lunes, 30 de marzo de 2015

¿Y si hoy comemos carbohidratos? Comprendiendo el metabolismo de los hidratos de carbono

En una entrada anterior introdujimos las nociones básicas acerca de los hidratos de carbono y su papel en la alimentación del ser humano. Continuando con este paseo por el mundo de los glúcidos pasamos ahora a hablar acerca de su metabolismo y del funcionamiento de algunas hormonas implicadas él. Este post contiene una dosis algo densa de bioquímica y fisiología que no agradará a algunos, pero creo que es importante conocer estos aspectos de cara a entender el papel de los hidratos de carbono en la nutrición

Reacciones catabólicas de hidratos de carbono

Denominamos reacciones catabólicas a aquellas que tienen por objeto convertir moléculas complejas en otras más sencillas, obteniendo energía en el proceso. Vamos a centrarnos en las principales reacciones o procesos que engloban a los hidratos de carbono.

Digestión de hidratos de carbono de los alimentos

La digestión no constituye en sí misma una reacción catabólica, pero es imprescindible para absorber los hidratos de carbono presentes en los alimentos y poder disponer de ellos, por lo que la vamos a comentar brevemente. Los hidratos de carbono pueden encontrarse en la alimentación en diversas formas, aunque para facilitar la comprensión de los procesos de digestión y absorción vamos a distinguir cuatro tipos:
  • Monosacáridos: son las moléculas más simples, principalmente glucosa, fructosa y galactosa.
  • Disacáridos: formados por dos moléculas de glúcidos, por ejemplo la sacarosa, la lactosa y la maltosa.
  • Polisacáridos: formados por múltiples unidades de monosacáridos, a destacar amilosa y amilopectina (componentes del almidón vegetal).
  • Fibra: conjunto de moléculas de distinta longitud que no pueden ser digeridas ni absorbidas, como la celulosa o el almidón resistente.
A pesar de la amplia variabilidad de estructuras, los monosacáridos glucosa, fructosa y galactosa son los únicos glúcidos con buena absorción intestinal, por lo que disponemos de distintos mecanismos para convertir cualquier polisacárido a estas estructuras más simples.

El primer proceso es la digestión del almidón, que comienza en la boca por medio de la α-amilasa salival. Esta enzima actúa sobre los enlaces α-1-4 de la amilosa y la amilopectina cortando las largas cadenas de almidón en otros componentes de menor longitud (maltosa, maltotriosa y α-dextrina límite), pero no tiene actividad sobre los enlaces α-1-6 (ramificaciones) ni sobre los β-1-4 de la celulosa (por eso ésta no puede ser digerida). La α-amilasa salival se inactiva por el pH ácido del estómago por lo deja de tener acción cuando aún quedan moléculas de almidón por digerir. El páncreas produce α-amilasa de acción idéntica a su homóloga salivar pero con mayor tasa de actividad.


Los oligosacáridos que quedan tras los procesos de digestión del almidón así como otros glúcidos que han sido ingeridos llegan hasta duodeno y yeyuno, donde han de ser absorbidos. Allí, las células del epitelio intestinal cuentan con enzimas oligosacaridasas, que completan los procesos de digestión de los glúcidos hasta convertirlos en monosacáridos para ser absorbidos. Existen tres oligosacaridasas principales: maltasa, dextrinasa (o isomaltasa) y lactasa; y los productos de su acción son tres monosacáridos: glucosa, fructosa y galactosa.

Quedan sin digerir los componentes de la fibra alimentaria, algunos de los cuales al llegar al colon son parcialmente metabolizados por las bacterias de la flora intestinal dando lugar a ácidos grasos de cadena corta, que son absorbidos y sirven de energía para las células del intestino.

Glucolisis

La glucolisis es la vía de metabolización de la glucosa hasta ácido pirúvico para obtener energía en forma de ATP (adenosina trifosfato) y NADH (dinucleótido reducido de nicotinamida y adenina) a través de una secuencia de diez reacciones enzimáticas. Es considerada la reacción (o más propiamente hablando serie de reacciones) central del metabolismo de los hidratos de carbono, pues en sus distintas etapas pueden acceder otros hidratos de carbono (galactosa, fructosa).

La glucolisis es uno de los procesos metabólicos más antiguos conocidos. Puede ocurrir en presencia o ausencia de oxígeno (aerobiosis y anaerobiosis respectivamente), y está presente en la práctica totalidad de organismos vivos, desde las archeobacterias hasta el ser humano, con mínimas variaciones. Se especula que incluso pudiera haberse producido de forma espontánea en el océano durante el Eón Arcaico, hace 4000 millones de años.
La glucolisis tiene varios puntos de regulación, lo que indica que distintas moléculas intermediarias pueden acceder al ciclo en diferentes etapas, y que es posible incrementar o reducir la velocidad a la que se lleva a cabo en función de las necesidades. 

Así por ejemplo, la glucosa 6-fosfato actúa como indicador de los niveles de glucemia, ejerciendo una importante regulación; si estos son elevados la glucosa 6-fosfato bloquea la hexoquinasa (1) y en lugar de proseguir con la glucolisis hasta piruvato puede pasar a convertirse en glucosa 1-fosfato y pasar a otra vía para la síntesis de glucógeno. La glucosa es el único carbohidrato de origen alimentario que es sustrato de la hexoquinasa, por lo que la ingesta de fructosa u otros monosacáridos como endulzantes "saltan" este punto de regulación. Los niveles de energía, en forma de ATP, regulan la actividad de otras dos enzimas, la fosfofructo quinasa (3) y la piruvato quinasa (10). Estas tres reacciones son irreversibles.
El balance final de la glucolisis es el siguiente:
Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O

El ácido pirúvico puede, a partir de aquí, tomar diversas vías, entrando al ciclo de Krebs para continuar proporcionando energía, ser fermentado hasta ácido láctico, reconvertirse en glucosa vía gluconeogénesis, servir para la síntesis de ácidos grasos, convertirse en el aminoácido alanina o incluso en etanol.

Fructolisis

La fructosa, a diferencia de la glucosa, es metabolizada casi completamente en el hígado, siendo su metabolismo en otros células reducido o inexistente. La fructosa es transformada en fructosa 1-fosfato por la enzima fructoquinasa, y se escinde por acción de la aldolasa en gliceraldehído y dihidroxiacetona fosfato. A través de distintas reacciones, estas moléculas pueden seguir las siguientes vías:
  • Síntesis de glucógeno. Es la vía preferente de destino de la fructosa, si bien está limitada por la capacidad del hígado para rellenar sus reservas de glucógeno.
  • Integración en la glucolisis y oxidación a piruvato. La dihidroxiacetona fosfato y el gliceraldehído pueden ser convertidos a gliceraldehído 3-fosfato, un intermediario de la glucolisis y la gluconeogénesis.
  • Formación de acetil Coenzima A y síntesis de triglicéridos. 
En términos generales y considerando una ingesta moderada de fructosa, aproximadamente la mitad de la fructosa consumida es transformada a productos del metabolismo de la glucosa y pasa a la glucolisis, en torno a un cuarto se convierte en lactato y el resto se acumula en forma de glucógeno. Cuando se excede la capacidad de glucógeno del hígado, la fructosa que  no pueda ser almacenada en esta forma pasa a otras vías para sintetizar ácidos grasos. El metabolismo de la fructosa y sus implicaciones se comenta más ampliamente en esta entrada.

Glucogenolisis

El glucógeno es la molécula polisacarídica en la que las células almacenan unidades de glucosa. Es un polímero ramificado, similar a la amilopectina de los almidones vegetales y contiene los dos tipos de enlaces que ya hemos visto:
  • α-1-4: enlaces lineales.
  • α-1-6: enlaces de las ramificaciones; aparecen en mayor proporción que en las amilopectinas.


La enzima glucógeno fosforilasa rompe un enlace terminal de la molécula de glucógeno dando una molécula de glucosa 1-fosfato, la cual es convertida a glucosa 6-fosfato por la enzima fosfoglucomutasa y se integra en la glucolisis. Sobre los enlaces α-1-6 actúa otra enzima denominada glucosidasa, que produce glucosa.

Reacciones anabólicas de hidratos de carbono

Denominamos reacciones anabólicas a aquellas que tienen por objeto sintetizar moléculas complejas a partir de otras más sencillas, consumiendo energía en el proceso.

Gluconeogénesis

Ciertos tipos celulares, como los eritrocitos o algunas células del sistema nervioso carentes de mitocondrias solo pueden usar glucosa como molécula dadora de energía. Dado que las reservas de glucógeno del organismo son limitadas y no podemos depender continuamente de alimentos, contamos con vías metabólicas capaces de fabricar glucosa a partir de otras moléculas:
  • Piruvato: su conversión en glucosa sigue un camino en sentido opuesto al de la glucolisis y hasta cierto punto paralelo, aunque varían las tres reacciones que, como comentamos anteriormente, son irreversibles en la glucolisis, y que en la gluconeogénesis emplean enzimas distintas.

  • Lactato: el lactato puede convertirse en piruvato por acción de la lactato deshidrogenasa.
  • Aminoácidos glucogénicos: todos los aminoácidos con la excepción de la leucina y la lisina pueden dar lugar a glucosa previa conversión a piruvato o a alguna de las moléculas intermediarias del ciclo de Krebs.
  • Glicerol: el glicerol es una molécula de tres átomos de carbono que forma parte de los triacilgliceroles, fosfolípidos y otras moléculas lipídicas, y que puede ser convertido en gliceraldehído 3-fosfato, un intermediario de la glucolisis y la gluconeogénesis.
El balance final de la gluconeogénesis, tomando como molécula inicial el piruvato, es el siguiente:

2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+ + 4 ATP + 2 GTP + 2 H2→  Glucosa + 2 NAD+ + 4 ADP + 2 ADP + 6 Pi 

Si se compara la energía producida en la glucolisis con la consumida en la gluconeogénesis salta a la vista que es un proceso energéticamente muy costoso, y que se gasta más energía en recomponer una molécula de glucosa que en romperla. Por eso, se entiende que esta vía debe ser imprescindible para garantizar la viabilidad de ciertas células, y que no se va a llevar a cabo salvo que el balance total de procesos del metabolismo resulte favorable.

Glucogenogénesis

Se denomina glucogenogénesis al proceso de síntesis de una molécula de glucosa a partir de un precursor monosacarídico, la glucosa 6-fosfato. Las moléculas de glucosa 6-fosfato son convertidas en glucosa 1-fosfato, que forma cadenas con enlaces α-1-4. Posteriormente se pueden formar ramificaciones con enlaces α-1-6 por adición de cadenas más pequeñas a la cadena principal.

La gluconeogénesis tiene lugar principalmente en el hígado y el tejido muscular, y está sometida a un estrecho control hormonal.

Insulina, hormonas maestra del metabolismo de los hidratos de carbono

Todos los procesos anteriormente comentados, así como otros que hemos dejado de nombrar por su menor interés, están finamente regulados por distintas hormonas, las cuales dirigirán el balance global del metabolismo de los hidratos hacia el anabolismo o el catabolismo en función de las necesidades del organismo. Hablar del metabolismo de los hidratos de carbono nos lleva ineludiblemente a hablar de la insulina. 

Efectos de la insulina

La insulina es una hormona polipeptídica producida por las células β de los islotes pancreáticos. Tras la ingesta de hidratos de carbono en una comida se produce una elevación de las concentraciones de insulina en sangre, que provoca una rápida captación de estos hidratos de carbono por los tejidos, induciendo su almacenamiento y utilización apropiados.


La insulina facilita la captación de glucosa en el músculo y el hígado, favorece la acción de las enzimas de la glucogenogénesis e inhibe la gluconeogénesis. Además, si la cantidad de carbohidratos ingeridos supera la capacidad de las células hepáticas la insulina induce su conversión a ácidos grasos, que serán posteriormente transportados hasta el tejido adiposo; aumenta la captación de glucosa por los adipocitos e impide la hidrólisis de los triglicéridos por inhibición de la lipasa sensible a insulina. También tiene influencia sobre el metabolismo de las proteínas, favoreciendo la captación de aminoácidos por las células, aumentando la síntesis de proteínas e inhibiendo su degradación.

En términos globales podemos decir que la insulina fomenta el empleo de hidratos de carbono como fuente de energía a la vez que impide el uso de los lípidos. Si la glucemia se eleva se secreta insulina, los hidratos de carbono se utilizan con fines energéticos y su exceso se almacena en forma de glucógeno y grasa; si la glucemia desciende, las células utilizarán las grasas como fuente de energía. Pero además, es una hormona imprescindible para el correcto metabolismo de grasas y proteínas.

Mecanismo de acción de la insulina y alteraciones

Ante una comida con una gran cantidad de hidratos de carbono se libera una gran cantidad de insulina con el objetivo de regular la glucemia sanguínea. La rápida llegada de insulina al torrente sanguíneo permite la entrada de glucosa en las células para ser utilizada como combustible y almacenarse en forma de glucógeno. Llegados a este punto es necesario aclarar (que no desmentir) un mito bastante extendido: "el exceso de carbohidratos de almacena en forma de grasa". Es cierto, como hemos explicado, que una vez se ha superado la capacidad del hígado para almacenar glucógeno, la glucosa puede transformarse en ácidos grasos (lipogénesis) para su reserva en el tejido adiposo; sin embargo, este es un proceso relativamente lento, necesitándose ingestas muy abundantes e incluso más de una comida para que comience este proceso. Facilitan la lipogénesis algunos factores, como la dieta alta en hidratos de carbono de forma crónica (pues los depósitos de glucógeno ya estarán llenos previamente) o el consumo de altas cantidades de fructosa (que solo puede almacenarse como glucógeno hepático pero no muscular).

Ya hemos visto que la insulina se secreta con el objetivo principal de controlar los niveles de glucemia, pero ni son los carbohidratos el único macronutriente que estimula la secreción de insulina, ni la función de ésta es únicamente el manejo de los hidratos de carbono. Comidas que contienen baja cantidad de hidratos de carbono también provocan la secreción de insulina, concepto importante y que tenemos que tener claro para no caer en la falsa creencia de que "la insulina nos hace engordar". Se han estudiado los efectos de un gran número de alimentos sobre la secreción de insulina, descubriéndose que algunas sustancias como la carne de res, el suero de leche (whey), o incluso el aminoácido leucina provocan elevaciones en la secreción de insulina que pueden llegar a alcanzar la misma magnitud que se produciría con el consumo de hidratos de carbono.


Parece entonces poco lógico decir que la insulina es causante de obesidad o que que mantener niveles bajos de insulina nos permitiría adelgazar, y que el consumo crónico y por encima de los límites de tolerancia de cada persona de hidratos de carbono juega un papel más importante en este fenómeno.

En individuos sanos existen dos ritmos de secreción de insulina que se superponen: uno basal, que regula constantemente los niveles de glucemia; y uno en forma de picos como respuesta a las comidas, que facilita la utilización de los nutrientes ingerido; la producción de estos picos de insulina es una situación fisiológica, y es imprescindible para la correcta regulación del metabolismo energético. En personas sanas se repite un ciclo constante de hiperglucemia - hiperinsulinemia - hipoglucemia reactiva a lo largo del día, cuyas oscilaciones serán tanto más pronunciadas conforme mayor sea la cantidad de hidratos de carbono que se consume.

Cuando se produce una ingesta excesiva a lo largo de los años tiene lugar una serie de consecuencias negativas; así, por ejemplo, las grandes hiperglucemias seguidas de hipoglucemias posprandiales pronunciadas alteran los ritmos de hambre y saciedad, obligando a comer continuamente y desarrollando un apetito dirigido a los productos de mayor densidad calórica y altos en hidratos de carbono refinados. La conjunción de éste y otros factores (sedentarismo, obesidad) dan lugar a alteraciones a nivel celular (reducción de transportadores de glucosa GLUT4, aumento de productos de glicosilación, etc) que hacen necesarios cada vez mayores niveles de insulina para conseguir los mismos efectos sobre el control de la glucemia, lo que puede dar lugar a la aparición de resistencia a la insulina.

Otras hormonas implicadas en el metabolismo de los hidratos de carbono

El metabolismo energético está ampliamente controlado, y existen otras cuatro hormonas que actúan en equilibrio con la insulina para este propósito. El glucagón induce la glucogenolisis y la gluconeogénesis en situaciones de hipoglucemia. La hormona del crecimiento (GH) y el cortisol aumentan sus niveles en situaciones de hipoglucemia, estimulando el metabolismo lipídico. La adrenalina, por su parte, eleva la glucosa en periodos de estrés, pero también incrementa las concentraciones de ácidos grasos libres.

Glucagón

Entre comidas, la falta de insulina y el aumento de glucagón facilitan la disposición de unidades de glucosa que puedan ser utilizadas como fuente de energía. El glucagón fomenta la glucogenolisis y la gluconeogénesis, empleando aminoácidos cuando ya no queda glucógeno disponible. Aunque clásicamente se ha señalado su efecto estimulador de la lipasa en las células del tejido adiposo proveyendo ácidos grasos para su degradación, éste es un efecto que actualmente ha sido puesto en duda.

Debe existir un equilibrio constante entre insulina y glucagón, de modo que los niveles de glucemia se mantengan aproximadamente constantes, evitando picos excesivos y caídas bruscas.

Hormona del crecimiento

Insulina y GH actúan de forma sinérgica favoreciendo el crecimiento celular, aunque no lo hacen de forma sincrónica. La hormona del crecimiento es secretada por la hipófisis anterior en forma de picos y siguiendo un ritmo circadiano con una mayor tasa de producción durante el sueño. Actúa sobre el hígado para producir IGF-1 (factor de crecimiento insulínico), molécula efectora de las acciones de la GH, que permite el desarrollo y crecimiento del tejido muscular, el cartílago, los huesos, la piel, las neuronas y las células sanguíneas entre otros. Esta hormona es estructuralmente similar a la insulina y actúa sobre sus mismos receptores, pero se produce en circunstancias diametralmente opuestas, es decir, cuando los niveles de glucosa en sangre son bajos.

Por tanto, para que ambas hormonas puedan llevar a cabo sus funciones de la forma más eficiente posible resulta imprescindible la diferenciación de dos estados metabólicos: la abundancia y la escasez de glucosa; y se entiende que en un escenario con altas concentraciones de glucosa e insulina se produzca una menor actividad de la GH (como puede ocurrir en personas obesas).

Cortisol

El cortisol es una hormona producida por la corteza suprarrenal y que juega un papel importante en situaciones de estrés. Sus múltiples funciones van encaminadas a la adaptación a situaciones estresantes, como un descanso insuficiente, una actividad física excesiva, o una hipoglucemia. Actúa sobre el metabolismo de hidratos de carbono, grasas y proteínas; y aumenta la disponibilidad de glucosa. Su secreción sigue también un ritmo circadiano, con un pico en los momentos previos al despertar, por lo que cumpliría una función de "despertador fisiológico". El estrés excesivo y los niveles continuamente altos de glucosa en sangre pueden alterar el ritmo de secreción de cortisol, dando lugar a patrones de producción disfuncionales o en cantidades excesivas.

Catecolaminas

Las catecolaminas (adrenalina, noradrenalina) son moléculas producidas por la médula suprarrenal, y regulan los ajustes rápidos a situaciones de estrés, modificando múltiples ritmos y funciones corporales. 

En cuanto al metabolismo energético, la acción global de la adrenalina consiste en aumentar la disponibilidad de sustratos energéticos llevando a cabo una serie de acciones como el aumento de la glucogenolisis muscular y la lipogénesis en el tejido adiposo, la disminución de la producción de insulina y el aumento de la producción de glucagón.





Bibliografía


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Capítulo 78. Insulina, glucagón y diabetes mellitus. En: Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. 12ª Edición. Elsevier Health Sciences, Aug 30, 2011

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viernes, 20 de marzo de 2015

Hambre y saciedad (1ª parte): mecanismos de regulación y cómo comemos

"Saber comer es saber vivir"
Confucio

La alimentación es una de las funciones básicas o vitales de todo ser vivo. Por medio de los alimentos nos proveemos de todas aquellas sustancias que son necesarias para el correcto funcionamiento del organismo y el desarrollo del resto de funciones vitales. La alimentación es, por tanto, un proceso imprescindible para la vida y esto, aunque pueda parecer una afirmación lógica, es algo que no se entiende totalmente o de lo que se tiene una visión parcial. En el mal llamado mundo desarrollado o primer mundo, la sociedad se ha acostumbrado a una disponibilidad continua de alimentos y la abundancia es la norma, pero lo cierto es que la especie humana se ha desarrollado y evolucionado en un contexto diametralmente opuesto.

La hiperfagia de nuestros días ejerce una serie de efectos sobre nuestro cuerpo que pueden llevar al desarrollo de múltiples enfermedades. Los malos hábitos alimenticios, y no solo en lo que respecta a alimentos saludables o perjudiciales, sino también a las prácticas y conductas anormales, suponen un desequilibrio de muchos sistemas biológicos y constituyen una parte importante en el problema de la obesidad actual y patologías relacionadas. 

En la entrada de hoy vamos a comentar los mecanismos con que cuenta el cuerpo humano para la regulación de la alimentación, el hambre y la saciedad; y qué otros factores nos inducen a alimentarnos de la forma en que lo hacemos.

También puedes consultar otras entradas de esta serie:

Control neuroendocrino del hambre y la saciedad

Existe un complejo entramado de señales químicas encargadas de regular la ingesta de alimentos y el balance energético. Sería correcto hablar de un auténtico circuito de hambre-saciedad, que integra un gran número de estructuras, hormonas, proteínas, neurotransmisores y otros compuestos cuyo objetivo es conseguir una regulación fina de los ritmos de alimentación en base a las necesidades de nuestro organismo. Aunque la fisiología puede resultar algo compleja, vamos a repasar brevemente los principales protagonistas de este circuito de hambre-saciedad.

- El hipotálamo, centro del circuito de hambre-saciedad

El hipotálamo es una región cerebral situada inmediatamente por debajo del tálamo y por encima del tronco del encéfalo compuesta por una serie de agrupaciones celulares que constituyen núcleos con un variado número de funciones viscerales y endocrinas, y es el lugar donde se integra la compleja red de vías neuronales que regulan el hambre y la saciedad.


Los núcleos hipotalámicos permanecen en constante comunicación, controlando múltiples funciones corporales mediante la secreción de diversas sustancias y el control de la producción de hormonas. A la hora de hablar del control de la ingesta de alimentos, los principales núcleos que debemos conocer son:

- Núcleos ventromedial y posterolateral: son considerados como el centro de la saciedad.
- Núcleo lateral: constituye el centro del hambre o la alimentación.
- Otros núcleos: arqueado, paraventricular y dorsomedial. Cumplen funciones reguladoras de la ingesta.

En el núcleo arqueado convergen señales del tubo digestivo y el tejido adiposo, que informan del estado nutricional y permiten controlar adecuadamente la ingesta mediante la inducción (efecto orexigénico) o supresión (efecto anorexigénico) del hambre. El núcleo arqueado tiene dos tipos de células:

- Neuronas productoras de NPY y AgRP:
  • Neuropéptido Y (NPY). Se secreta cuando descienden las reservas energéticas. Estimula el apetito y disminuye la termogénesis.
  • Péptido relacionado con Agouti (AgRP). Actúa como antagonista de los receptores MCR-3 y MCR-4. Contribuye a aumentar la ingesta y es considerada la molécula con mayor potencia orexigénica. También disminuye la termogénesis en el tejido graso pardo, fomenta la captación de glucosa por el tejido adiposo y condiciona una ganancia de peso. 
- Neuronas productoras de POMC y CART:
  • Proopiomelanocortina (POMC). Da lugar, entre otros, a la hormona estimulante de melanocitos alfa (α-MSH), que a través de los receptores melanocortínicos (MCR-3 y MCR-4) del núcleo paraventricular disminuye la ingesta y aumenta gasto energético. Su inhibicción aumenta la ingesta. Se ha comprobado que mutaciones en MCR-4 son causa genética de obesidad.
  • Trascrito regulado por cocaína y anfetamina (CART). Fue descrito originalmente al estudiar los efectos de la cocaína y las anfetaminas (de ahí su nombre), sustancias que estimulan su producción. Tiene acciones catabólicas y disminuye la ingesta al inhibir NPY.
Además, intervienen otras estructuras como el tronco del encéfalo (que controla la motilidad intestinal), o la amígdala y la corteza prefrontal, que ejercen su efecto sobre el apetito y la conducta alimentaria.

- Regulación a corto plazo de la ingesta de alimentos

Los procesos de regulación del hambre y la saciedad comienzan incluso antes de haber ingerido alimento. Los receptores de los órganos de los sentidos (vista, oído, olfato, gusto y tacto) envían desde el primer momento señales a los núcleos del hipotálamo; incluso en pacientes con fístulas esofágicas (en los que la comida no puede llegar al estómago) se ha visto una inhibición del hambre ante la ingesta de comida. 

La primera gran señal para regular la ingesta la provoca la distensión del tubo digestivo (estómago y duodeno), que a través del nervio vago envía una señal inhibitoria del hambre. Distintos órganos del tubo digestivo van a producir moléculas en respuesta a la presencia de alimento. Así, por ejemplo, la entrada de grasas en el duodeno provoca la producción de colecistoquinina (CCK) que estimula la contracción de la vesícula, produce inhibición de la motilidad y el vaciamiento gástrico, e induce saciedad a través de la vía melanocortínica. También son de importancia el péptido similar al glucagón (GLP-1), que retrasa el vaciamiento gástrico, induce la secreción de insulina y reduce la de glucagón; o el péptido YY (PYY), que se secreta  ante la presencia de grasa en ileon y colon de manera proporcional a las calorías ingeridas.

Pero si hay una molécula de gran importancia que se sintetiza a nivel digestivo ésta es la grelina (a veces escrita ghrelina a semejanza de su nombre en inglés). Producida por las células oxínticas del estómago, es considerada la hormona orexigénica por excelencia. Sus concentraciones aumentan con el ayuno y en los momentos previos a la comida, y descienden tras la ingesta. Pero sus funciones no se limitan únicamente a la regulación a corto plazo, pues se ha visto que cuando una persona adelgaza los niveles de grelina aumentan, incrementándose el deseo de comer; niveles excesivamente elevados podrían estar relacionados con estado de ansiedad y son un factor a tener en cuenta a la hora de llevar a cabo dietas hipocalóricas por tiempo prolongado.

- Regulación a largo plazo de la ingesta de alimentos

El deseo de ingerir alimentos refleja en un primer término las necesidades energéticas y nutricionales del cuerpo humano. Con el objetivo de mantener un balance energético adecuado, contamos con mecanismos que regulan la ingesta a largo plazo en función de estas necesidades.

Las primeras teorías que buscan explicar la regulación de los mecanismos de hambre y saciedad relacionaron éstas con las concentraciones sanguíneas de determinadas sustancias (glucosa, aminoácidos, cuerpos cetónicos y ácidos grasos). Desde hace ya muchos años se sabe que los descensos de glucemia inducen el hambre y se ha comprobado que los aumentos producen la estimulación de ciertas neuronas en los núcleos ventromedial y paraventricular del hipotálamo, a la vez que reducen la actividad de las neuronas de los núcleos laterales; la insulina a su vez inhibe a los péptidos orexígenos hipotalámicos. Estos mismos efectos se empiezan a ver con respecto a las concentraciones de aminoácidos y algunos lípidos.

El centro de regulación de la temperatura (también situado en hipotálamo) tendría relación con la alimentación, al aumentar el hambre ante descensos prolongados de temperatura. Las hormonas tiroideas y los glucocorticoides también tienen efectos estimuladores del apetito.

El hipotálamo es capaz de conocer en tiempo real las reservas energéticas del organismo a través de la leptina, hormona liberada por los adipocitos. La leptina atraviesa la barrera hematoencefálica, llega al hipotálamo y se une a sus receptores en células productas de POMC y núcleo paraventriculares generando un gran número de respuestas:

- Menor producción de sustancias orexigénicas como NPY y AgRP
- Activación de POMC con producción de α-MSH
- Mayor producción hormona liberadora de corticotropina
- Hiperactividad simpática
- Reducción de la secreción de insulina

Se considera la leptina como el principal regulador de la conducta alimentaria a largo plazo, con influencia en multitud de sistemas hormonales y se ha especulado mucho sobre su papel en la obesidad. Sabemos que una parte importante de pacientes obesos pueden presentar resistencia a la leptina, pero no se ha demostrado que la administración de ésta de forma exógena tenga utilidad a la hora de prevenir o tratar la obesidad en la mayoría de casos. El estudio de la leptina por sí sola es un tema de gran amplitud y complejidad.


En resumen, las principales sustancias implicadas en el control del hambre y la saciedad quedan sintetizadas en la siguiente tabla:


Papel del balance energético en la regulación del hambre y la saciedad

El fin último de los ritmos de hambre y saciedad es mantener el balance energético, haciendo que el organismo se procure nutrientes y energía en el momento en que los necesite, pero tan importante es impedir la inanición como evitar un consumo excesivo que lleve al sobre-almacenamiento de reservas energéticas.

La falta de alimento se traduce en un déficit energético, el cual debe provocar una cierta respuesta hormonal para ser corregido. Dicha respuesta hormonal, que como hemos dicho debe inducir la ingesta, va dirigida a modificar el funcionamiento del circuito de hambre-saciedad.

La leptina es uno de los mediadores fundamentales en este proceso. Sus niveles en sangre se relacionan proporcionalmente con el volumen de los depósitos grasos, de ahí su importancia en la conducta alimentaria. Además, esta hormona está íntimamente relacionada con otros muchos ejes hormonales, que incluyen las vías para el metabolismo de los carbohidratos y los ácidos grasos, o la síntesis de hormonas tiroideas.

Los aumentos de glucemia provocan un aumento en la secreción de insulina, cuyo objetivo es introducir en las células los carbohidratos presentes para su utilización y/o reserva. Así, la insulina contribuye a la formación de tejido graso, lo que a su vez aumenta la producción de leptina. Se produce un doble estímulo anorexígeno, mediado tanto por la insulina como por la leptina, por lo que bien podríamos decir que leptina e insulina son medidores o señalizadores de las reservas adiposas del organismo, constituyendo una conexión entre el hambre y el balance energético. 

La leptina también tiene efectos sobre el metabolismo lipídico, estimulando la síntesis de acetil – coenzima A carboxilasa, enzima necesaria para la síntesis y oxidación de ácidos grasos. De este modo, indica la disponibilidad de ácidos grasos y favorece un estado de utilización de las reservas energéticas.

La influencia de la leptina sobre la síntesis de hormonas tiroideas juega también un papel importante en el gasto energético. Una situación de hambruna prolongada reduce los niveles de leptina y lleva a una menor actividad de la TRH (hormona liberadora de tirotropina), primer eslabón en la síntesis de hormonas tiroideas, rebajando la tasa metabólica basal y la necesidad de energía. Por este motivo, déficits calóricos mantenidos de forma crónica se han relacionado con estancamientos en la pérdida de peso y otras alteraciones metabólicas.

Otra vía sobre la que actúa la leptina es la del AgRP, cuya inhibición reduce la sensación de hambre y facilita la movilización de glucosa y ácidos grasos desde sus depósitos. 

Estos y otros muchos mecanismos tienen un objetivo claro: que aparezca hambre como señal de reducción de las reservas energéticas y saciedad como señal de suficiencia de las mismas. Una relación tan aparentemente sencilla está regulada por un gran número de procesos, por lo que pequeños desequilibrios pueden acarrear alteraciones de estos mecanismos, provocando una desconexión entre los ritmos de hambre y saciedad, y el balance energético.

¿Cómo comemos realmente? Aspectos socioculturales de la alimentación

Ya hemos visto los principales sustratos anatómicos y fisiológicos implicados en el control del hambre y la saciedad, y su influencia en la regulación del balance energético. Teniendo en cuenta únicamente estos factores biológicos bien podríamos decir que el hambre estaría determinada por las necesidades energéticas y nutricionales del organismo, sin embargo sabemos que el hambre no viene regida únicamente por factores biológicos y que existe un importante componente social, cultural e incluso psicológico, factores que intervienen en los ritmos de hambre y saciedad, y generan un patrón de alimentación que es único de la especie humana.

- El reloj biológico contra el reloj social

El ser humano es el único animal que cuenta con la posibilidad de regular sus horarios por medio de un reloj externo. Todas las especies, incluida la humana, cuentan con un auténtico reloj endógeno, una serie de ritmos circadianos de producción de distintas sustancias, algunas de las cuales juegan un papel importante en el circuito de hambre-saciedad. El hambre en sí misma parece presentar un ritmo circadiano a lo largo del día, independiente del horario de sueño, las principales comidas o las calorías consumidas, con un pico de hambre en torno a las 8 de la tarde.


Factores ambientales tan diversos como la luz, la temperatura o el ciclo lunar influyen en estos ritmos y pueden modificarlos pero sin duda alguna el objeto que más actúa en contra o mejor dicho se impone sobre el ritmo circadiano de hambre y saciedad es el reloj. Nos hemos fijado un esquema de comidas obligados por motivos laborales o compromisos sociales, comiendo porque lo dice el reloj y no porque realmente sintamos que necesitamos hacerlo. De este modo, las necesidades energéticas pasan a un segundo plano y dejan de actuar como principal regulador del hambre, con lo que este papel recae en el horario, que no tiene porqué guardar relación con el resto de ritmos biológicos de nuestro cuerpo.

- Disponibilidad de alimentos y "comer por placer"

Frente a los animales que viven en libertad y que dependen de los alimentos que puedan encontrar en su hábitat, los humanos tenemos la posibilidad de elegir qué comer y cuándo hacerlo. La gran disponibilidad de alimentos permite que nos guiemos por otros muchos aspectos a lo hora de seleccionar qué comida pondremos en nuestro plato. Podemos elegir los alimentos en función de lo que hayamos aprendido sobre sus características saludables o perjudiciales, sus propiedades organolépticas, el cocinado y presentación de las receta, nuestra forma física e incluso componentes hereditarios. El día a día de cualquier persona puede convertirse en un auténtico "buffet libre" donde el límite de lo que puedas comer únicamente está en lo que puedas imaginar... o pagar.


Esto hace que podamos permitirnos el lujo de "comer por placer" en lugar de comer porque es necesario. Comer puede convertirse en una afición (y es perfectamente sano disfrutar con la comida), pero se ha demostrado que los circuitos neuronales implicados en el deseo de comer por necesidad son distintos a los circuitos encargados de comer porque deseamos saborear cierta comida con la disfrutamos. Esto no constituiría ningún problema, pues si ambas vías se encuentran separadas anatómica y funcionalmente, podemos desarrollar ambas conductas en función de la situación sin que se produzcan interferencias en ambas. El conflicto surge cuando la vía del placer se impone, bien silenciando la auténtica necesidad de comer o bien provocando que seleccionemos los alimentos únicamente en función de nuestros gustos, y aún siendo conscientes de que una comida en concreto no aporta todo lo que necesitamos preferimos comerla, saciando nuestra hambre "placentera" sin satisfacer nuestra hambre "fisiológica".

- Importancia de la tradición a la hora de alimentarnos 

Resulta un hecho indudable que distintas poblaciones presentan hábitos de alimentación muy diferentes entre sí. En algunos casos, las pautas que rigen las dietas de estas poblaciones han sido heredadas de generaciones ancestrales y se mantienen parecidas a ellas en mayor o menor medida. En este sentido juega un papel importante la disponibilidad de alimentos que es propia y característica de cada hábitat, pues resulta lógico pensar que la dieta de nuestros antepasados se diseñara en función de los alimentos más abundantes en el área en cuestión. Las actitudes, creencias y prácticas que subyacen a estos patrones de alimentación pueden estar profundamente arraigados en algunas sociedades y grupos sociales, de modo que la tradición en cuanto a la forma de comer de un cierto colectivo forma parte de sus características distintivas y supone un factor de gran importancia a la hora de determinar cómo un individuo percibe la comida y desarrolla ciertas preferencias hacia algunos alimentos. De este modo, un plato que en un determinado país o región es considerado un manjar en otra región distinta puede ser percibido como algo desagradable y nada apetecible.

- Educación y promoción de hábitos de alimentación saludables

La posible relación entre la alimentación y la enfermedad resulta de gran interés, aunque no siempre se ha prestado a este aspecto la atención que se merece. Hace relativamente poco que se ha empezado a estudiar directamente el rol que determinadas pautas de alimentación pudieran tener en la génesis de distintas patologías, si bien los estudios realizados, a tenor de la situación actual, no parecen estar arrojando resultados de gran utilidad.

La elaboración de guías y recomendaciones de hábitos de vida compatibles con la salud es un objetivo fundamental de los gobiernos y asociaciones sanitarias y sociales, y resulta fundamental que desde pequeños recibamos una educación suficiente para poder seguir aquellas conductas de alimentación que pueden aportarnos beneficios y evitar aquellas que podrían resultar perjudiciales.


Ahora bien, aunque es cierto que de forma global la población ha adquirido ciertas nociones básicas sobre qué alimentos son más saludables y puede identificar aquellos que no lo son tanto, cualquiera puede elegir ignorarlos dejándose guiar por otros aspectos que, sin duda alguna, representan un mayor peso. Por otro lado, no todas las recomendaciones nutricionales actuales son lo efectivas que debieran ser, y muchos aspectos clásicos están actualmente en tela de juicio. Ciertos debates generan confusión y arrojan a la población mensajes contradictorios, no quedando del todo claro cuál es la dieta más saludable o que permita prevenir enfermedades. En consecuencia, la promoción de hábitos de vida saludable pierde poder como factor a tener en cuenta y no va a tener un gran impacto sobre la percepción que tenemos sobre la comida

Dejamos por hoy este tema, que continuaré en la siguiente entrada comentando el papel de los aspectos psicológicos en los ritmos de hambre y saciedad y cómo recuperar los mecanismos que nos permitan alimentarnos de forma saludable.





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lunes, 9 de marzo de 2015

Carbohidratos en la alimentación humana

Mucho se ha hablado, y se hablará en los años venideros, acerca del papel de los carbohidratos en la nutrición humana. Las tendencias actuales en Dietética Y Nutrición parecen hacer un esfuerzo por ir más allá de la pirámide nutricional, en busca de nuevas recomendaciones basadas en la evidencia científica disponible, las cuales deberían ser genuinamente diferentes a las que se vienen haciendo y enseñando ya sea desde los centros de formación universitaria en nutrición o desde las campañas de promoción de salud para la población general. Este cambio de paradigma, si bien engloba un gran número de elementos a tener en cuenta, nos obliga indudablemente a hablar largo y tendido sobre un nutriente que está llamando la atención y que seguro no deja indiferente a nadie. Me refiero, como no podía ser de otra manera, a los hidratos de carbono.

Siempre digo que el ser humano gusta de los extremos, y en el caso de la alimentación no iba a ser distinto. Es por esto que las posturas enfrentadas en cuanto al consumo de hidratos de carbono están bien delimitadas y cualquier intento por situarse en un punto intermedio puede tener consecuencias indeseables; porque, en lo que respecta a los hidratos de carbono, o los amas o los odias.

En esta entrada (o posiblemente serie de entradas) intentaremos comprender el papel que tienen los hidratos de carbono en la nutrición humana, y adquirir conocimientos sobre los distintos alimentos y pautas para su consumo en el contexto de una alimentación saludable.

La bioquímica de los carbohidratos

Los hidratos de carbono, también llamados carbohidratos o glúcidos, son cadenas de átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno y oxígeno por enlaces denominados covalentes. Adoptan una gran variedad de estructuras en la naturaleza, y tienen una doble función energética y estructural. En la gran mayoría de animales la forma básica es la glucosa, glúcido de seis átomos de carbono que adopta una conformación hexagonal (por lo que globalmente se denominan hexosas) y constituye la molécula energética predeterminada de la mayoría de los tipos celulares del organismo.


Existen otras muchas moléculas glucídicas, de diferente complejidad y tamaño: los disacáridos formados por la unión de dos monosacáridos, como la lactosa (glucosa más galactosa) o la sacarosa (glucosa más fructosa, también llamada azúcar de mesa); los oligosacáridos, que presentan hasta diez moléculas de monosacáridos; y los polisacáridos, largas cadenas de glúcidos como el almidón, el glucógeno o la celulosa. Los carbohidratos de pequeño tamaño, principalmente mono- y disacáridos, poseen sabor dulce y son denominados azúcares; los carbohidratos de mayor longitud carecen de este sabor.

Aunque acabamos de comentar que los glúcidos tienen dos funciones principales (energética y estructural), no podemos pasar sin citar otras funciones de interés: así, por ejemplo, dos monosacáridos, la ribosa y la desoxirribosa, son constituyentes básicos de nuestro ADN y ARN respectivamente; y otros forman parte de los antígenos de membrana que dan lugar al grupo sanguíneo. 

Las principales reacciones metabólicas que implican a los hidratos de carbono son tres:

- Glucólisis o ciclo de Embden-Meyerhof-Parnas. Es la oxidación de la glucosa hasta ácido pirúvico, produciendo energía en el proceso. El piruvato puede continuar posteriormente hacia otras etapas del metabolismo oxidativo, como el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.
- Gluconeogénesis. Es la síntesis de moléculas de glucosa a partir de precursores no glucídicos, consumiendo energía en el proceso.
- Glucogenogénesis. Es la síntesis de glucógeno, unidad básica de almacenamiento de glucosa en el cuerpo humano.

Hablar ahora del proceso de digestión, absorción y metabolización de los carbohidratos sería demasiado extenso, por lo que prefiero posponerlo para otra entrada.

Fuentes de hidratos de carbono en la alimentación humana

Existen diversas y muy variadas fuentes de hidratos de carbono en la naturaleza, cada una de los cuales presenta características propias que debemos conocer a la hora de seleccionar qué alimentos consumir y con qué frecuencia.

Verduras y frutas

Constituyen la primera fuente natural de hidratos de carbono para el consumo humano que aparece en el planeta. Tal es así que a lo largo de su evolución han adoptado una gran diversidad. En términos generales están compuestas por una cantidad variable aunque baja de glucosa, fructosa y sacarosa; más alta en las frutas que en las verduras. Junto a éstas contienen  fibra, vitaminas y minerales, moléculas imprescindibles para el correcto funcionamiento del organismo. Han estado presentes en la dieta humana desde tiempos inmemoriales, aunque muy probablemente las opciones disponibles actualmente, sobre todo en el caso de las frutas, son bastante diferentes a su homólogas "ancestrales", fruto de la domesticación y el cultivo.

Existen datos suficientes para considerar los vegetales como la base de una alimentación equilibrada, debido a su alta densidad de micronutrientes, y sería recomendable incluirlos en todas las comidas. No obstante, suelen colocarse en la base de las consabidas pirámides nutricionales al mismo nivel que los cereales y otras opciones menos saludables, o incluso otorgándoles menor peso, lo que constituye un error grave que no debemos cometer.

Las frutas presentan una mayor cantidad de hidratos de carbono que las verduras, parte de los cuales aparecen en forma de fructosa. Aunque la reducción de determinadas frutas puede ser de utilidad en estrategias de control de peso, no existe evidencia científica actual que relacione el consumo de fructosa naturalmente presente en las frutas con la obesidad, la resistencia a la insulina u otras patologías. Parece claro que nuestro organismo es capaz de metabolizar la fructosa de las frutas de forma eficiente, al presentarse ésta acompañada de alta cantidad de fibra y micronutrientes, al contrario de lo que ocurre con los azúcares refinados.

Tubérculos

Son tallos subterráneos de ciertas plantas, modificados para el almacenamiento de nutrientes. Contienen carbohidratos en forma de almidón, una larga molécula ramificada compuesta múltiples unidades de glucosa, de fácil digestión y absorción. Poseen también pequeñas cantidades de minerales y algunos pigmentos (betacarotenos, antocianinas) con efecto antioxidante.


El consumo de tubérculos es algo más reciente que el de vegetales, apareciendo en las últimas etapas del paleolítico. Su consumo es altamente variable entre distintos hábitats, siendo mayor en las sociedades de clima tropical, y reduciéndose conforme nos acercamos a los polos. Sin embargo, la especie humana desarrolla pronto (aunque no universalmente) los mecanismos necesarios para garantizar su consumo, con la aparición de la enzima amilasa que permite la digestión de los almidones y las adaptaciones hormonales que facilitan el metabolismo de grandes cantidades de hidratos de carbono.

Algunas variedades como la patata contienen una clase de alcaloides denominados saponinas (solanina, chocanina), que pueden ocasionar hendiduras en la membrana de las células intestinales y favorecen la aparición de intestino permeable. No obstante, los pocos estudios que aportan evidencia sobre el daño de las saponinas a dosis fisiológicas se han realizado en individuos con cierta predisposición genética. La mayoría de tubérculos concentran las saponinas en la piel y zona superficial e incluso algunos otros, como el boniato, carecen totalmente de estas sustancias, por lo que es relativamente sencillo reducir al mínimo su ingesta. La patata, así como otros tubérculos, cuando son cocinados y posteriormente enfriados desarrollan un tipo de almidón denominado resistente, que actúa como prebiótico y tiene contrastados efectos beneficiosos en la microbiota intestinal. Incluso existen algunos tubérculos dulces, como la patata púrpura de Okinawa que han demostrado tener efectos beneficiosos en el sistema nervioso en ratones.

En general, dado su contenido intermedio-alto en hidratos de carbono y su índice glucémico elevado, se aconseja individualizar su consumo a cada caso, dependiendo de la actividad física y el metabolismo de cada persona.

Legumbres

Son semillas de las plantas de la familia de las leguminosas. Contienen gran cantidad de carbohidratos en sus distintas formas, sobre todo almidones, aunque también oligosacáridos; contienen también proteínas en proporción variable (entre un 20% y un 35% de su peso seco), vitaminas y minerales. Aunque suelen recomendarse como fuente de proteínas, el menor valor biológico de éstas así como la muy superior cantidad de hidratos de carbono restan veracidad a esta afirmación. Su digestión y absorción no genera elevaciones bruscas de glucemia ni picos insulínicos. Existen algunos estudios que relacionan su consumo con mejoría del perfil lipídico, la inflamación o la sensibilidad a la insulina, lo que las hace interesantes nutricionalmente.

Son un alimento de introducción más reciente en la alimentación humana y, aunque existe evidencia suficiente de que algunas legumbres eran consumidas por neandertales, es con el establecimiento de la agricultura cuando se convierten en componente importante en la dieta de muchas poblaciones, y aún hoy lo siguen siendo en muchos países en vías de desarrollo, donde suponen la principal fuente de proteínas.

Las cualidades nutricionales de las legumbres se ven limitadas por la presencia de algunas sustancias como los FODMAPs, oligosacáridos fermentables que podrían ocasionar problemas de digestión y absorción en determinadas personas; y otras moléculas con efecto "anti-nutriente", como las lectinas o el ácido fítico.

Las lectinas son proteínas que pueden unirse a las membranas celulares y ocasionar daños sobre el intestino, el páncreas o el tejido muscular entre otros. No obstante, la cocción neutraliza las lectinas en la mayoría de legumbres. Además, sería necesario consumir una gran cantidad de legumbres para que lectinas ingeridas produjeran efectos significativos, por lo que éstas no suponen un motivo suficiente para eliminar las legumbres de la dieta. Quizás la excepción sea el cacahuete, con una cantidad relativamente mayor de lectinas que el resto de leguminosas.

El ácido fítico puede unirse minerales (en especial hierro y zinc) e interfiere con la acción de algunas enzimas digestivas, como la tripsina y la pepsina. Sin embargo, la cantidades de ácido fítico presentes en las legumbres son relativamente bajas, y aún podrían reducirse más mediante los procesos de remojo y cocción, lo cual es, de hecho, un procedimiento típico en la preparación de la mayoría de platos con legumbres.

Por los motivos expuestos podríamos afirmar que las legumbres tienen cabida en una alimentación equilibrada, aunque las recomendaciones nutricionales actuales parecen indicar una frecuencia de consumo superior a la recomendada, siendo una mejor opción limitar su consumo a unas cuantas veces al mes, así como estudiar los casos en los que se puedan presentar problemas digestivos. 

Cereales

Son semillas de las plantas gramíneas, con alto contenido en hidratos de carbono (sobre todo polisacáridos) y pequeñas proporciones de proteínas y grasas. Algo más recientes que las legumbres, su importancia en la alimentación y la evolución humana es tal que su consumo marca el inicio del periodo Neolítico y la aparición de los primeros grandes asentamientos humanos. Hoy en día son considerados la base de las recomendaciones nutricionales de la gran mayoría de países y constituyen, de hecho, un alimento de consumo diario en amplios sectores de la sociedad, siendo imprescindibles especialmente para los colectivos de menor poder adquisitivo. Sin embargo, desde una perspectiva evolutiva tiene poco sentido que los cereales, un alimento tan reciente en la dieta de la especie humana, hayan alcanzado la consideración de alimento básico diario.

Existe una amplia evidencia científica a favor del consumo de cereales. Sin embargo, y por sorprendente que parezca, la inmensa mayoría de estudios que reportan beneficios en el consumo de cereales son observacionales, con cortos periodos de tiempo, o comparan el consumo de cereales integrales con refinados, lo que resta potencia a estas afirmaciones. De hecho, en los últimos años empiezan a aparecer revisiones de estudios que no encuentran tantos efectos beneficiosos en el consumo de cereales como clásicamente venimos oyendo. 

Dado su alto contenido en carbohidratos y su elevado índice glucémico (algo menor en las variantes integrales), es necesario controlar su consumo para reducir o incluso eliminar de la dieta de personas diabéticas, hipertensas y con sobrepeso.

Los cereales aportan pequeñas cantidades de vitaminas y minerales, sin embargo algunos de estos micronutrientes son poco biodisponibles y la densidad nutricional de éstos es relativamente baja en comparación con la densidad calórica del alimento. Dado que los cereales presentan también sustancias con efecto anti-nutriente como el ácido fítico antes citado, su consumo se ha relacionado con empeoramiento en la absorción de proteínas, vitaminas y minerales (calcio, magnesio, zinc, fósforo). Aunque el ácido fítico y otras sustancias similares podrían reducir su concentración mediante procesos de remojo y germinado, no resultan métodos tan efectivos como en el caso de las legumbres.

Generalmente se recomienda el consumo de cereales integrales, pues la gran mayoría de estudios que comparan su consumo con respecto al de cereales refinados parecen encontrar beneficios en los primeros. Si bien, hay que tener en cuenta que parte de las sustancias con efecto anti-nutriente se concentran en la cáscara. En el caso de algunos cereales como el arroz, determinadas plantaciones han mostrado niveles elevados de contaminantes como el arsénico, especialmente en la cáscara, por lo que el arroz blanco podría resultar más recomendable que el integral.

Hablar de cereales equivale a hablar de gluten, lo cual nos lleva irremediablemente a la celiaquía, así como también a la recientemente descubierta y aún puesta en duda intolerancia al gluten no celiaca. El gluten es una proteína presente en el trigo, la cebada, el centeno, la avena y todos su híbridos; y que es causante de una serie de patologías en personas intolerantes, de extrema gravedad y alta prevalencia en la sociedad actual, cuya incidencia está aumentando en los últimos años, tal vez debido a que las variedades de trigos actuales son más ricas en gluten que sus homólogas más antiguas. 

En resumen, los cereales no parecen reportar suficientes beneficios como para ser considerados un alimento básico en la alimentación humana, y no existe evidencia suficiente para afirmar que su consumo sea imprescindible, siendo viable una dieta totalmente exenta de cereales. Por la complejidad del tema considero necesario realizar un análisis más en profundidad en otra ocasión.

Derivados de cereales: pan, pasta y "cereales" industriales.

Son elementos procesados a partir de cereales, de alto contenido en hidratos de carbono y prácticamente carentes de micronutrientes esenciales, que no aportan ninguna sustancia que no pueda ser obtenida de otros productos de origen natural. A pesar de esto, no es raro que aparezcan al mismo nivel que los cereales enteros en las recomendaciones oficiales. Por este motivo, carece de sentido considerarlos como alimentos básicos en la alimentación humana.

Azúcares refinados y otros carbohidratos sencillos añadidos a los alimentos

En este grupo incluimos algunos mono- y disacáridos como glucosa, fructosa o sacarosa, extraídos de otras fuentes por una gran variedad de procesos industriales y añadidos a los alimentos; no podemos, por tanto, considerarlos como fuentes de carbohidratos presentes en la naturaleza. No obstante, es usual que la industria alimentaria recurra a añadir estos azúcares a alimentos envasados, carnes, embutidos o conservas, por lo que no es raro que estemos consumiendo pequeñas cantidades incluso sin darnos cuenta.

Su consumo es altamente perjudicial para la salud, habiéndose relacionado ampliamente con la alta prevalencia de obesidad, diabetes, hipertensión, dislipemias y otras patologías en la sociedad actual. Por la extensión del tema así como el interés que creo puede generar trataré las propiedades de este grupo en una entrada posterior.

Clasificaciones de los carbohidratos en la alimentación, fundamento y aplicaciones

A pesar de que tener en cuenta su estructura química o las formas de presentación en la naturaleza parecen un método lógico de clasificar los hidratos de carbono, se ha intentado buscar otros esquemas más simples y asimilables por la población.

Carbohidratos simples y complejos

Esta distinción es usual en las consultas de médicos y nutricionistas, si bien los límites entre ambos tipos podrían resultar ambiguos. La clasificación inicial  tenía como objetivo distinguir los azúcares simples de otros carbohidratos, sin embargo mono- y disacáridos se encuentran presentes en fruta, verduras y granos, que generalmente se incluyen en el grupo de carbohidratos complejos. Teniendo esto en cuenta, la tendencia general es a considerar carbohidratos complejos a aquellos que están presentes en alimentos junto a vitaminas, minerales, fibra y otros; dejando el grupo de los simples para los azúcares refinados y productos relacionados.

Carbohidratos de absorción rápida y de absorción lenta

En esta ocasión, se intenta hacer referencia a la respuesta  del organismo ante el consumo de ambos grupos de hidratos de carbono. Los carbohidratos de absorción rápida son manejados por nuestro aparato digestivo, dando lugar a moléculas de glucosa que se absorben a gran velocidad, elevando las concentraciones de glucosa en sangre y despertando una respuesta de insulina para normalizar dichas concentraciones. Pertenecen a este grupo los alimentos ricos en almidón (cereales y tubérculos), los derivados de cereales y harinas, así como los productos que incorporan azúcares añadidos. Los carbohidratos de absorción lenta, al contrario, tardan más tiempo en ser digeridos y metabolizados, por lo que no elevan tanto las glucemias.

Esta forma de clasificar los hidratos de carbono se relaciona directamente con la distinción entre simples y complejos, pues los primeros serían de rápida absorción y los segundos de lenta. Así, por ejemplo, los alimentos enteros como las frutas o los cereales integrales se digieren más lentamente que las harinas o los alimentos con azúcares añadidos como caramelos o refrescos.

Índice glucémico, carga glucémica e índice insulínico

Intentando encontrar parámetros que permitan caracterizar el comportamiento de los carbohidratos consumidos y la respuesta que generan en el organismo nacen una serie de índices que permiten medir la concentración de glucosa en sangre en función del tipo de alimento y la cantidad presente en el mismo.

El índice glucémico (IG) representa la elevación bruta de la glucemia tras el consumo de un determinado alimento. Su utilidad reside en permitir conocer cómo digiere y absorbe un organismo los hidratos de carbono presentes en la dieta, aunque como valor de estudio puede presentar limitaciones, y es que puede variar entre personas, en función de la concentración de glucosa presente en sangre o la sensibilidad a la insulina; además, los métodos de procesado y cocción del alimento hacen variar el IG.

La carga glucémica (CG) representa la elevación de la glucemia tras el consumo de una cantidad determinada de carbohidratos, por tanto, no solo tiene en cuenta el IG sino la magnitud de las raciones que se van a consumir.

Tradicionalmente se ha intentado diseñar dietas donde IG y CG sean tenidos en cuenta a la hora de seleccionar los alimentos a priorizar, y se ha especulado con que las dietas con mayor cantidad de alimentos de bajo IG y CG ayudarían a la pérdida de peso y el control de la diabetes. Las investigaciones actuales parecen decantarse ligeramente hacia el consumo de alimentos de bajos IG y CG, aunque los beneficios de este tipo de dietas son discretos.

El índice insulínico (II) representa la cantidad de insulina generada ante el consumo de un alimento. A diferencia de IG y CG, el II puede emplearse en el estudio de ciertas comidas que no poseen carbohidratos.

Efectos de los carbohidratos de absorción rápida

Si tenemos en cuenta todas las características que hemos comentado podemos deducir que existen dos grandes grupos de alimentos en función de los carbohidratos que contienen: de absorción rápida y de absorción lenta.

El efecto de los carbohidratos de absorción más rápida, presentes en los cereales refinados, las harinas y sus derivados (pan, pasta, productos de repostería), así como los alimentos procesados con azúcares añadidos, se ha estudiado ampliamente en multitud de estudios, que arrojan una llamada de atención acerca de sus efectos: un aumento del peso y la grasa corporales; mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares, hipertensión y diabetes; se han relacionado también con la enfermedad renal crónica, la patología con componente inflamatorio e incluso con ciertos tipos de cáncer.

Con resultados más o menos discretos, las dietas en las que se prioriza el consumo de alimentos ricos en hidratos de carbono complejos, absorción lenta y menor IG, parecen encontrar mejores resultados en cuanto a la pérdida de peso y la morbimortalidad, de ahí que las recomendaciones actuales aconsejen hacer de ellos la principal fuente de hidratos de carbono de nuestra dieta, reduciendo el consumo de carbohidratos refinados y de mayor IG.

Reflexiones sobre el consumo actual de carbohidratos

Los carbohidratos son considerados uno de los tres macronutrientes básicos de la nutrición humana junto con las grasas y las proteínas, sin embargo sabemos que no existen carbohidratos esenciales y que, de hecho, nuestro organismo cuenta con las vías metabólicas necesarias para suplir las necesidades de hidratos de carbono a partir de otros compuestos presentes en nuestra alimentación. Este hecho (fisiología) ha venido siendo utilizado durante los últimos años con el objetivo de demonizar su consumo, y culpar a los hidratos de carbono (sin distinguir las distintas fuentes) de la obesidad y otras patologías de la sociedad moderna (mitología).

El auge de las dietas bajas en hidratos de carbono así como su efectividad (científicamente demostrada) ha supuesto un cambio de paradigma, desplazando nuestro punto de mira desde las grasas, injustamente consideradas responsables de gran número de enfermedades, hacia los hidratos de carbono.

Las recomendaciones nutricionales oficiales, la mayoría de las cuales tienen como protagonista la pirámide nutricional clásica derivada de las investigaciones de Ancel Keys se han mostrado incapaces a la hora de dar una respuesta contundente en la búsqueda de soluciones ante la creciente epidemia de obesidad, diabetes, hipertensión, dislipemias y otras. La conflictividad de la pirámide recae directamente en su base, donde los cereales son considerados un alimento básico, al mismo nivel que otras fuentes de carbohidratos como verduras y frutas, que carecen cualquier impacto negativo en nuestra salud y son una fuente imprescindible de vitaminas y minerales (micronutrientes esenciales). Unas recomendaciones nutricionales acordes con la salud de la población no deberían generalizar las cantidades de carbohidratos a consumir, sino ajustar dichas cantidades a las necesidades de cada individuo.


Desde una perspectiva evolutiva sabemos que el consumo de hidratos de carbono ha variado enormemente de unas épocas a otras. En el periodo Paleolítico (que supone más de 2 millones de años de nuestra historia en la Tierra) las frutas y verduras, junto con algunos tubérculos y una cantidad minoritaria de granos (surgidos durante los últimos 10000 o 20000 años del citado periodo) constituyeron la fuente más abundante de carbohidratos en la alimentación humana. Con la aparición de la agricultura en el periodo Neolítico se incrementa exponencialmente el consumo de cereales, lo que llega a desplazar como alimento básico a fuentes de proteínas y grasas, y a las frutas y verduras como fuentes de hidratos de carbono. La industrialización y el procesado de los alimentos en los últimos años han creado un nuevo protagonista: los azúcares simples; su impacto en la salud es innegable, aunque la población continúa consumiendo unas cantidades preocupantemente elevadas a pesar de la abundante evidencia en su contra, fruto tal vez de las intensivas campañas de márketing y de la influencia de la industria alimentaria sobre amplios sectores de la comunidad científica o la política.

La única manera lógica de entender el consumo de hidratos de carbono en la dieta actual pasa por conocer y comprender la diversidad de sus variedades y propiedades, y ajustar su ingesta de forma personalizada según las necesidades de cada paciente. Determinados individuos se beneficiarán de una dieta baja o muy baja en hidratos de carbono (dieta cetogénica); otros, en cambio, funcionarán mejor con enfoques moderados. Es responsabilidad de los profesionales de la salud ofrecer un modelo de alimentación basado en la ciencia, y alejado de radicalismos sin fundamento, así como de influencias externas. 


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