Adelgazar no es simplemente bajar de peso. Lo que se conoce como “adelgazamiento” en realidad consiste en disminuir la masa grasa mientras se mantiene o aumenta la masa muscular. Tal proceso suele ocasionar un aumento de peso – y no una disminución de peso - ya que el tejido muscular es considerablemente mas denso que la grasa. Ahora bien, ¿como hacemos para que tal proceso produzca óptimos resultados sin grandes perdidas de masa muscular y agua intramuscular? Comencemos por algunos conceptos básicos.

 

Oxidación y Reducción

 

Lo que se conoce como “oxidación” corresponde a una serie de reacciones que transfieren átomos de oxigeno, hidrogeno, o electrones. En ellas siempre ocurre una perdida de electrones, con su correspondiente aumento de valencia. Por otro lado “reducción” se refiere a una ganancia de electrones, con su correspondiente disminución de valencia. Finalmente, una reacción de “oxido-reducción” o “redox” transfiere electrones de tal manera que el grupo que los pierde se oxida mientras que el que los gana se reduce. La mayoría de la energía para fosforilar (adicionar un grupo fosfato) el ATP proviene de las oxidaciones, que es una forma de “quema biológica” de los carbohidratos, lípidos (grasas), y proteínas consumidos en la dieta. 

 

Triglicéridos, Ácidos Grasos, y Energía

 

Bioquímicamente hablando, las grasas que almacenan los adipositos en forma de triglicéridos no pueden ser utilizados exclusivamente como fuente de energía en ausencia de una oxidación de carbohidratos. Los triglicéridos son compuestos químicos obtenidos al formarse ésteres de los tres grupos alcohol de la glicerina con ácidos, generalmente orgánicos – y sus derivados los ácidos grasos. Un ácido graso es una biomolécula lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o número de átomos de carbono, y en cuyo extremo hay un grupo carboxilo (-COOH).

 

Cetósis y Cuerpos Cetónicos

 

Lo que se conoce como “cetósis” es un estado metabólico que se origina a partir de un déficit en el aporte de carbohidratos en la dieta. Tal déficit tiende a  inducir una rápida degradación o catabolismo de grasas con perdida de la masa muscular. La cetósis se refiere a la producción de tres cuerpos cetónicos denominados: acetona, acetoacetato, y acido betahidroxibutirico – todos ellos descomponen las grasas en cadenas mas cortas generando acetoacetato en el proceso. Por otra parte, lo que se conoce como “cetogénesis” es un proceso metabólico que produce cuerpos cetónicos como resultado del catabolismo de los ácidos grasos.  

 

Los cuerpos cetónicos se producen principalmente en las mitocondrias de los hepatocitos (células hepáticas). Su síntesis ocurre en respuesta a bajos niveles de glucosa y después del agotamiento de las reservas celulares de glucógeno. La producción de cuerpos cetónicos se inicia para hacer disponible la energía proveniente de los ácidos grasos. 

 

Oxidación de Carbohidratos y Grasas

 

Existe claras necesidades bioquímicas y fisiológicas para hacer entrar en combustión a los carbohidratos. Tal fin consiste en optimizar la combustión de las grasas, ya que la oxidación de las grasas requiere una paralela co-oxidación de carbohidratos. Por tal motivo se suele decir que: “las grasas se queman o degradan sobre la llama de los carbohidratos.” Este termino fue empleado en una publicación científica sobre bioquímica en el año 1906 por el Dr. Georg Rosenfeld con el siguiente titulo expresado en el idioma alemán original: “Fett brennt in feuer der kohlenhydraten.” No obstante, sendas publicaciones bioquímicas posteriores determinaron que la grasa también se quema sobre la llama de las grasas y también la de las proteínas.

 

Tal observación fue basada en que si bien las células son capaces de oxidar o degradar los ácidos grasos produciendo cuerpos cetónicos, tal degradación se veía seriamente comprometida en presencia de una insuficiente cantidad de glucosa. Siendo así, las células simplemente eran incapaces de realizar una degradación total de los ácidos grasos hacia bióxido de carbono e hidrogeno. En la actualidad sabemos, con considerablemente mayor precisión, que las grasas (ácidos grasos) se queman en la llama del oxalacetato, que puede ser formado a partir de glucosa y amino ácidos. 

 

De ahí que una dieta excesivamente baja o totalmente carente de carbohidratos – a corto, mediano, o largo plazo – estará destinada a fracasar. Y fracasara fundamentalmente porque sucederán tres eventos metabólicos básicos: 1.- las grasas se quemaran mas lentamente; 2.- se perderá o quemará gran cantidad de tejido muscular; y 3.- se perderá grandes cantidades de agua corporal.

 

Por lo tanto, el catabolismo o bien la degradación de las grasas depende, en parte, de un continuo catabolismo de carbohidratos “de fondo” así como también de las proteínas. Tal dependencia metabólica ocurre porque el acetil-CoA (acetil-coenzima-A) entra en el Ciclo de Krebs combinándose con oxalacetato para formar citrato.

 

Con respecto al metabolismo de los carbohidratos podemos afirmar tres conceptos básicos: 1.- la glucogénesis corresponde a la síntesis de glucógeno a partir de la glucosa; 2.- la gluconeogénesis corresponde a la síntesis  de glucosa a partir de componentes que no son carbohidratos, como proteínas; y 3.- la glucogenólisis corresponde a la degradación del glucógeno para formar moléculas de glucosa.

 

Las Vías Anaeróbica y Aeróbica

 

Los carbohidratos se convierten en glucosa, y luego esta es degradada por la vía glucolitica o de la glucólisis anaeróbica. La función primordial de esta vía metabólica consiste en obtener energía a partir de la degradación de la glucosa. 

 

Cuando la respiración o vía anaeróbica (en ausencia de oxigeno) llega a su fin, la respiración aeróbica (con oxigeno) toma el relevo metabólico. La vía aeróbica consiste de una serie de pasos o etapas, cada uno de los cuales esta bajo control de una o mas enzimas especificas. Comienza con los productos finales de la vía anaeróbica y los continua degradando hasta llegar a bióxido de carbono y agua, liberando energía adicional en el proceso. 

 

Con el fin de mantener la simplicidad, podemos dividir la vía aeróbica en dos partes: 1.- el Ciclo de Krebs o ciclo del acido cítrico; y 2.- la vía respiratoria aeróbica terminal o fosforilación oxidativa, que produce entre el 88% y el 89% de la energía total en la cadena transportadora de electrones ubicada en las mitocondrias. 

 

 El Ciclo de Krebs

 

El Ciclo de Krebs fue descubierto por el Premio Nobel (1953) y bioquímico alemán (luego naturalizado británico) Hans Adolf Krebs (1900-1981), y constituye una ruta metabólica basada en una sucesión de reacciones químicas. Tal ciclo forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas (utilizan oxigeno como carburante), donde la energía almacenada es liberada a través de la oxidación del acetil-CoA - derivado de carbohidratos, lípidos, y proteínas - en dióxido de carbono y energía química en forma de ATP (adenosina trifosfato). 

 

En la célula eucariota (con núcleo), el Ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitocondrial. Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Actúan como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los tres principales carburantes metabólicos que serán oxidados para rendir energía: glucosa, ácidos grasos, y aminoácidos.

 

También se le suele denominar Ciclo del Acido Cítrico porque en su proceso primero se genera acido cítrico para luego ser degradado nuevamente. Tal formación y degradación del acido cítrico se repite cíclicamente una y otra vez girando incesantemente como un carrusel o tiovivo. También lo podemos imaginar como un perro corriendo en círculos detrás de su cola pero nunca logrando atraparla. 

 

La Rueda Giratoria

 

Pues bien, y para conceptualizar claramente este proceso, imaginemos una rueda girando una y otra vez. En un punto determinado la materia prima – que es el acido pirúvico o piruvato - ingresa en la rueda para mantenerla en movimiento. En tal proceso, el acido pirúvico primero debe perder una molécula de bióxido de carbono y dos hidrógenos para convertirse en un compuesto de dos carbonos. Este ultimo compuesto es precisamente el que ingresa en el Ciclo de Krebs para formar acido cítrico.

 

En varios punto del giro algunos de los productos del Ciclo de Krebs son descartados, pero no obstante la rueda continua girando. El proceso requiere una serie de reacciones químicas que solo pueden ser completadas en presencia del oxigeno. 

 

Productos del Ciclo de Krebs

 

El Ciclo de Krebs, en esencia, produce dos elementos químicos fundamentales: 1.- bióxido de carbono (como producto de desecho de la respiración aeróbica); y 2.- los hidrogeniones (que ingresaran en la vía aeróbica terminal o fosforilación oxidativa). El hidrógenion es un átomo de hidrógeno que ha pierdo su electrón, y por lo tanto equivale a un protón con carga eléctrica positiva. 

 

Piruvato y Oxalacétato

 

El ácido oxalacético, o su forma ionizada, el oxalacétato, es un importante metabolito intermediario en múltiples rutas metabólicas. El oxalacétato es generado a partir del piruvato durante la degradación de carbohidratos y bajo el control de la enzima piruvato carboxilasa. Esta enzima sencillamente adiciona un grupo carboxilo (-COOH) a la molécula de piruvato para convertirla en oxalacétato. El piruvato, a su vez es generado a partir de la degradación de la glucosa procedente de los carbohidratos y los amino ácidos. La entrada en el Ciclo de Krebs, por lo tanto, depende del oxalacétato. 

 

Inversión del Proceso

 

En ausencia de glucosa y/o amino ácidos el proceso tiende a invertirse: o sea el oxalacétato se convierte en glucosa. De esta manera se depleciona el oxalacétato en ausencia de glucosa y el metabolismo se ve forzado a recurrir a los amino ácidos provenientes del tejido muscular. De hecho el oxalacetato es capaz de formarse a partir de una gran variedad de amino ácidos, pero no a partir de las grasas.  

 

Perdida de Masa Muscular

 

En tales condiciones el resultado final es muy fácil de vislumbrar. En ausencia de carbohidratos el oxalacétato solo le queda una única y funesta alternativa para sostener su concentración y actividad en el Ciclo de Krebs -  penetrar en las profundidades del tejido muscular y los órganos internos, y pasar a degradarlos para obtener amino ácidos. De ahí la tan temida y peligrosa perdida de masa muscular cuando se realizan dietas muy bajas o carentes de carbohidratos. 

 

Mas Sobre la Carencia de Carbohidratos

 

No obstante, cabe aclarar muy bien nuevamente, que la falta o depleción de carbohidratos disminuye la producción de piruvato (sustrato metabólico que entra en el Ciclo de Krebs) a lo largo del proceso de glucólisis. Tal disminución, a su vez, reduce los niveles de oxalacétato y malato. De esta manera disminuye o se frena la actividad oxidante de ácidos grasos (quema de grasas) por parte Ciclo de Krebs.

 

Por lo tanto, la degradación de los ácidos grasos mediante la actividad del Ciclo de Krebs depende de una suficiente disponibilidad de piruvato y oxalacétato para que este ultimo se combine con el acetil-CoA formado en la beta-oxidación. Es así como disminuyendo el aporte o el nivel de carbohidratos, también disminuirán los niveles de piruvato y oxalacetato, tan necesario para la quema de grasas. 

 

Las Grasas se Queman Sobre la Llama de los Carbohidratos

 

Es precisamente en tal proceso y sentido metabólico que la frase: “las grasas se queman sobre la llama de los carbohidratos,” cobra un claro sentido funcional. Una dieta correctamente estructurada, entre muchas otras cosas, mantiene una juiciosa y constante ingesta de carbohidratos y, además, debe generar un leve pero bien controlado estado de cetosis. Pero aun nos quedan dos preguntas fundamentales …

 

¿Dónde Estan la “Llama” y la “Quema?”

 

La “llama” sobre la cual se realiza el proceso de oxidación (combustión) de grasas (ácidos grasos) no es otra que el propio oxalacétato que, como hemos visto, para su producción depende de los niveles de glucosa, piruvato, y amino ácidos. Al reducir o eliminar los carbohidratos de la dieta la “llama” disminuye progresivamente y su actividad se enlentece, perjudicando la combustión de las grasas en el proceso.

 

La “quema” u oxidación (degradación) propia de las grasas (ácidos grasos) se produce mediante una forma de oxidación conocida como beta oxidación. La beta oxidación es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA, que serán posteriormente oxidados.

 

Resumen

 

Es muy probable que a lo largo miles de millones de años - y a partir de seis átomos fundamentales: carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno, fósforo, y azufre - el proceso de selección natural haya desarrollado muchas distintas vías para la obtención de energía. No obstante solo aquellas vías metabólicas mas eficaces y mejor adaptadas han logrado sobrevivir hasta el día de hoy. 

 

La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente (vía oxidación) hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable por la célula. 

 

Tal proceso comienza con la respiración o vía anaeróbica que se origino, y funciona, en ausencia de oxigeno. El producto final de esta vía es el acido piruvico o piruvato que pierde bióxido de carbono y dos hidrógenos e ingresa en la vía aeróbica a través del Ciclo de Krebs como acetil coenzima A. Por otro lado, y miles de millones de años después, la vía aeróbica se origino y funciona en presencia de oxigeno, y consiste en el Ciclo de Krebs y la vía respiratoria terminal o fosforilación oxidativa. 

 

En del Ciclo de Krebs algunas coenzimas aceptan hidrógenos a partir de ciertos compuestos carbonados, a la vez que liberan bióxido de carbono. Los hidrógenos luego son entregados a otras coenzimas de la fosforilación oxidativa. Cabe aclarar que tales coenzimas incluyen a los citocromos, proteínas que desempeñan una función vital en el transporte de energía química en todas las células vivas. 

 

Los hidrógenos son pasados de coenzima en coenzima hasta que finalmente, al final de la fosforilación oxidativa, se unen con el oxigeno para formar agua. Gran parte (88% a 89%) de la energía liberada en la totalidad de la vía respiratoria – tanto anaeróbica como aeróbica – ocurre en la vía respiratoria terminal o fosforilación oxidativa que se ubica en las mitocondrias.