fisiologia de la ingesta

46 Lisette Barreto, MD. y col.Obesidad: fisiología de la ingesta (Primera parte)

RCCP Vol. 7 No. 2Agosto 2001

* Instructora Programa Integrado de Cirugía Plástica, Hospital de San José.** Residente I Programa Integrado de Cirugía Plástica, Universidad Militar Nueva Granada,

Fundación Universitaria de Ciencias de la Salud, Hospital de San José.*** Endocrinóloga Hospital de San José, Fundación Santa Fé.**** Endocrinóloga Clínica del Country, Bogotá, D.C., Colombia.

Obesidad: fisiología de la ingesta (Primera parte)

LISETTE BARRETO, MD.*, FERNANDO MUNAR, MD.** ESTELA ACOSTA, MD.***,

ALEXANDRA TERRONT, MD.****Bogotá, D.C., Colombia

IntroducciónLa obesidad y el sobre peso aumentan su prevalen-

cia cada día más en nuestro medio. Se ha comprobadoque surge de un exceso de captación de energía contraun escaso gasto de esta. Los individuos heredan unmetabolismo específico que regula este balance de ener-gía interactuando con factores ambientales. Es a travésdel entendimiento del proceso fisiológico del manejo dela energia y su regulación a nivel central y periférico loque permite comprender la patología.

Anatomía del adipocitoLos adipocitos son células esféricas en las que el

espacio intracelular está ocupado por una gran vacuolallena de triglicéridos. Una de sus principales caracterís-ticas es la facultad para cambiar de volumen rápida-mente. De hecho estas células, según las circunstan-cias, puede pasar de un diámetro de 40 a 120 µ. Enciertos casos extremos este aumento puede llegar a serhasta de 40 veces.

Existen dos clases principales de tejido adiposo elblanco y el pardo. La grasa parda es escasa en el serhumano y relativamente abundante en algunos mamífe-ros, especialmente los que hibernan. Posee un riego ca-

pilar abundante y sus células son ricas en mitocondriasy, por ende, en citocromos. Tiene una función crucial enla regulación de la temperatura.

Por su parte, la grasa blanca participa activamenteen la captación, síntesis, almacenamiento y movilizaciónde la energía en forma de triglicéridos que se encuen-tran en reserva. Tiene una distribución regional lo que lemarca a estos adipocitos diferencias funcionales. Losadipocitos de la grasa subcutanea son más pequeñosque los de la grasa intrabdominal y menos receptivos ala lipólisis inducida por catacolaminas. Es así que lostriglicéridos liberados y la lipólisis por catecolaminas serámayor en la grasa acumulada en la región intraabdomnial,obesidad visceral o en manzana, que en la originada enla grasa subcutánea de los muslos o caderas, obesidadperiférica o en pera, debido a una preponderancia de losreceptores para estimulación beta sobre los inhibitoriosen los adipocitos viscerales (1, 2).

Fisiología del adipocitoLa grasa más abundante en los alimentos son las

grasas neutras o triglicéridos; también contiene peque-ñas cantidades de fosfolípidos, colesterol y ésteres decolesterol. Al ingerir la grasa, la digestión ocurre prin-cipalmente en el intestino delgado a través de la emul-sión de la grasa por los ácidos biliares y la lecitina. Esigualmente importante la lipasa pancreática quehidroliza los triglicéridos a su paso por el intestino. Estopermite el paso de ácidos grasos libres a través del

� Revista Colombiana de Cirugía Plástica y Reconstructiva

REVISIÓN DE TEMAS

Palabras claves: Obesidad, sobrepeso, fisiopatología

Resumen

La obesidad y el sobre peso son patologías crónicas que cada díaaumentan más su prevalencia en nuestro medio. Como cirujanosplásticos es fundamental entender los procesos subyacentes parapoder realizar un enfoque integral del paciente partiendo de lahomeostasis normal de la energía.

Abstract

Obesity and overweigth are chronic diseases that have greatprevalence nowadays. As plastic surgeons is important to understandthe processus lying underneath to evaluate the patient from thenormal homeostasis of energy.

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epitelio intestinal hacia la linfa bajo la forma dequilomicrones. Estos a través del conducto torácicopasan al torrente sanguíneo.

En su paso por el tejido adiposo y el hígado losquilomicrones sufren varias modificaciones que permi-ten la difusión de ácidos grasos al interior de las célulasgrasas y hepáticas.

Al restringirse el aporte calórico desaparecen losefectos de los carbohidratos sobre el ahorro de grasasy se movilizan las reservas grasas para emplearla comofuente de energía. También puede ser activada por lainteracción con receptores hormonales presentes en lasuperficie del adipocito. No se debe olvidar que estacélula es activa desde el punto de vista hormonal puesresponde a insulina, glucagón y leptina. Son importan-tes los receptores adrenérgicos en la superficie de losadipocitos pues los β activan la lipasa tisular a diferen-cia de los receptores α que median la inactivación dela adenilciclasa y, por lo tanto, evitan la liberación deestas reservas grasas.

El transporte ocurre en forma de ácidos grasos com-binados a moléculas de albúmina tomando el nombrede ácido graso libre o no esterificado (3, 4, 5).

Balance energéticoEl aporte energético se define como la cantidad de

energía medido en calorías obtenidas a partir de laingesta . Este aporte puede ser tomado como reservacalórica al ser almacenada en el tejido adiposo, trans-formarse en glucógeno como fuente de energía de rá-pido consumo o proteínas las cuales serán usadas comofuente de energía sólo en casos severos de desnutri-ción. La forma más efectiva de reserva es la grasapues produce 9 kcal por gramo, a diferencia delglucógeno que sólo produce 4 kcal por gramo.

La energía que ingresa a la economía está destina-da primariamente al mantenimiento homeostático y aasegurar el funcionamiento basal de los órganos, gene-rando el concepto de rata metabólica basal; el mínimonivel de energía usado por el cuerpo para mantener lavida en condiciones normales es de 1 kcal/mn. A estacifra se debe sumar, además, la energía implicada enlos procesos de digestión, metabolismo y almacenamien-to de los productos alimentarios. Finalmente, a los gas-tos energéticos se debe agregar aquellos relacionadoscon la actividad física, que dependerá del tipo de activi-dad desarrollada (Figura 1).

El balance energético se puede establecer, enton-ces, como una relación que existe entre la ingesta caló-rica y el gasto energético por los diferentes procesosfisiológicos y de acción del cuerpo humano. Cuando laenergía consumida excede la liberada se puede consi-derar un estado de balance energético positivo,sobreingesta vs necesidades basales, que genera un ex-ceso de reserva en grasa y genera el sobrepeso o laobesidad (Figura 2).

Cuando hay mayor pérdida de energía que consumotiene lugar un balance energético negativo, que tampo-co es beneficioso para el organismo pues lleva a agotarlas reservas de energía grasa y a acudir a las proteínascomo fuente de energía, lo cual ocasiona el consumo dela musculatura y el deterioro general (6) (Figura 3).

Figura 2. El imbalance energético positivo produce obesidad.

Figura 1. Balance energético.

Balanceenergético

AporteIngesta

Consumo-Tasa basal-Digestión-Ejercicio

Balanceenergético

AporteIngesta

Consumo-Tasa basal-Digestión-Ejercicio

Positivo / Obesidad



Neurofisiología de la ingestaEl hipotálamo es el principal centro regulador de la

ingesta, estudios posteriores han mostrado que los nú-cleos básales también juegan un papel importante en laregulación de energía por medio de la acción que ejercensobre el apetito. Dentro de las estructuras anatómicasque se mencionan hacen parte de este intrincado sistemade regulación están el núcleo ventromedial, dorsomedial,paraventricular e hipotálamo lateral que juegan un papelimportante en el control de la ingesta (7, 8).

El núcleo arqueado o arcuato, está ubicado en la basedel hipotálamo y se ha establecido su participación enfunciones de producción de péptidos orexigénicos,neuropéptido Y (NPY) y diversos opioides, así comodinorfinas, propiomelanocortina, galactina, GABA,yglutamato; por tanto, las evidencias indican que estenúcleo interviene en los mecanismos encargados delcontrol de la ingesta diaria de alimentos, por medio deacciones sinérgicas con NPY, GABA, y la regulaciónde beta-endorfinas y galanina.

El núcleo ventromedial (NVM) y el hipotálamo lateralse han correlacionado como centros de la saciedad; ade-más, en el NVM hay receptores para moléculas regula-doras del apetito y esta estructura tiene interaccionescon otras áreas implicadas con el comportamiento de laingesta. El hipotálamo lateral debido a su posición comositio de pasaje del cerebro, está considerado como el cen-tro de la alimentación o el deseo de comer (8).

El núcleo dorsomedial representa un componente enel circuito que involucra tanto la estimulación como lainhibición de la alimentación y depende, de manera es-pecífica, de la leptina. El núcleo paraventricular estáimplicado en la liberación de señales orexogénicas, esti-mulantes, y la interacción de neurotransmisores yneuromoduladores inhibidores del apetito (Figura 4).

Figura 3. El balance energético negativo agota la reserva de energía grasa.

Figura 4. Circuito neuroendocrino encargado de la regulación de la ingesta.

Ritmo circadiano

Anorexiantes Orexigénicos

Hipótalamo(Centro regulador ingesta)

LeptinaEsteroides

Balanceenergético

AporteIngesta Consumo

-Tasa basal-Digestión-Ejercicio

Negativo / Desnutrición



Señales orexogénicasLa ingesta característicamente es el equilibrio entre

las señales que estimulan el apetito, llamadasorexogénicas, y las que reflejan saciedad para detenerla ingesta , anorexogenicas.

El neuropéptido Y (NPY), es una molécula que seconsidera como un estimulador potente del apetito, juntocon otros miembros como el polipéptido pancreático.Es producido por dos subpoblaciones cerebrales: un gru-po, extrahipotalámico, ubicado en el tallo cerebral y queincluyendo el locus cerúleos, y el otro, localizado en elnúcleo arcuato y el núcleo dorsomedial del hipotálamo.Se cree que el sitio de acción del péptido en cuestión esla región paraventricular del hipotálamo y posiblementeel mismo núcleo arcuato, donde se produce.

Estudios en modelos animales han mostrado quelos incrementos en los niveles de NPY estimulan laingesta e incrementan la actividad de la enzima li-poproteinlipasa en el tejido adiposo blanco y disminu-ye la termogénesis en el tejido adiposo pardo.

También tiene regulación hormonal múltiple: losesteroides gonadales juegan un papel importante y alocurrir la ooforectomía hay un aumento de la ingestaalimentaria y el peso del sujeto; es más, el peso se res-tablece al dar suplencia estrogénica. La evidencia mues-tra que los esteroides gonadales promueven la secre-ción del neuropéptido Y, pero en las cepas femeninases fundamental el modo bifásico para su regulación; elestrógeno poseería una función de inhibición a travésde receptores estrogénicos en el núcleo arcuato.

No sólo los esteroides gonadales regulan al NPY,sino también los glucocorticoides adrenales que pare-cen desempeñar un papel estimulante, pero aún no esclara la función de estos. Por su parte, la insulina, lascitoquinas liberadas en estados inflamatorios y la leptinainhiben la secreción del neuropéptido (7, 8).

La galanina es un péptido de 29 aminoácidos y se haestudiado por su acción estimuladora del apetito en elcerebro, ya que su función parece ser la de mediadoren las diferentes señales orexogénicas (8).

Desde hace tiempo se ha reconocido que los opioidesendógenos, en particular las beta-endorfinas, modulanla ingesta de alimentos y los estudios en animales hanmostrado que los receptores miu y kappa diminuyen laingesta, sin embargo hay evidencia de los efectosorexigénicos de los opioides a nivel del comportamientode la ingesta y se han estudiado las relaciones entre los

opioides y la liberación de NPY en forma bidireccional,así mismo, en la liberación de beta-endorfinas están im-plicados el GABA y la galactina.

La melanina se produce en el hipotálamo lateral yestá implicada en los efectos orexogénicos del NPY, demodo que participa en la regulación de la ingesta.

Glutamato y GABA son los neurotransmisores másabundantes en el hipotálamo y se caracterizan por serinhibidores y, los modelos de estudios en animales hanmostrado que las diferentes interconexiones que tienenen el hipotálamo generan efectos orexogénicos , en loscuales el péptido GABA esta fuertemente implicado enestos.

En fecha reciente han sido descubiertos otros dospéptidos con acción orexígena; se trata de la hipocretinay las orexinas, moléculas que son producidas en elhipotálamo dorsal y lateral, que, al parecer, estimulan laliberación de NPY:

Señales anorexigénicasLa CRH es la sigla de la hormona estimulante de la

liberación hipofisariaria de ACTH, hormona adreno-corticotropa, y estimula la secreción de corticoesteronade las glándulas adrenales, se ha encontrado una relacióninversa de los pulsos de liberación de esta hormona y elpatrón de ingesta de algunos pacientes. La urocortina esuna hormona que es más potente en los efectos supreso-res de la ingestión, sobre todo en la noche.

La neurotensina, descubierta desde tiempo atrás, estáasociada con efectos anorexiantes, junto con ladopamina, por medio de conexiones con el núcleodorsomedial del hipotálamo.

El péptido similar al glucagón, es una molécula quese deriva a partir del pro glucagón intestinal y se hanencontrado sitios de acción de esta hormona a variosniveles del cerebro, su función anorexiante está relacio-nada con un efecto inhibidor de la liberación de NPY.

Numerosos factores biopsicológicos están implica-dos en el comportamiento de la ingestión. Los núcleosarqueado y paraventricular son partes del sistema inte-grado de consumo y expedición de energía del organis-mo. El estímulo aferente neurovagal y el estímulo hor-monal, mediado por insulina, catecolaminas, leptina yglucocorticoides, actúan sobre el hipotálamo, el cual mo-dula la liberación de péptidos que afectan el consumode alimentos, así como estímulos eferentes del ejehipotálamo-hipófisis y el sistema nervioso autónomo, que



resulta en la expedición de energía e insulina. Los estu-dios muestran que en los animales de experimentaciónlas lesiones del hipotálamo ventro-medial ocasionan unadisrupción de estos núcleos y, a consecuencia de ello,se presenta hiperinsulinemia, acompañada de hiperfagiae hipometabolismo lo que lleva a obesidad.

Mediadores químicos de lahomeostasis de la energía

Las concentraciones plasmáticas de insulina son pro-porcionales al volumen de tejido adiposo y tiene accesoa nivel central reduciendo la ingesta a través de la inhi-bición secreción de neuropéptido Y, unido a los efectosanoréxicos de la colecistoquinina e inhibición neuronalde la recaptación de norepinefrina .

En humanos se ha podido establecer alguna eviden-cia del control que tiene la insulina en la regulación de laleptina y se ha demostrado que los niveles sericos deinsulina se correlacionan con los niveles séricos deleptina, de forma directa, y se ha demostrado que laleptina puede ser la causante de la resistencia periféricaa la insulina.

Por su parte, la colecistoquinina es un péptidosecretado por el duodeno, en respuesta a la presenciade comida en esta estructura, y su función es disminuirla ingesta de comida. Hay dos tipos de colecistoquinina:el tipo A, que esta presente en el sistema gastrointestinal,y el tipo B, que ha sido identificado en el sistema nervio-so central, sobre todo en el núcleo del tracto solitario yel área postrema. Se ha postulado la posibilidad de lasíntesis cerebral de colecistoquinina y la administraciónintracerebral de esta genera efectos de saciedad.

El glucagón es secretado por los islotes de Langerhansy tiene funciones opuestas a la insulina, ya que evita lacaptación de energía en forma de grasa en la periferia,así como la captación de triglicéridos en el hígado (7, 8).

La leptina es una proteína ácida de 167 aminoácidos,sintetizada y secretada por el tejido adiposo y codifica-da por el gen Lep. Circula en el plasma unida a proteí-nas, cruza la barrera hematoencefalica y en el sistemanervioso central actúa sobre el hipotálamo, gracias a suunión con receptores específicos, que lleva a la activa-ción de mediadores secundarios, encargados de inhibirel consumo de alimentos e incrementar la liberación deenergía.

La liberación de leptina en el tejido adiposo aumentapor acción de la insulina, los glucocorticoides y los estró-

genos y disminuye como resultado de los agonistas beta-adrenérgicos y, posiblemente, los andrógenos. Es pro-bable que la leptina contribuya a la homeostasis de ener-gía, en parte por la disminución de la síntesis deneuropéptido Y (RNAm) o bloqueando la acción de di-cha molécula, al estimular el apetito (8, 10).

Las concentraciones de leptina en plasma seincrementan en obesos en proporción directa al volu-men de grasa del cuerpo. Se ha sugerido que la funciónprimaria de la leptina es mantener los depósitos grasossuficientes para el crecimiento y la reproducción; si es-tos depósitos son inadecuados, ello se refleja en una dis-minución de leptina y el resultado es hiperfagia, bajaexpedición de energía e infertilidad (8, 9, 11).

Se han encontrado cinco diferentes receptores parala leptina , uno de estos el OB-RB es muy abundante enciertas áreas del hipotálamo, como el núcleo arcuato, elnúcleo ventromedial y el hipotálamo lateral. Ahora bien,la acción que tiene la leptina sobre estos receptores esdiferente, pues las altas concentraciones de leptinainhiben al neuropéptido Y y las bajas concentracionestienen el efecto contrario (9).

Al parecer, la leptina coordina y regula el sistemaendocrino e inmune en respuesta a la deprivación dealimentos y se ha visto que la deprivación de comidadurante largos períodos provoca la supresión del siste-ma inmuye, ya que, in vitro, la leptina induce la prolife-ración celular de diversas células inmunológicas, en par-ticular los linfocitos T CD4 (9, 12).

La leptina también está implicada en los procesos dereproducción, pues las mujeres embarazadas presentanmayores concentraciones plasmáticas de dicha molé-cula, lo que puede interpretarse como un estado dedeprivación más que de exceso de energía y, por tanto,hay tendencia al depósito graso. La placenta, en estecaso, es el segundo órgano encargado de la producciónde leptina después del tejido adiposo (8, 9, 12).

Entre otras muchas funciones que se le han encon-trado a la leptina están el crecimiento celular por mediode la estimulación de células hematopoyeticas,angiogénesis, ya que actúa como factor angiogénico yentre otras muchas funciones, es un estimulante de laactividad del sistema nervioso simpático.

La leptina se secreta en la circulación en pulsos, 32pulsos en 24 horas; las mujeres tienen niveles más ele-vados con relación a los hombres y se ha visto que losobesos tienen niveles mas altos de leptina y son resis-



tentes a la acción de la hormona, ya que la respuestainhibidora a la ingesta de comida y a la expedición deenergía es menor que en las personas normales. Estáen discusión la posibilidad de que las personas obesastengan mutaciones en el gen que codifica el receptor dela leptina, de tal manera que ocasionen resistencia a laacción de la homona o que esta no penetre de maneraadecuada en el sistema nervioso central; es posible queel problema sea el resultado de segundos mensajeros,que interfieran con la acción de la leptina (9, 13).

Las evidencias experimentales muestran que los ni-veles séricos de leptina están correlacionados con lacantidad de los depósitos grasos del organismo y unaexpresión elevada del gen ob en el tejido adiposo de laspersonas obesas, en comparación con las personas del-gadas. Así mismo, la expresión de este gen varía segúnel sitio de depósito del tejido adiposo, pues tiene lugar enla grasa subcutánea pero no en la abdominal; ello podríaexplicar la variabilidad en la acción de la leptina entrelas personas delgadas y obesas.

Otro aspecto que es necesario tener en cuenta es lacarga genética; así, la obesidad exhibe una interacciónentre factores genéticos y ambientales que favorece eldepósito de calorías, en forma de grasa: la obesidad esun ejemplo en el cual el fenotipo no es sólo atribuible a

un gen en especial o asilado a una población determina-da, porque puede desarrollarse únicamente por un ex-ceso en la ingesta de energía, que supera a la demanda.

Los estudios en animales han permitido identificaralgunos genes relacionados con la obesidad, ubicadosen las regiones p22-p31 del cromosoma 1; estas regio-nes son las que contienen la secuencia encargada de lacodificación del receptor de la leptina. Además, estándocumentados casos de obesidad humana, vinculadoscon mutaciones en genes particulares.

De otro lado, la carboxipeptidasa E es una enzimaque se expresa en las células neuroendocrinas secretorasy cuya función consiste en remover los residuos c-ter-minales de prohormonas como la proinsulina, y pro-neuropéptidos como proneuropéptido Y, propropiome-lanocortina y procolecistoquinina; las mutaciones en lasecuencia que codifica para tal enzima hacen que seproduzca una molécula inactiva y están relacionadas conla aparición de obesidad (9, 13).

ConclusiónEs claro que la homeostasis, desde el punto de vista

energético, conlleva múltiples factores que se entrete-jen cuidadosamente para establecer el peso del pacien-te y su manera de metabolizar.

Bibliografía1.Williams P, Warwick R, Gray Anatomy. Barcelona, Salvat Editores1985.2.Robbins Patologia estructural y funcional. 4a ed. México; EditorialInteramericana 1996: 492-497.3.Guyton A. Tratado de fisiología médica. 6a ed, México. Interamericana,1989: 825-831.4.Flier J, Foster D. E ating disorders. obesity, anorexia nervosa andbulimia nervosa. En: Williams Endocrinology Textbook. ChurchillLivingstone, England 1998.5.Braunwald E y cols. Principios de Medicina Interna. Vol 1, 13a ed.México; Interamericana, 1996; 519-527.6.Goran M. Energy metabolism and obesity. Medical Clinics of NorthAmerica. 2000; 84 (2).7.Rosembaum M, Liebel R. Medical progress: obesity. New EnglandJournal of Medicine 1997, 337 (6):1-19.8.Satya P, Dube M, Pu S, et al. Appetite regulating pathways in the

LISETTE BARRETO, MD.Cra 9 No 117-20, consultorio 504, Bogotá, D.C., [email protected].

hipothalamic regulation of body weight. Endocrinology Review 1999;20(1): 68-90.9.Xavier G, Laferrene B, Arome L, et al. Therapeutic controversy-obesity. Journal Clinic of Endocronolgy and Metabolism 1999; 84(1):1-35.10.Ostlund R, Yang J, Klein S, et al. Relation between plasma leptinconcentration and body fat, gender, diet, age and metabolic covariates.Journal Clinic Endocrinology and Metabolism 1996; 81 (11): 3909-3913.11.Heymsfield S, Greemberg A, Fuijioka K et al. Recombinant leptinfor weight loss in obeses and leans adults. JAMA 1999; 282 (16): 1568-1575.12.Considine R, Caro J. Pleiotropic cellular efects of leptin. CurrentOpinion Endocrinology 1999; 6(2): 163-169.13.Berguera B, Couce M, Lloyd R. Realation betwen plasma leptinconcentration and body fat, gender, diet, age and metabolic covariatesCurrent Opinion Endocrinology 2000; 7(5): 225-230.

fisiologia de la ingesta

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