Equilibrio energético y su implicación en la salud y la enfermedad

¿En qué se basa el balance energético?

El equilibrio energético se basa en el principio termodinámico fundamental de que la energía no puede destruirse y sólo puede ser ganada, perdida o almacenada por un organismo. Se define como el estado alcanzado cuando la ingesta de energía es igual al gasto energético. Cuando el cuerpo está en equilibrio energético, el peso corporal se mantiene estable; cuando el cuerpo está en equilibrio energético positivo, el peso corporal aumenta; y cuando el cuerpo está en equilibrio energético negativo, el peso corporal disminuye. En otras palabras, equilibrio energético significa prácticamente equilibrio de peso, equilibrio energético positivo significa aumento de peso y equilibrio energético negativo implica pérdida de peso. Esto también se conoce como la regla de las calorías in/calorías out (CICO), en la que la pérdida de peso se produce cuando las calorías consumidas son inferiores a las calorías quemadas, y el aumento de peso se produce cuando las calorías consumidas son superiores a las calorías quemadas. El mantenimiento del peso se produce cuando las calorías consumidas son iguales a las calorías quemadas.

Ingesta y gasto de energía

Para comprender mejor el equilibrio energético, profundicemos en sus dos componentes: la ingesta y el gasto de energía. La ingesta energética se refiere a las calorías que el ser humano ingiere a partir de proteínas, hidratos de carbono, grasas y alcohol mediante el consumo de alimentos y bebidas. Por otro lado, el gasto energético se refiere a las calorías que gastan los seres humanos a través de la tasa metabólica en reposo (TMR), el efecto térmico de los alimentos (TEF) y la actividad física. La RMR es la energía necesaria para alimentar el cuerpo en reposo y mantener las funciones vitales del organismo y la homeostasis. La RMR representa entre el 60 y el 75% del gasto energético diario total y es proporcional a la masa muscular, lo que significa que cuanto mayor sea la musculatura de alguien, mayor será su RMR. El FET se refiere a la energía necesaria para absorber, digerir y metabolizar los alimentos consumidos y suele representar entre 8 y 10% del gasto energético diario total. Por último, la energía gastada a través de la actividad física, el componente más variable del gasto energético diario total, incluye las calorías gastadas a través del ejercicio voluntario y no voluntario, como el control postural y los escalofríos. Esto también se conoce como termogénesis de la actividad sin ejercicio (NEAT).

La ingesta y el gasto de energía están controlados principalmente por el sistema nervioso central (SNC). Al consumir alimentos, se envían señales olfativas, gustativas y de textura al cerebro cognitivo y emocional, que regulan el comportamiento alimentario. Mientras los alimentos entran en el tracto gastrointestinal (GI), la distensión física del estómago crea una señal de saciedad que se transmite al cerebro para que deje de comer. Además, los componentes de los alimentos digeridos, como los ácidos grasos, promueven aún más la saciedad al estimular las hormonas de la saciedad a corto plazo, como la colecistoquinina, desde las células endocrinas GI. Por último, una vez finalizado el consumo de alimentos, se segregan hormonas procedentes del tejido adiposo (leptina) y del páncreas (insulina), que suprimen aún más el apetito. La regulación del equilibrio energético no es sólo un proceso a corto plazo sino, sobre todo, a largo plazo. El hipotálamo, una región concreta del cerebro, regula el equilibrio energético a largo plazo y, por tanto, el peso corporal, codificando la información sobre la disponibilidad y reserva total de energía en el organismo.

Un balance energético positivo crónico causado por una combinación de factores genéticos (genes de la obesidad) y ambientales (abundancia de alimentos, bajo coste de los alimentos apetecibles ricos en grasas y azúcares, falta de infraestructuras y de motivos para la actividad física) conduce a la acumulación de grasa y, finalmente, a la obesidad. Por el contrario, el gasto energético debe ser superior a la ingesta de energía (balance energético negativo) para perder peso. Sin embargo, la magnitud de este balance energético negativo es muy discutible, y se han desarrollado muchas teorías a lo largo de los años. Una de las más populares es la regla de las "3.500 kcal por kilo", utilizada para predecir la evolución temporal del cambio de peso de una intervención dietética. En concreto, esta regla establece que se necesita un déficit calórico de 3.500 kcal para que alguien pierda medio kilo. Esta regla se ha confirmado desde que se reconoce generalmente que se producen cambios compensatorios con el cambio de peso en el gasto energético, lo que hace que este equilibrio sea más complejo que una simple ecuación matemática.

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El cambio del equilibrio energético hacia una menor ingesta de energía en relación con el gasto energético total tiene una serie de adaptaciones biológicas distintas, como la disminución de la RMR, la reducción de la NEAT y la alteración de los niveles de las hormonas circulantes que regulan el apetito (aumento de los niveles de hormonas orexigénicas o del hambre, como la grelina, y reducción de los niveles de hormonas anorexigénicas o saciantes, como la leptina), que se sabe que influyen en la pérdida de peso pero, lo que es aún más importante, en el mantenimiento del peso a largo plazo. Las adaptaciones biológicas más potentes que se producen durante la pérdida de peso y que operan en contra de su continuidad son la disminución de la RMR y el aumento de la eficiencia de la actividad del músculo esquelético, especialmente durante niveles bajos de ejercicio (anteriormente denominado NEAT). Estas adaptaciones se denominan colectivamente termogénesis adaptativa (TA), en la que las células del cuerpo, y especialmente las del músculo esquelético, queman menos calorías para sus actividades (principalmente actividades de tipo NEAT) por unidad de peso en comparación con lo que harían normalmente, dado que no existiera el entorno hipocalórico. Los cambios mencionados son las causas principales de la meseta de pérdida de peso y de la recuperación total o parcial del peso. Por lo tanto, dado que el equilibrio energético constituye un mecanismo susceptible que puede alterarse fácilmente, principalmente a través de prácticas dietéticas extremas e inadecuadas, como las dietas muy hipocalóricas (DLP), las personas que hacen dieta deben acudir siempre a dietistas profesionales para que les guíen en este proceso.

El sobrepeso y la obesidad derivados de un balance energético positivo crónico son importantes factores de riesgo de enfermedades crónicas graves, especialmente el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y la diabetes de tipo II. La obesidad es un factor causal de muchos tipos de cáncer, como el colorrectal, de endometrio, de riñón, de esófago, de páncreas, de tiroides, de mama y de próstata. El tejido adiposo es un tejido metabólicamente activo que produce hormonas y citoquinas inflamatorias que contribuyen a aumentar el riesgo de padecer ciertos tipos de cáncer. Además, la resistencia a la insulina, característica distintiva de la obesidad y precursora de la diabetes de tipo II, provoca hiperinsulinemia, que estimula la producción del factor de crecimiento similar a la insulina -1 (IGF-1), lo que aumenta el riesgo de cáncer. La obesidad es también un fuerte factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, causando hipertensión, hiperlipidemia y disfunción endotelial. La pérdida de peso mediante la adopción de un patrón dietético sano y equilibrado, como la dieta mediterránea, disminuye los efectos nocivos de un balance energético positivo a largo plazo sobre el corazón y el sistema circulatorio en general.

Un balance energético positivo es sólo a veces desafortunado. Crear un superávit energético adecuado es a menudo un requisito previo, especialmente para los atletas delgados que intentan ganar masa muscular. La magnitud de este superávit para que el atleta pueda aumentar 1 kg de masa muscular esquelética aún no se ha definido debido a variables inestimables como la genética, la edad, el sexo, la composición corporal y el estado de entrenamiento. Sin embargo, dado que la acumulación de masa muscular a través de un balance energético positivo también se asocia a un aumento de la masa grasa, la recomendación general es un superávit de 350-500kcal al día para un contexto anabólico eficiente. Un balance energético positivo es insuficiente, ya que es necesario que exista una prescripción adecuada para un programa de entrenamiento de resistencia y una ingesta adecuada de proteínas, que es el macronutriente más crítico en la hipertrofia del músculo esquelético.

La RMR y, en consecuencia, el balance energético pueden medirse con precisión mediante la calorimetría indirecta respiratoria, que es la prueba de referencia para medir el gasto energético. El análisis de la respiración controla el intercambio gaseoso, es decir, el volumen de consumo de oxígeno (VO2) y la producción de dióxido de carbono (VCO2) en reposo y durante el ejercicio. La relación entre la producción de CO2 y el consumo de O2 se conoce como relación de intercambio respiratorio (RER) y representa la oxidación del combustible, concretamente la contribución relativa de los hidratos de carbono y las grasas al gasto energético. Durante la oxidación pura de hidratos de carbono, la cantidad de CO2 producida es igual a la cantidad de O2 consumida (RER=1,0), mientras que durante la oxidación pura de grasas, el RER es igual a 0,7. Una mayor capacidad para oxidar las grasas en reposo es importante para la salud metabólica, el control del peso y la composición corporal, mientras que los individuos obesos con resistencia a la insulina tienen una eficiencia deficiente para quemar grasas. Además, una RER elevada en reposo predice la recuperación de masa grasa tras reducciones del peso corporal inducidas por dietas.

En general, el balance energético es un equilibrio complejo con muchos componentes que pueden variar significativamente de un individuo a otro. Este equilibrio implica mecanismos biológicos complejos, como las hormonas y los circuitos neuronales, cuya alteración puede tener efectos adversos a largo plazo sobre la salud metabólica. Aunque un balance energético positivo crónico está relacionado con la obesidad y otros problemas de salud crónicos graves, también puede ser deseable para los deportistas que se esfuerzan por ganar masa muscular. Todas las personas que busquen una medición válida del balance energético deberían someterse a una prueba de análisis del aliento, el método de referencia para medir el gasto energético y determinar así la ingesta de energía y, en última instancia, el balance energético.

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