De las rutas metabólicas al cerebro egoísta

De las rutas metabólicas al cerebro egoísta

POR: Xavi Cañellas, amigo, amante de la vida sana y el deporte, profesional multidisciplinar de la salud, fisioterapeuta, co-director de Regenera (http://www.regenera.cat/), Co-creador del método de entrenamiento PaleoTraining, co-autor del libro PaleoTraining… ¡Y miles de cosas más que seguro descubrirás si sigues su brillante trayectoria!
Hemos oído hablar muchísimo sobre las rutas metabólicas y sus complejos procesos
enzimáticos. Como todo
el sistema se orquesta para producir energía. Son numerosos estudios
científicos que van
aclarando el funcionamiento de esta apasionante fisiología.
Pero ¿quién induce todo esto? ¿Quién es director de esta
orquesta? ¿Quién decide muévete y utiliza este sustrato
energé
tico o el otro?
La respuesta es cada vez más clara… El
CEREBRO
. Como muy bien empieza a definir Peters en 2004, el cerebro es EGOÍSTA y explotará a la periferia para consumir él la energía que precise. 
       Todo esto está perfecto excepto cuando deja
de estarlo y por nuestros hábitos hacemos
todo para que las señales coherentes
para que el emperador (cerebro) actúe bien, lo
trastornamos de tal forma que ese emperador bondadoso y “buena gente”,
se convierta en el típico emperador
dictador y con malas formas. Repasemos brevemente la fisiología de todo ello y quizás logremos entender como se
puede estropear algo que tantos y tantos años ha funcionado tan bien.
¿Por qué si movernos es tan
importante, y los estudios recientes y no recientes sólo alaban que hacer ejercicio
es “ultra” fantá
stico, nos da una
terrible pereza hacerlo?
No es tan complicado entenderlo. Fijémonos qué pasa a nivel neurológico: cuando nuestros lóbulos frontales perciben falta
de energía (ATP) se induce
una respuesta glutamaérgica (ACTIVACIÓN) que activará las neuronas gabaérgicas (INHIBICIÓN) del núcleo striatum y éstas inhibirán las neuronas gabaérgicas de la sustancia nigra y
permiten que se activen las neuronas que producirán respuesta dopaminérgica (MOTIVACIÓN).

En otras palabras: la falta de energía producirá una respuesta de motivación para BUSCAR. Lógico: si me falta y no tengo
entonces BUSCO. Parece incluso estúpido explicar
algo tan lógico a la vez que
no debe serlo porque hacemos todo lo contrario.
A todo lo anterior se le llama la COLUMNA DE CONTROL que
permite una conducta PERMISIVA (buscar) y NO PERMISIVA (no buscar-inhibir).
Por tanto y como resumen inicial: 

MOVERSE EN CARENCIA ENERGÉTICA ES COHERENTE Y MOTIVANTE.

A esto hay que sumarle las tres conductas descritas por
Peters en 2007 en la revista Progress in
Neurobiology,
que tiene el cerebro para la obtención de energía:
ALOCACIÓN
EXPLORACIÓN
INGESTA
Veamos brevemente cada una de ellas.

ALOCACIÓN

 Nuestro cerebro-emperador tiene la capacidad de explotar a
la periferia para obtener energía. Hasta hace
poco creíamos que el
cerebro se alimentaba de glucosa, y tengo que decir que fue una sorpresa
entender de que el cerebro se nutre de lactato! La glucosa que se capta por la
barrera hemato-encefálica: todo
emperador vive dentro de una muralla que le protege de los malos y deja pasar a
los buenos; la glucosa es captada por receptores glut 1 y glut 3 (receptores de
glucosa en el cerebro) independientemente de insulina (este concepto que se
escribe tan fácilmente, tiene
un impacto increíble en la práctica clínica y luego hablaremos de
ello). Una vez pasada la muralla se lleva a cabo un proceso de glicólisis en la neurona donde
produce lactato. ¡¡¡Por cada molécula de lactato
en el cerebro se generan 17 moléculas de ATP!!!
Todo esto es regulado por un núcleo del Hipotálamo, concretamente en
Ventro-Medial. Hasta hace muy poco creíamos que era un núcleo que tenía que ver con el
hambre-saciedad. Hoy día se conoce como
el núcleo de la ALOCACIÓN.
Éste es el responsable, vía glutamato de decirle a los
astrocitos (neuronas-madres) que capten glucosa por la muralla.
Además el núcleo Ventro-Medial del hipotalálamo a través de otro núcleo cerebral llamado Locus
Coeruleus inducirá la producción de adrenalina y glucagón, y esto significará que disminuirá la producción de insulina en la periferia
con lo cual el músculo en REPOSO
no podrá captar glucosa a
través de sus receptores glut 4
(receptores de glucosa en el músculo) y esa
glucosa circulante será la que se
“alocará” al cerebro
para ser transformada en lactato.
Pues bien, imaginemos que estamos asistiendo a una clase
que nos solicita mucha concentración y nuestro
cerebro se está nutriendo de
energía que proviene de
la periferia en los procesos de glucogenolisis (formación de glucosa a partir de glucógeno), gluconeogénesis (formación de glucosa a partir de
varios sustratos como lactato y aminoácidos). El cerebro come y no
nos enteramos hasta que la falta de energía es notable e induzco
conducta permisiva: MUÉVETE Y BUSCA.

EXPLORACIÓN

Aquí el cerebro
percata que la periferia va justa de energía y produce dopamina para
tener motivación y buscar energía-comida. Y esto es fascinante
porque en carencia de energía se induce a la
utilización de grasa como
sustrato energético y es
tremendamente lógico desde una
perspectiva evolutiva: si tengo carencia de alimento voy a utilizar la reserva
energética que más energía me aporta. Recordemos que
por una molécula de grasa
puedo producir entre 140-150 moléculas de ATP. Y a
la vez utilizaré glucosa como
fuente energética, pero ¿cómo? Si no tengo insulina
porque no he comido ¿cómo puedo captar la glucosa y utilizarla
como combustible?? Y la respuesta es que el ayuno induce la cascada enzimática de la AMPK.
AMPK es una sustancia que genera la traslocación de receptores glut 4 para
captar glucosa ¡¡¡INDEPENDIENTES DE INSULINA!!! Imagínense lo que significa a nivel
clínico con pacientes resistentes
a la insulina y que tienen problemas por una glucosa excesivamente alta. La
conclusión es muy clara:
el ejercicio en ayunas es un MEDICAMENTO REGULADOR DE LA GLUCOSA. Con una nota
importante: la adaptación al realizar ejercicio
en ayunas o semiayunas (4h sin comer) debería ser progresivo y nunca un
cambio radical por sus consecuencias desagradables.
Volvamos a la exploración… Una de las claves de la
exploración es que todas
las rutas metabólicas cooperarán para un buen uso de las
reservas energéticas. Y no nos
olvidemos: el cerebro en la exploración seguirá consumiendo energía en forma de lactato en la
glicólisis en el cerebro y
directamente de lactato producido por el músculo. Hay que decir que este
lactato que se genera en el músculo tendrá dos caminos: uno, el citado
hacia el cerebro y dos, el que entrará en el ciclo de Cori para ser
convertido en glucosa en el hígado en el
proceso de gluconeogésis y devuelta al
músculo para volver a producir
energía. (Este ciclo
merecerá un post
exclusivo por las connotaciones clínicas en la
fisiología del deporte).
¡¡… Y ahora encontramos comida!!!! Induzco la conducta INGESTA.

INGESTA

He encontrado comida (por ejemplo, he cazado y me dispongo
a darme un festín). En este
momento se activa una zona del Hipotálamo, el núcleo Lateral (el centro del
hambre). Ahora tengo HAMBRE. El núcleo Lateral del
Hipotálamo con una señal gabaérgica (inhibición) bloqueará la captación de glucosa en el cerebro y
dará una señal para producir insulina. Ésta última activará el proceso de glucogénesis (formación de glucógeno a través de glucosa, podríamos definir al glucógeno como la forma de guardar
glucosas de una manera muy ordenada). 
Y una vez he reestablecido niveles energéticos, el cerebro percatará en sus lóbulos frontales ATP y por
tanto la conducta será no PERMISIVA, es
decir, no dopamina, sí GABA y tendré pocas ganas de moverme.
Si resumimos las tres conductas con un ejemplo:
Vivo en carencia, voy generando alocación de energía al cerebro, exploro para
buscar comida cuando percato que no tengo utilizando reservas energéticas como la grasa y
optimizando la glucosa y me doy el festín cuando encuentro comida e
ingiero volviendo a reponer reservas energéticas. Sería lo que Chakravarthy y Booth
resumen como situación óptima en su estudio publicado
en 2004 por la revista Journal of Applied
Physiology
.
Todo esto va bien, y como dijimos, excepto cuando deja de
ir bien. Porque es increíble como
solamente con oler, ver o percatar que hay comida cerca, el cerebro induce
conducta “Ingesta”
. Esto significa producción de insulina y como ya
sabemos, la insulina bloquea la beta-oxidación de grasa. En otras palabras,
si tengo insulina no puedo quemar grasa. Otro argumento interesante para el
ejercicio en ayunas y un terror pensar que funcionando así, cuántas veces al día olemos, vemos o percatamos
que hay comida cerca??? Hoy día tener conducta
Exploración es algo que hay
que entrenar ya que todo nuestro entorno induce lo contrario, conducta
No-Permisiva = No Dopamina = No Motivación = Que PEREZA
TENGO, ¿sabes qué? Ya haré ejercicio mañana…  
Bibliografía:
Chakravarthy, M. V.,
& Booth, F. W. (2004). Eating, exercise, and
thrifty
genotypes: connecting the dots toward an evolutionary understanding of modern
chronic diseases. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md : 1985), 96(1),
3–10.
Peters A. The
selfish brain: competition for energy resources. Neuroscience and Biobehavioral
Reviews 28 (2004)
Peters A. Causes of obesity: Looking beyond the
hypothalamus. Progress in Neurobiology 81 (2007) 61–88  
Smith, D,. Lactate:
a preferred fuel for human brain metabolism in vivo.
J. Cereb. Blood Flow
Metab. 23, 658–664. 2003
McEwen, B.S., Reagan, L.P., 2004. Glucose
transporter expression in the central nervous system: relationship to synaptic
function. Eur. J. Pharmacol.490, 13–24.
D. Grahame Hardie and Kei Sakamoto. AMPK: A Key
Sensor of Fuel and Energy Status in Skeletal Muscle.
Physiology
21:48-60, 2006

3 comentarios en “De las rutas metabólicas al cerebro egoísta

  1. Me ha encantado la entrada, sobretodo me saca de una pequeña duda que tenía sobre esto: ” Porque es increíble como solamente con oler, ver o percatar que hay comida cerca, el cerebro induce conducta “Ingesta”. Esto significa producción de insulina y como ya sabemos, la insulina bloquea la beta-oxidación de grasa.”. Te juro que lo he pensado muchísimas veces y lo he discutido mucho con mi pareja sobre el tema pero nunca encontramos la fuente si podía pasar o no, supongo que es como el experimento de Pavlov, además cuando pensamos en algo que nos gusta mucho, como se dice, la boca se me hace agua.

    Álvaro ya he leído el libro y ya de paso también el de la Dieta Dukan y Salud (tenía solo el de toda la verdad sobre la dieta Dukan). Me parecen libros increíbles, haces que lo comprenda cualquiera, muy amenos, fluidos y concisos.

    Estoy siguiendo tus consejos y me he dado cuenta en que fallé la otra vez que intenté atkins( bueno atkins y empalmé con anabólica), sobretodo porque no me dejaba keto-adaptar, lo máximo que estuve en cetosis fue 2 semanas y luego entraba y salía continuamente de cetosis, pero ahora sé que no es suficiente, tengo que esperar mínimo 4 semanas. A día de hoy llevo una semana y he perdido 3kg (claro después de volver de vacaciones en Menorca, comiendo ensaimadas, sobrasada y quesos, ¡ah! sobretodo mojitos!!!, jejeje). Pero tengo la duda de que si sales de la keto-adaptación y luego vuelves; tienes que volver a keto-adaptarte o el cuerpo lo asimila y sigue quemando grasa? Según Mauro di Pasquale, dice que sí, que el cuerpo sigue quemando grasas.

    Además muy interesante el tema de la actividad dependiendo del horario. La verdad no tenía ni idea; ni tampoco me había parado a pensarlo.

    Muy buen trabajo Álvaro te felicito!!! Muchas gracias por compartir tu sabiduría y por seguir trabajando en ello.

    Un abrazo, Ana

  2. Hola Álvaro. Aquí tienes una seguidora más!
    Este artículo explica por què los cuerpos cetónicos no afecta el subministramiento de energía para el cerebro, ya que no depende de la glucosa. Este tema es de gran interés ya que en período de estudio y examenes, uno suele hincharse de carbohidatos de rápida absorción para concentración. Aunque en mi caso lo que se concentra son los kilos de más (sobretodo en la zona abdominal ).
    Me siento hinchada y con gases a causa de mi alimentación (últimamente he ingerido exceso de almidón, azúcar y leche).
    Para remediarlo he pensado en empezar realizando ayuno intermitente y restricción absoluta de HC con ingesta moderada de proteínas ( para evitar neoglucogenesis) como también de grasa. Mi problema es que no logro mantener este "estilo" de alimentación durante un período de tiempo para apreciar los cambios. Crees que este principio de cambio es apropiado?
    Agradezco tu ayuda.
    Un abrazo fuerte.

  3. Hola de nuevo Alvaro!! Ya de vuelta de mis vacaciones voy a empezar con la dieta del libro para deportistas como te comente… Una duda que tengo al respecto, es si, con dieta cetogénica o casi, por el consumo de verduras, aunque estas sean muchas y variadas, puede haber, algún problema con la tiroides?? He leído, que hay personas que les afectan el bajo o nulo consumo de hidratos???

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