Adaptaciones fisiológicas a la pérdida de peso

La ganancia de peso es el resultado de un desbalance entre la ingesta total de energía y el gasto total de energía. En consecuencia, la obesidad es el resultado de la combinación de una conducta inadecuada de ingesta de alimentos   con  un desbalance en la captación  y el gasto de energía que puede ser corregida por restricción calórica e incremento de actividad física. En este contexto, las intervenciones basadas en modificaciones del estilo de vida son componentes integrales en el manejo de la obesidad.  Sin embargo, aunque la pérdida de peso puede obtenerse  por restricción dietética y/o aumento de la actividad física, a largo plazo, muchos individuos vuelven a ganar el peso que perdieron.  Dado que los efectos de la dieta y el ejercicio solos no son suficientes  para mantener por mucho tiempo la reducción de peso, el problema se vuelve más complejo y la obesidad puede ser considerada como una enfermedad neurobiológica con un componente psicológico.

En condiciones de estado estacionario la energía ingerida con los alimentos es metabolizada y usada como combustible en el metabolismo basal, la termogénesis y el gasto de energía (actividad física). Cualquier exceso de energía es almacenado como grasa en el tejido adiposo para ser utilizada  posteriormente. Hay un componente genético en la determinación del peso corporal de un individuo,  los eventos de la vida temprana  y el tipo de crianza  también tienen un rol, pero en última instancia el peso corporal en un estado estacionario está  determinado por la influencia de diferentes factores. Hay tres grupos principales de estos factores: homeostáticos, ambientales y conductuales que interactúan e influyen en el peso corporal. Las alteraciones en alguno de estos factores provocan  cambios del estado estacionario que podrían terminar en la obesidad.

El peso corporal es regulado por un complejo sistema  neuro-hormonal, el cual refleja la importancia biológica fundamental  del balance energético y el aporte de nutrientes. En esencia, las señales involucradas en la regulación homeostática de la ingesta de alimentos, el balance energético y el peso corporal son integradas centralmente en el núcleo arcuato del hipotálamo, el tallo cerebral caudal y partes del sistema límbico y la corteza cerebral. Numerosos péptidos y hormonas involucrados en la regulación del apetito funcionan centralmente  en el hipotálamo, algunos (el neuropéptido Y (NPY) y el péptido relacionado con el agouti (AgRP), por ejemplo) son orexigénicos  (estimulan la ingesta de alimentos) mientras otros  (la proopiomelanocortina (POMC) y el transcrito  regulado por cocaína y anfetamina (CART), por ejemplo) son anorexigénicos (suprimen la ingesta de alimentos). El hipotálamo también procesa señales periféricas que conducen información sobre la ingesta de alimentos a corto plazo (disponibilidad de nutrientes) o del balance energético a largo plazo  (depósitos de energía) para activar la homeostasis energética. Entre el cerebro y la periferia (tracto gastrointestinal, páncreas, hígado, músculo y tejido adiposo) se crea un asa de retroalimentación. Las señales de corto plazo incluyen hormonas orexigénicas como la grelina y el polipéptido inhibitorio gástrico (GIP) y hormonas anorexigénicas como el péptido glucagonoide 1(GLP-1), el péptido YY (PYY) y la colecistoquinina (CCK) del tracto gastrointestinal; el polipéptido pancreático (PP), la amilina y la insulina del páncreas y la leptina de los adipocitos. La insulina, sin embargo, es única pues reduce la ingesta de alimentos centralmente, pero causa ganancia de peso cuando se usa periféricamente para tratar la diabetes. El hipotálamo también integra señales de las rutas recompensa en el sistema corticolímbico, asociadas con la palatabilidad (vista, olfato, gusto) de los alimentos. Estas rutas hedónicas pueden incrementar el deseo de consumir alimentos ricos en energía  a pesar de la saciedad fisiológica y los depósitos de energía repletos.   Varios sistemas de neurotransmisores cerebrales, incluyendo los mecanismos dopaminérgicos, opioidérgicos y canabinoides tienen un rol en las rutas recompensas y median el placer para comer.  El control homeostático de la ingesta de alimentos puede ser sobrepasado en algunos casos. Hay evidencia  que la ingesta  en la dieta de ácidos grasos saturados induce inflamación en el hipotálamo, un proceso mediado por células gliales, lo cual puede producir cambios en la función neuronal que resultan en disturbios en la respuesta a la leptina y la ingesta de alimentos.  Las células gliales, por lo tanto, tienen un rol importante  en la regulación del peso corporal, la activación crónica de células gliales está relacionada con la perpetuación de la obesidad y el inicio de las complicaciones que la acompañan.

El ambiente en el que vivimos tiene un rol importante en la homeostasis energética. Los niveles actuales de obesidad son atribuibles, al menos en parte, a un ambiente “obesogénico”  que impacta áreas cerebrales cortico-límbicas relacionadas con el aprendizaje, la memoria, la recompensa, el humor y las emociones. Los factores que contribuyen a este ambiente incluyen al intenso mercadeo de alimentos densos en energía, la gran disponibilidad  de estos alimentos y los grandes tamaños de las porciones que hacen que las personas consuman grandes porciones de alimentos ricos en azúcar y grasas. Este incremento en la ingesta de alimentos  está acoplado con la disminución  en actividad física. Otros factores ambientales que potencialmente influyen en el peso corporal son las infecciones, las modificaciones  epigenéticas del ADN, el déficit de sueño, los disrruptores endocrinos y los efectos iatrogénicos de  las farmacoterapias.

El conocimiento de que una dieta sana y el ejercicio  resultarán en pérdida de peso no es suficiente  para alcanzar y mantener un estilo de vida saludable y reducir el exceso de peso corporal.  Los patrones conductuales contribuyen a la etiología de la obesidad y por consiguiente la terapia conductual a menudo forma parte del manejo de individuos obesos.  Una buena proporción de individuos obesos mantiene la pérdida de peso y esto está asociado con cambios específicos en la conducta, particularmente  con respecto a la dieta y el ejercicio. La motivación personal para los cambios puede tener un rol fundamental en la modificación de los hábitos alimenticios  y el estilo de vida. En un metaanálisis de 61 estudios, cuatro técnicas de cambio conductual  (“acción planificada”, “gerencia del tiempo”, “pronto auto-monitoreo del desenlace conductual” y “plan apoyo social/cambio social”)  resultaron significativamente asociadas con cambios positivos en la auto-eficacia. El concepto de discrepancia, la contradicción entre cómo una persona se ve a si misma  y cómo le gustaría ser  para corresponder a su auto-imagen ideal, valoración y expectativas,  así como el concepto de auto-regulación, son también reconocidos como componentes importantes en la realización del cambio conductual.

Los cambios compensatorios en las rutas biológicas involucradas en la regulación del apetito y la utilización de energía afectan nuestro complejo sistema neuro-hormonal que regula la homeostasis energética, incluyendo perturbaciones en los niveles circulantes de las hormonas relacionadas con el apetito y la homeostasis energética así como también alteraciones en el metabolismo de nutrientes y el apetito subjetivo. Las hormonas relacionadas con el apetito tienen un rol clave  en la reganancia de peso después de la pérdida de peso. Con excepción del PP, los cambios en las hormonas después de una pérdida de peso tienden a favorecer la reganancia de peso  y además promueven el almacenamiento de energía. Por ejemplo, después de una pérdida de peso inducida por dieta, hay incremento en los niveles de grelina  y GIP con disminución en los niveles de leptina, PYY, CCK, amilina, insulina y GLP-1. Estas alteraciones hormonales pueden persistir hasta por un año según diversos estudios con individuos obesos. Estos hallazgos sugieren que las alteraciones compensatorias en los mediadores circulantes del apetito que promueven la reganancia de peso no son una respuesta transitoria a la pérdida de peso. Después de una cirugía de bypass gástrico, los niveles de grelina son extremadamente bajos, mientras los de GLP-1 y PYY son elevados, lo cual podría atenuar  el apetito. Estos datos aumenta la posibilidad de que el procedimiento de  bypass gástrico reduzca el peso corporal, al menos en parte, alterando la producción y/o liberación  de estos mediadores del apetito. Sin embargo, estudios recientes en roedores indican que la pérdida de  peso después de gastrectomía no es mediada por cambios en la grelina  y GLP-1, ni es mediada por receptores melanocortina (MC4) en el hipotálamo. Aparentemente,  esta pérdida de peso  involucra al receptor nuclear de ácidos biliares, farnesoid X. Ahora bien, el hecho que hormonas como la grelina y el GLP-1 no estén involucradas en el mecanismo de pérdida de peso después de la gastrectomía  no significa que ellas no sean mediadores importantes  del peso corporal.  Por otra parte, un estudio también en roedores  demuestra reducción de peso corporal y complicaciones  diabéticas con péptidos que actúan como agonistas  de los receptores de  tres hormonas metabólicamente relacionadas: GLP-1, GIP y glucagón.

El gasto de energía varía de acuerdo con los cambios en el peso corporal, y el balance entre la energía ingerida (en la forma de calorías) y la demanda de energía del cuerpo es un determinante fundamental en el control del peso corporal. El mantenimiento  de un peso corporal reducido  está asociado  con cambios compensatorios en el gasto de energía, lo cual tiende a favorecer la ganancia de peso. La pérdida de peso  inducida por dieta provoca una disminución en el gasto total de energía, el gasto de energía en reposo (la energía necesaria para las funciones celulares) y el gasto de energía durante la actividad física. Los mecanismos involucrados en la disminución del gasto total de energía después de la pérdida de peso están relacionados con una reducción de la masa corporal y un incremento de la eficiencia metabólica. La disminución del gasto de energía después de la pérdida de peso podría ser menos  importante  si la ingesta de energía disminuye proporcionalmente. Sin embargo, durante el mantenimiento de la pérdida de peso puede ocurrir una desconexión  entre la ingesta y la salida de energía  que favorece la  reganancia de peso. La persistencia de esta adaptación metabólica  durante el mantenimiento de la pérdida de peso podría predisponer  a los individuos para reganar peso. Si después de una pérdida de peso los individuos regresan a su dieta original  y al estilo de vida sedentario se estimula  una lenta tasa de ganancia de peso consistente con los hallazgos que sugieren que la respuesta del peso corporal  a un cambio en la ingesta de energía es lenta. Por otra parte, un estudio reciente demuestra que tanto el gasto de energía  como la ingesta de energía son influenciados por la respuesta metabólica adaptativa de la pérdida de peso inducida por el ejercicio.

La composición de la dieta usada para la pérdida de peso puede influir en la reganancia de peso. Los efectos biológicos, incluyendo al gasto de energía, de la composición de la dieta durante el mantenimiento de la pérdida de peso fueron investigados en un estudio  de 21 adultos obesos o con sobrepeso. Entre los individuos que perdieron 10-15% del peso corporal  después recibir durante cuatro semanas  una dieta baja en grasas y una dieta de bajo índice glucémico o  muy baja en carbohidratos, el gasto de energía total y el gasto de energía en reposo disminuyeron más en el grupo  de la dieta baja en grasas y   menos en el grupo de la dieta muy baja en carbohidratos. Estos hallazgos sugieren que una dieta baja en carbohidratos  puede ayudar a proteger  contra la reganancia de peso.  Los estudios  en ratas obesas demostraron que la pérdida de peso por restricción de energía en la dieta  se acompaña con una preferencia por la utilización  de lípidos sobre carbohidratos. Sin embargo, en el mantenimiento de la pérdida de peso hay un cambio en la utilización de combustible hacia la oxidación de carbohidratos que continúa durante la reganancia de peso.  Los estudios en roedores también demostraron  una supresión  de la oxidación de las grasas de la dieta durante la reganancia de peso después de una reducción de peso sostenida. El incremento en la utilización de carbohidratos podría disminuir la oxidación de las grasas de la dieta, las cuales son almacenadas en el tejido adiposo. Por otra parte, los estudios en humanos demostraron que los individuos post-obesos tienen bajas tasas de oxidación de grasas y particularmente,  la oxidación postprandial de grasas, lo cual puede explicar la propensión a la reganancia de peso después de la pérdida de peso.

La ingesta de alimentos estimula los centros cerebrales  involucrados en el placer y la recompensa, lo cual explica la motivación para consumir alimentos a pesar del estado de saciedad. La sobrealimentación  refleja un desbalance en el control ejercido por el hipotálamo versus los circuitos recompensa, y/o un desvío en el “set point” hedónico para recompensa de alimentos. En los individuos obesos se ha demostrado una reducción de receptores de dopamina D2 en el cuerpo estriado, lo cual puede provocar el alto consumo  de alimento como una manera de compensar la disminuida actividad de la ruta dopaminérgica. El antagonista opiode naltrexone y el antidepresivo bupriopon, los cuales inhiben la recaptación de dopamina pueden influir en la ingesta de alimentos y el peso corporal a través del sistema recompensa.  La evidencia acumulada  demuestra que la pérdida de peso inducida por dieta se acompaña de un incremento en todos los componentes del apetito subjetivo (deseo de comer, hambre y consumo prospectivo de alimentos). Más aún, un estudio a largo plazo en 50 individuos obesos o con sobrepeso demostró que  los tres componentes del apetito se mantienen elevados aproximadamente por un año. Un estudios con imágenes de resonancia magnética funcional  en individuos obesos  demostró que los cambios en la actividad neural durante el mantenimiento de la pérdida de peso consisten en un incremento en la actividad de los sistemas relacionados con las respuestas sensoriales  al alimento  y una disminución  en los sistemas  relacionados con el control cognitivo de la ingesta de alimentos. Estos cambios pueden ser revertidos con inyecciones de leptina.

En conclusión,  el peso corporal es regulado  por la interacción de procesos homeostáticos, ambientales y conductuales. El mantenimiento de la pérdida de peso es una etapa crucial en la reversión del alarmante incremento de personas  obesas  y por consiguiente en la  reducción de la morbilidad relacionada con la obesidad. La restricción  de la ingesta de alimentos  a través de la dieta generalmente produce una reducción del peso corporal a corto plazo, pero a largo plazo, muchos individuos vuelven a ganar el peso perdido. Los individuos que viven en un ambiente “obesogénico”  encuentran muchas oportunidades para la sobrealimentación.  Más aún, las adaptaciones fisiológicas compensatorias que siguen a la pérdida de peso  inducida por dieta como las disminuciones  en el gasto de energía, la oxidación de grasas y los niveles de hormonas anorexigénicas (leptina, por ejemplo) y los incrementos en el apetito  y los niveles de hormonas orexigénicas (grelina, por ejemplo),  promueven la reganancia de peso.  Hay también evidencias con respecto al rol  de  los factores hedónicos y la actividad de las células gliales en las asas de retroalimentación que controlan el peso corporal.  Para mantener la pérdida de peso, los individuos deben adquirir conductas que contrarresten las adaptaciones fisiológicas y otros factores que favorecen  la reganancia de peso. El uso de medicación anti-obesidad y/o cirugía bariátrica  son intervenciones útiles  que ayudan a “resetear” la fisiología individual. A largo plazo, las intervenciones que alteran la fisiología del control del peso corporal son más eficaces que las intervenciones conductuales.  El bypass gástrico, el cual modifica la fisiología de la regulación del peso corporal, es actualmente el tratamiento más eficiente para la obesidad.  El control de la fisiología del peso corporal permitirá la adopción  de modificaciones del estilo de vida, incluyendo una dieta baja en caloría y mayor actividad física.

Fuente:  Greenway FL (2015). Physiological adaptations to weight loss and factors favouring weight regain. International Journal of Obesity 39: 1188-1196.