (ver).

Chronic reduction of insulin receptors in the ventromedial hypothalamus produces glucose intolerance and islet dysfunction in the absence of weight gain

We have reported that chronic knockdown of insulin receptors in the ventromedial hypothalamus reduces insulin secretory responses to a standardized hyperglycemic stimulus (fuente)

Hemos informado que eliminación crónica de los receptores de insulina en el hipotálamo ventromedial reduce las respuestas secretoras de insulina a un estímulo hiperglucémico estandarizado

Effect of Vagotomy and Vagal Stimulation on Insulin Secretion

Following vagotomy, a fall in portal vein insulin levels occurs. Following stimulation of both the right and left vagus, insulin levels rise abruptly, peak within five minutes and rapidly return to baseline levels.

Después de la vagotomía, ocurre una caída en los niveles de insulina de la vena portal. Después de la estimulación del vago derecho e izquierdo, los niveles de insulina aumentan abruptamente, alcanzan el máximo en cinco minutos y vuelven rápidamente a los niveles basales.

Hyperinsulinemia: a Cause of Obesity?

prevention of hyperphagia following the VMH lesion is achieved by limiting caloric intake to that of sham-operated controls. This does not prevent the induction of HI or accumulation of fat [53, 54]. Lastly, VMH lesions in weanling rats do not induce hyperphagia but still result in HI and accumulation of fat [55]. Multiple groups noted a direct correlation between the change in body weight and the degree of HI following VMH lesion

la prevención de la hiperfagia posterior a la lesión de VMH se logra al limitar la ingesta calórica igualándola con la de los controles operados en falso. Esto no evita la inducción de hiperinsulinemia ni la acumulación de grasa. Por último, las lesiones de VMH en ratas destetadas no inducen hiperfagia, pero aún así resultan en hiperinsulinemia y acumulación de grasa. Múltiples grupos de investigación notaron una correlación directa entre el cambio en el peso corporal y el grado de hiperinsulinemia después de la lesión VMH

The rise, fall, and resurrection of the ventromedial hypothalamus in the regulation of feeding behavior and body weight

Lesion studies with weanling rats and adult pair-tube-fed rats, as well as recent studies of knockout mice deficient in the orphan nuclear receptor steroidogenic factor 1, indicate that VMH lesion-induced obesity is in large part a metabolic obesity (due to autonomic nervous system disorders) independent of hyperphagia.

By using pancreatic transplants in diabetic rats, Inoue et al. [181] demonstrated that the rise in basal insulin levels is neurally mediated and not the result of blood-borne factors.

After the ingestion of food, there is a preabsorptive (cephalic) phase of insulin response and a postabsorptive response, and both are also exaggerated by VMH lesions (e.g.,[250,381]). Postabsorptive insulin levels and weight gains are highly correlated [178]. In normal animals, vagal stimulation increases insulin secretion and vagal transections lower plasma insulin levels [127]. Initial studies found that VMH obesity could be prevented or reversed in rats made diabetic by pancreatectomy or injections of alloxan or streptozotocin [123,419,422].

However, even male rats with VMH lesions that fail to gain excess weight develop significantly greater amounts of body fat than controls [323], again demonstrating that the lesions result in a primary metabolic disturbance independent of hyperphagia.

Los estudios de lesiones con ratas destetadas y ratas alimentadas por sonda adulta, así como estudios recientes de ratones knock-out deficientes en el factor 1 esteroidogénico del receptor nuclear huérfano, indican que la obesidad inducida por VMH es en gran parte una obesidad metabólica (debido a trastornos del sistema nervioso) independiente de la hiperfagia.

Mediante el uso de trasplantes de páncreas en ratas diabéticas, Inoue et al. [181] demostraron que el aumento en los niveles de insulina basal es mediado neuronalmente y no el resultado de factores transmitidos por la sangre.

Después de la ingestión de alimentos, hay una fase de preabsorción (cefálica) en la respuesta a la insulina y una respuesta de postabsorción, y ambas también son exageradas por las lesiones de VMH (p. Ej., [250,381]). Los niveles de insulina postabsorción y las ganancias de peso están altamente correlacionados [178]. En animales normales, la estimulación vagal aumenta la secreción de insulina y las transecciones vagales disminuyen los niveles de insulina en plasma [127]. Los estudios iniciales encontraron que la obesidad VMH podría prevenirse o revertirse en ratas diabéticas por pancreatectomía o inyecciones de alloxan o estreptozotocina [123,419,422].

Sin embargo, incluso las ratas macho con lesiones VMH que no logran ganar peso excesivo desarrollan cantidades significativamente mayores de grasa corporal que los controles [323], lo que demuestra una vez más que las lesiones provocan una alteración metabólica primaria independiente de la hiperfagia.

“obesidad metabólica independiente de la hiperfagia”

“alteración metabólica primaria independiente de la hiperfagia”

“Los niveles de insulina postabsorción y las ganancias de peso están altamente correlacionados”

Si es posible engordar sin comer “más de la cuenta”, ¿por qué seguimos insistiendo en que según las leyes de la física engordamos porque comemos demasiado? Quizá porque hay mucho ego obeso que prefiere irse a la tumba propagando pseudociencia y dañando la salud de la gente, antes que reconocer haber estado equivocado.

Leer más:

 

Insulina y engorde (en ratones)

Insulin selectively reduces mitochondrial uncoupling in brown adipose tissue in mice

Dos grupos de ratones: a uno le inyectan insulina y al otro placebo.

Ingesta acumulada (g) en 24h al final del experimento. En negro el grupo de la insulina, en blanco el del placebo (PBS):

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Importantly, food intake between the two groups did not differ significantly

De forma relevante, la ingesta de comida entre los dos grupos no difirió de forma significativa.

El grupo de la insulina aumentó claramente su peso corporal, no así el del placebo. Y como resalto en la figura, el grupo de la insulina acumuló grasa corporal en los depósitos inguinal y perirrenal.

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Similar ingesta energética pero acumulan más grasa corporal. ¿Viola esto alguna ley de la física? No. Esos ratones tienen menos energía disponible para disipar (porque parte se ha almacenado como grasa corporal), lo que es coherente con un mayor aprovechamiento de los sustratos disponibles, por ejemplo mediante una reducción del desacoplamiento de las proteínas desacopladoras (UCP). En la imagen se muestran datos de la UCP1 en depósitos subcutáneo e interescapular, claramente reducida en el grupo que más engorda:

imagen_1966

Si la insulina engordara a través de un incremento en la ingesta energética, como algunos autores proponen (ver), cabría esperar un menor aprovechamiento de la comida, pues sería consumida en “exceso” de las necesidades. Pero lo que se ve es un mayor aprovechamiento, lo que sugiere que la causalidad puede ser la opuesta: el resto del cuerpo dispone de lo que no se almacena como grasa corporal (ver). Esa explicación es, además, coherente con cómo es el engorde cuando inyectamos insulina (ver,ver).

insulin activates enzymatic processes involved in adipose lipid storage and reduces unnecessary energy expenditure in adipose tissue, lowering metabolic rate.

¿Gastan menos porque al estar engordando hay menos que gastar o, por el contrario, engordan porque gastan menos y la ingesta se vuelve “excesiva“? Que nos hagamos esa pregunta es un primer paso para entender por qué la teoría del balance energético es charlatanería pseudocientífica (ver,ver).

Leer más:

La vena portal hepática y la grasa visceral (III)

Hace ya un tiempo dediqué un par de entradas del blog a elucubrar sobre las causas de la acumulación de grasa visceral:

El experimento que voy a contar, del que ya escribí algo en esta entrada, guarda mucha relación con la idea principal de esas dos entradas.

Effect of high sucrose feeding on fat accumulation in the male Wistar rat

Esencialmente tenemos dos grupos de ratas a los que les damos:

  • la misma cantidad de calorías, y
  • la comida tiene exactamente la misma distribución de macronutrientes.

La diferencia es que el chow normal del grupo control se combina con almidón (un tipo de carbohidratos) y en el grupo de intervención en lugar de almidón se emplea sacarosa (o sea azúcar, otro tipo de carbohidratos):

The control group was maintained on a diet consisting of a mixture of starch and ordinary chow (3.8 kdg; starch 1: ordinary rat chow 1 wt/wt; ordinary rat chow, Oriental Yeast, Tokyo, Japan) containing 81.33% carbohydrates, 12.67% proteins, and 6.01% fat (by calories). The high sucrose diet consisted of a mixture of sucrose and ordinary chow (3.8 kcal/g; sucrose 1: ordi- nary rat chow 1 wt/wt) containing 81.33% carbohydrates, 12.64% proteins, and 6.01% fats (by calories). The animals were allowed to eat and drink water ad libi- tum for 4 or 12 weeks (4 weeks: each group n=9; 12 weeks: control diet n=8; high sucrose diet n4). Body weight and food intake were measured weekly.

Como vemos en las figuras, misma ingesta energética (gráfica de la izquierda), pero mayor acumulación de grasa corporal en el grupo que consumía azúcar (barras grises) que en el que consumía almidón (barras blancas). Se nos dan medidas pasadas 4 semanas y pasadas 12 semanas en dos depósitos de grasa corporal: subcutánea (gráfica central) y mesentérica (gráfica en parte derecha).

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Acumularon grasa corporal pero no peso corporal, así que no sólo ganaron grasa corporal, sino que seguramente perdieron músculo:

No difference in the daily caloric intake was observed between controls and rats fed high sucrose diet at 4 weeks and 12 weeks (Figure 1). No significant difference in body weight gain was observed either between the two dietary groups (Figure 2).

No se observó ninguna diferencia en la ingesta calórica diaria entre los controles y las ratas alimentadas con una dieta alta en sacarosa a las 4 semanas y 12 semanas (Figura 1). No se observó ninguna diferencia significativa en el aumento de peso corporal entre los dos grupos dietéticos (Figura 2).

Vimos esto mismo en humanos no hace demasiado (ver). Los charlatanes que dicen que acumulamos grasa corporal porque comemos “más de la cuenta” tendrían que explicar cuál de los dos grupos de ratas ha comido más de la cuenta en este experimento. Mismas leyes de la física en ratas y en humanos, no lo olvidemos.

Hasta ahí, más o menos es repasar lo que ya habíamos visto en el blog. Los hallazgos de los experimentadores que quiero resaltar en este momento son:

  • Encontraron una elevada correlación entre la concentración de insulina en la vena portal y la grasa visceral (mesentérica).
  • Encontraron una elevada correlación entre la concentración de insulina en la vena cava inferior y la grasa subcutánea.
  • Conforme progresó el engorde, la relación entre insulina y grasa acumulada se atenuó.

La relación local entre insulina y grasa acumulada en ambos casos hace pensar que la causalidad es que la insulina engorda directamente el tejido adiposo. Esta relación local no es compatible con la pseudociencia del balance energético. No me entretengo con esto, pues creo que la idea está suficientemente desarrollada en esta otra entrada. Pero, además, esa relación apoyaría la hipótesis que lancé en las entradas que he citado al inicio de este artículo (ver): la causa principal de la grasa visceral pueden ser anormales picos de insulina en la vena portal.

Por otro lado, conforme el tejido adiposo aumenta de tamaño, aumenta su resistencia a seguir engordando (ver), lo que según los autores de este estudio explicaría que la relación entre insulina y grasa acumulada cambie de pendiente, atenuándose. O, en otras palabras, no encontrar una fuerte relación entre insulinemia y grasa corporal cuando ya se ha engordado no significa que la insulina no haya sido la causa de ese engorde. Esa misma idea la comenté en unas entradas acerca de la resistencia a la insulina (ver). Es especialmente así si la concentración de insulina no se compara con la grasa corporal en su zona física de influencia durante la fase de aumento de peso.

the positive correlation between the weight of abdominal subcutaneous fat and basal IRI levels in the inferior vena cava (Figures 5 , 6) indicates that these fat depositions might reflect peripheral hyperinsulinemia just as the correlation between mesenteric fat and portal IRI. […] There was no significant relationship between abdominal subcutaneous fat weight and IRI levels in the portal vein.

la correlación positiva entre el peso de la grasa subcutánea abdominal y los niveles basales de insulina en la vena cava inferior (Figuras 5, 6) indica que estas deposiciones de grasa podrían reflejar hiperinsulinemia periférica exactamente igual que la correlación entre la grasa mesentérica y la insulina portal. […] No hubo una relación significativa entre el peso de la grasa subcutánea abdominal y los niveles de insulina en la vena portal.

Algunas citas del artículo:

Because of the positive correlation observed between the weight of mesenteric fat and the basal IRI levels in the portal vein (Figures 7, 8), we think these fat deposition might reflect portal hyperinsulinemia.

Debido a la correlación positiva observada entre el peso de la grasa mesentérica y los niveles basales de insulina en la vena portal (Figuras 7 y 8), creemos que esta deposición de grasa podría reflejar hiperinsulinemia portal.

Anatomically, mesenteric fat is supposed to be confronted directly with high concentrations of insulin secreted from the pancreas. In female rats, Keno et al. (14) have reported that a high sucrose diet increased mesenteric fat, but not abdominal subcutaneous fat, which is in agreement with our results from the 4-week experiment.

Anatómicamente, se supone que la grasa mesentérica se enfrenta directamente con altas concentraciones de insulina secretada por el páncreas. En ratas hembras, Keno et al. (14) han informado que una dieta alta en sacarosa aumentó la grasa mesentérica, pero no la grasa subcutánea abdominal, lo que está de acuerdo con nuestros resultados del experimento de 4 semanas.

We suggest that IRI in the portal vein is closely related to visceral fat accumulation and IRI in the inferior vena cava is closely related to abdominal subcutaneous fat accumulation.

Sugerimos que la insulina en la vena portal está estrechamente relacionada con la acumulación de grasa visceral y la insulina en la vena cava inferior está estrechamente relacionada con la acumulación de grasa abdominal subcutánea.

He representado superpuestas la relación entre grasa mesentérica e insulina a las 4 semanas (gráfica de la izquierda y recta roja en la de la derecha) y a las 12 semanas (gráfica de la derecha). Nótese que en ambos casos, no hay animales con alta insulina en la vena portal y poca grasa mesentérica. Es decir, si la insulinemia en la vena portal es elevada, hay alta cantidad de la grasa corporal mesentérica, es decir, en su zona de influencia.

 

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En este otro fragmento explican que, en su opinión, el cambio de pendiente en la gráfica anterior es causado por la resistencia a la insulina, a través de su efecto en la LPL:

Furthermore, the relationship between the IRI and mesenteric fat changed quite dramatically from 4 weeks to 12 weeks. In other words, this change from 4 weeks to 12 weeks indicates that the effect of insulin on mesenteric fat accumulation was decreased at 12 weeks compared with that of 4 weeks because the slope of correlation analysis of IRI and mesenteric fat declined from 4 weeks to 12 weeks. The exact mechanism for the decrease in the effect of insulin on mesenteric fat accumulation is unclear. However, we assume that this decrease is related to the decrease in the activity of LPL (lipoprotein lipase) resulted from insulin resistance. LPL is the key enzyme for hydrolysis of triglycerides-rich lipoproteins into monoacylglycerol and NEFA. These NEFAs are the major source of substrate for triglycerides formation in fat cells. Since LPL is involved in the regulation of triglycerides deposition in fat cell, LPL is potentially a key regulator of fat accumulation in various adipose areas. Regional differences have been shown not only for glucose metabolism and lipolysis but also for LPL activity (28). In adipose tissues insulin has the function to accelerate the synthesis of LPL. This effect of insulin on lipid metabolism has been shown to be decreased in case of insulin resistance (34).

suponemos que esta disminución está relacionada con la disminución de la actividad de la LPL (lipoproteína lipasa) como resultado de la resistencia a la insulina.

Esto puede ser muy relevante a la hora de interpretar ciertos resultados relativos a la insulina y la acumulación de grasa corporal.

Leer más:

“El excepcionalmente potente efecto engordante de la insulina, independientemente de las calorías consumidas”

Insulin increases ceramide synthesis in skeletal muscle

En este experimento los ratones reciben inyecciones de insulina. Como vemos en la gráfica (parte izquierda), en comparación con el grupo control, los ratones pinchados con insulina ganaron mucho más peso corporal. Pero según la segunda gráfica (parte derecha) el consumo de comida fue similar en ambos grupos de ratones.

insulin-injected animals gained significantly greater body weight (Figure 5(a)), despite similar food consumption (Figure 5(b))

los animales inyectados con insulina ganaron un peso corporal significativamente mayor (Figura 5 (a)), a pesar del similar consumo de alimentos (Figura 5 (b))

Los autores del experimento resaltaron en el título del artículo que la inyección de insulina aumentó la concentración de ceramidas en el tejido muscular (gráfica abajo izquierda), pero yo resaltaría también que esos ratones acumularon claramente más triglicéridos (gráfica abajo derecha) en el hígado comparados con el grupo control. Más insulina, más grasa en el hígado.

we observed a significant increase in body weight in the insulin-injected animals compared with the saline-injected mice (Figure 5(a)), despite no significant difference in food consumption. While the treatment period is relatively short, these findings nonetheless corroborate a substantial body of evidence showing the uniquely potent fattening effect of insulin [4953], regardless of calories consumed [5455].

observamos un aumento significativo en el peso corporal en los animales inyectados con insulina en comparación con los ratones inyectados con solución salina (Figura 5 (a)), a pesar de que no había una diferencia significativa en el consumo de alimentos. Si bien el período de tratamiento es relativamente corto, estos hallazgos corroboran, sin embargo, una cantidad sustancial de evidencia que muestra el excepcionalmente potente efecto engordante de la insulina, independientemente de las calorías consumidas.

“estos hallazgos corroboran, sin embargo, una cantidad sustancial de evidencia que muestra el excepcionalmente potente efecto engordante de la insulina, independientemente de las calorías consumidas”.

Leer más:

Recopilación de artículos acerca de la insulina

He creado un pequeño listado de experimentos y artículos que hemos visto en el blog relativos a los efectos fisiológicos de la insulina. Son 17 entradas muy interesantes.

1. La fisiología de engordar (3 de 9)

En este experimento una mayor/menor activación de las proteínas transportadoras FATP1, que son dependientes de la insulina, ha resultado en un mayor/menor engorde.

2. “El exceso de energía puede no compensar el efecto catabólico de la deficiencia de insulina”

En ausencia de insulina, las ratas perdían peso a pesar de estar alimentadas muy por encima de sus necesidades energéticas.

3. Sin acción de la insulina no hubo engorde (en ratones)

Anulando los receptores de insulina del tejido adiposo se engordó menos, a pesar de una ingesta mayor en términos relativos al propio peso.

4. Sin subida de la insulina en sangre no hubo engorde (en ratones)

Sin diferencias significativas en la ingesta energética ni en la actividad física, al reducir la secreción de insulina se evitó el engorde característico de las dietas engordantes para ratones.

Experimento con ratas en el que con idéntica ingesta energética e idénticos niveles de actividad física, la inyección de insulina produjo mayor acumulación de grasa corporal.

Experimento en ratones. Con menor ingesta energética la inyección de insulina produjo mayor acumulación de grasa corporal.

Sin diferencias en la ingesta energética, inyectar insulina produjo una mayor acumulación de grasa corporal. En ratas.

Experimento en personas a las que se inyecta insulina. La ingesta energética se redujo, pero los participantes ganaron 8.7 kg en seis meses.

9. Menos insulina, menos ganancia de peso a pesar de una mayor ingesta

Experimento con ratas. Con un fármaco se reducen los niveles de insulina en el periodo postabsortivo. Aunque esos animales comieron más que los animales control, ganaron menos peso corporal.

10. Insulina. ¿Fisiología o magia?

La inyección de insulina en ratas produjo acumulación preferentemente de grasa subcutánea, lo que es inconsistente con la hipótesis de que la insulina engorda a través de la ecuación matemática del balance energético.

11. Misma ingesta calórica, menos insulina, menos engorde (en roedores)

Los grupos de ratas tratados con metformina tuvieron una insulinemia más baja en ayunas y ganaron menos peso corporal que las ratas que consumían la misma dieta pero no fueron tratadas con metformina. Sin diferencias en la ingesta de alimentos.

Experimento en humanos. Sin diferencias en la ingesta energética ni en el reparto de macronutrientes, una dieta diseñada para producir una baja respuesta insulínica resultó en una mayor pérdida de peso corporal.

13. “La hiperinsulinemia fetal es la fuerza motriz del excesivo crecimiento del feto”. La hipótesis de Pedersen

Las concentraciones de insulina en el cordón umbilical se correlacionan fuertemente con el crecimiento fetal. En estudios en humanos y animales.

14. La ciencia es asín (I)

Misma dieta y misma cantidad de comida, y los ratones a los que se inyecta insulina acumulan grasa corporal, más cuanta más insulina se inyecta.

15. “El excepcionalmente potente efecto engordante de la insulina, independientemente de las calorías consumidas”

Los ratones pinchados con insulina ganaron mucho más peso corporal. El consumo de comida fue similar al del resto de ratones.

16. La vena portal hepática y la grasa visceral (III)

En este experimento se encontró una correlación entre el engorde sufrido en ciertas partes del cuerpo y la concentración de insulina que afectaba a esas partes del cuerpo.

17. Lesiones del hipotálamo ventromedial

Una lesión en el hipotálamo puede causar excesiva secreción de insulina, que viene acompañada por acumulación de grasa corporal incluso en ausencia de un incremento en la ingesta de comida .

 

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Café

Since caffeine persists in the system for four-six hours after consumption, continuous insulin resistance associated with regular caffeine-containing energy drink consumption in adolescents could contribute to increased metabolic risk in susceptible individuals later in life through persistent interference with their regular glucose metabolism. (fuente)

Como la cafeína persiste en el sistema durante de cuatro a seis horas después del consumo, la resistencia continua a la insulina asociada con el consumo de bebidas energéticas que contienen cafeína en los adolescentes podría contribuir a aumentar el riesgo metabólico más adelante en la vida en individuos susceptibles mediante la interferencia persistente con su metabolismo regular de la glucosa.

Los resultados de los experimentos que voy a comentar sugieren que el café y la cafeína no alteran la glucemia ni la insulinemia por sí mismos, pero sí empeoran la respuesta posterior a una carga de glucosa.

Energy drink consumption impairs oral glucose tolerance in adolescents: a randomized, double-blind, crossover pilot study

Participants received either 5 Hour Energy® or 5 Hour Energy Decaf® (randomized, double-blinded treatment order), followed 40 min later by a standard 2 hour OGTT. Both drinks were sugar free but contained a mixture of vitamins and minerals.

La bebida con cafeína resultó en una mayor glucemia y una mayor insulinemia en respuesta a una carga de glucosa.

Decaffeinated Coffee and Glucose Metabolism in Young Men

En el instante t=-60 min se administra una bebida que es:

  • agua caliente (placebo),
  • café con cafeína (Café Caf),
  • café sin cafeína (Café Decaf) o
  • cafeína en agua caliente (Caf).

En el instante t=0 (una hora después de la bebida) se administran 75 g de glucosa (también en forma de bebida). La peor respuesta (mayor glucemia con mayor insulinemia) se obtuvo con la bebida con sólo cafeína (curva verde), seguida muy de cerca por el café con cafeína (curva amarilla). Nótese que el café descafeinado (curva roja) no es inocuo.

INSULINEMIA                                                                  GLUCEMIA

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Caffeine ingestion elevates plasma insulin response in humans during an oral glucose tolerance test

Mismo resultado: la bebida con cafeína causa una peor respuesta al test de glucosa, con mayor glucemia y mayor respuesta insulínica.

A mí no me gustan estos resultados 😦