Quizás una de las habilidades más elementales desarrolladas por el Hombre sea la de conseguir su alimento. La evolución de la ciencia ha servido para corroborar la importancia de una adecuada alimentación y el aporte que hace cada uno de los nutrientes a las funciones vitales del individuo. Es posible que sea este conocimiento el que nos haya llevado a hacernos la pregunta: ¿Y si no comiéramos?; o decirlo de otro modo: ¿Cuán vulnerables somos a la inanición?.

El Hombre primitivo, antes de la era agrícola -e incluso después que lograra el manejo de la tierra- debió sufrir largos períodos de hambruna, los que para beneficio de la especie fueron sobrellevados gracias a su gran capacidad de adaptación al ayuno. Esto fue despertando la curiosidad del Hombre moderno y ya en 1912, en Boston, el profesor F.G. Benedict publicó su clásico trabajo "A study of Prolonged Fasting" en el que exponía los resultados obtenidos con un sujeto de Malta que ayunó 31 días, al cabo de los cuales no presentó ningún deterioro mental y en términos físicos sólo había perdido peso.

Existen una serie de mecanismos metabólicos que permiten acomodarse a una situación de ayuno prolongado. Estos mecanismos se han ido adaptando a los requerimientos globales del individuo y a las exigencias particulares de cada órgano.


Deterioro

En primer término, consideremos cuál es el tamaño de la reserva energética del Hombre adulto, dado que en ausencia de aporte exógeno de nutrientes esta despensa será quien proveerá de la energía suficiente para sobrevivir (figura 2).

Al examinar la tabla (figura 2) es necesario hacer una salvedad: en el cuadro se expresa el rendimiento calórico que se obtendría al combustionar el ciento por ciento de nuestro contenido en grasa, proteínas, etc., lo cual en la práctica es imposible. Se supone que se lesionan funciones vitales cuando ya se ha consumido la mitad de las proteínas corporales. De todos modos la tabla sirve para ilustrar la importancia de las grasas, que constituyen aproximadamente un 85% de la reserva total. Las proteínas aportan sólo un 14%, pero, no obstante lo discreto de la cifra, su importancia es fundamental. La única forma como los hidratos de carbono se acumulan bajo una especie no difusible es como Glicógeno, un polímero de muchas unidades de glucosa. Este se concentra fundamentalmente en el hígado y músculo, pero sólo el hepático constituye reserva de combustible para el resto del organismo y sólo aporta 75 g totales.

El mérito del depósito graso va más allá de constituir el combustible de reserva más abundante. Es también la forma de energía más "concentrada". Expliquemos esto: un kilo de grasa orgánica produce una cantidad de calorías por combustión muy cercana al valor teórico (se considera valor teórico al rendimiento calórico de la combustión experimental de unidad de masa de un determinado substrato calorigénico, medido en un calorímetro) calculado para la grasa (9.000 kcal) Sin embargo una cantidad equivalente de proteínas generará casi un cuarto de su valor teórico (valor real: 1.000 kcal, valor teórico: 4.000 kcal). Esto se explica por el gran poder de hidratación de las proteínas, cuestión que también es válida para el glicógeno, lo que hace que una unidad de masa de proteína (o glicógeno) se "diluya" en su agua de hidratación. La grasa al rechazar el agua concentra mucho mejor su patrimonio energético.


Glucosa

No obstante lo limitado de la reserva de hidratos de carbono, el organismo necesita una adecuada constancia en el aporte de glucosa, la que naturalmente se debe sintetizar en forma endógena. Esta exigencia es el reflejo del particular metabolismo del Sistema Nervioso Central (SNC). Este consume sólo glucosa en una cantidad aproximada a 115 g diarios, la que es metabolizada en forma terminal (CO₂ + H₂O). Existen otros tejidos consumidores de glucosa durante este período (eritrocitos, médula renal, nervios periféricos), pero sólo consumen alrededor de 36 g y la metabolización en forma anaeróbica, dando como productos finales ácido Láctico y/o Pirúvico, los cuales pueden eventualmente reciclarse.

De este modo podemos decir que tal vez "el" problema a resolver durante el ayuno (por lo menos en esta etapa) es conseguirle al SNC un aporte adecuado de glucosa que obviamente no será proporcionada por las comidas.

¿Cuál es el origen de esta glucosa? Toda glucosa que circula durante el ayuno tiene su origen en los aminoácidos que componen las proteínas. Esto, a través de un proceso conocido como Neoglucogénesis, da origen (fundamentalmente en el hígado) a la glucosa necesaria para nutrir el cerebro.

La figura 1 muestra la concentración sanguínea de glucosa obtenida de un sujeto que ayunó en forma controlada durante 42 días. Luego de una caída inicial (alrededor del tercer día) la concentración de glucosa se mantiene estable durante ese largo período, lo cual da una idea de la eficiencia del fenómeno gluconeogénico. Por otra parte, la curva de concentración de insulina muestra una forma muy similar a la de la glucosa, esto es, una disminución de la glucosa circulante que coincide perfectamente con una disminución de la insulina. En términos absolutos, sin embargo, la glucosa disminuye un 20% y la insulina baja a menos de la mitad durante todo el período de ayuno. Esta hormona es la que permite la entrada de la glucosa a tejidos muy abundantes y ávidos de esta molécula, como el tejido adiposo y la masa muscular. De esto se desprende que si la concentración de insulina no disminuyera drásticamente con el ayuno, la glucosa sintetizada por el hígado sería rápidamente capturada por estos grandes consumidores. La disminución de la insulina circulante constituye un mecanismo de adaptación fundamental en el ayuno y trae como consecuencia inmediata el ahorro de glucosa para el metabolismo cerebral.


Grasas

Simultáneamente con lo anterior, el resto de los tejidos que componen nuestro organismo se adaptan a la discriminación que significa no consumir glucosa. Lo hacen consumiendo el combustible más abundante y de mejor rendimiento calórico: las grasas. Obedeciendo a la disminución de la insulina circulante, comienzan a liberarse ácidos grasos desde el tejido adiposo, que son la forma metabólicamente combustionable de la grasa de depósito. Esto permite que el consumo de proteínas se derive fundamentalmente a la síntesis de glucosa y ésta sea consumida principalmente por el cerebro.

La producción de glucosa en forma endógena es, pues, un proceso constante y muy dinámico. Los aminoácidos que la generarán son proporcionados al hígado por diversos órganos, fundamentalmente por los músculos. Vale la pena profundizar algo más con relación al origen de los aminoácidos que generarán glucosa.

Siempre que utilicemos proteínas en una función distinta que la que tienen en forma original, vamos a estar dañando de algún modo algún proceso celular. El verdadero mérito del sistema consiste en seleccionar aquellas proteínas que en ese momento podrían ser utilizadas. Un ejemplo podría ilustrar esto: el músculo esquelético por su función y abundancia es requerido muy rápidamente para la síntesis de glucosa; sin embargo, los músculos viscerales como el diafragma, por ejemplo, casi no se utilizan con este fin. Cualquiera que sea el caso, lo concreto es que el costo de producir glucosa es alto y es necesario controlarlo.


Proteínas

Durante las primeras semanas de ayuno se gastan alrededor de 100 g diarios de proteínas en la síntesis de glucosa, los cuales son aportados fundamentalmente por el músculo, llevados al hígado, detoxificados de amonio y metabolizados a glucosa. Si continuáramos consumiendo nuestras proteínas a esa velocidad, seguramente estaríamos acelerando un proceso irreversible que nos llevaría a la muerte. Es necesario echar a andar un nuevo proceso adaptativo que frene la rápida degradación de proteínas.

Entre la 3ª y 6ª semana de ayuno comienza a desarrollarse un sistema que nos salvará de esta comprometida situación: el SNC comienza paulatinamente a metabolizar una forma semioxidada de ácido graso, los llamados cuerpos cetónicos. Estos son compuestos grasos de 4 átomos de carbono que comienzan a reemplazar a la glucosa en el metabolismo cerebral, dando de este modo un alivio a la degradación de proteínas. Esta adaptación del SNC al consumo de grasas constituye un evento de singular importancia dado que permite poner en contacto nuestro tejido más exigente en términos calóricos con nuestra mayor fuente de energía (las grasas). Es este hecho sin duda el que permite explicar la gran sobrevida que muestran sujetos que voluntaria o involuntariamente se someten a prolongados ayunos.

¿Por cuánto tiempo se prolonga este período?. Sin duda hasta que se agota el depósito graso y eso naturalmente dependerá de cada persona. Lo que suceda en adelante será rápido e inevitable. Al no existir más grasa, se desencadenará una segunda y fatal degradación de proteínas. Este proceso afectará la masa muscular respiratoria, lo que producirá atelectasis (pérdida de la capacidad de expansión del pulmón), neumonía y la muerte.

En resumen, un individuo forzado a un stress nutricional muestra una capacidad de adaptación que le permite soportar un ayuno por un período bastante largo. En el estudio de los mecanismos de ajuste de nuestro organismo a esta situación nutricional, han hecho un importante aporte los voluntarios obesos que en forma controlada han ayunado por largo tiempo, entregando una rica información que nos permite hoy conocer mucho más de la fantástica maquinaria metabólica que trabaja con nosotros.



Jorge Martínez

INTA
Universidad de Chile