TEMA 12.

REGULACIÓN DEL BALANCE ENERGÉTICO Y DE LA COMPOSICIÓN

CORPORAL.
El organismo está mejor preparado para hacer frente a situaciones de aporte limitado
de energía que para situaciones de exceso de energía.
1. INGESTA DE ALIMENTO. Sustancias involucradas en la regulación del
apetito.

1.1. NEUROPÉPTIDOS OREXÍGENOS.

 NEUROPÉPTIDO Y.
Es uno de los péptidos más abundantes del cerebro. Se expresa en el núcleo arqueado
del hipotálamo y se distribuye hacia el núcleo paraventricular. Ejerce un efecto
hiperfágico. Se relaciona con una preferencia por alimentos ricos en carbos. Sus niveles
hipotalámicos aumentan de manera fisiológica durante el ayuno y disminuyen durante
la realimentación. También actúa sobre el gasto energético, disminuyendo la actividad
del SN simpático.
 PÉPTIDO RELACIONADO CON LA PROTEÍNA AGOUTI (AGRP).
Se coexpresa junto con el NPY. Tiene un efecto similar al anterior. En cambio, se
relaciona con una preferencia por alimentos ricos en grasas.
 HORMONA CONCENTRADORA DE MELANINA (MCH).
Se localiza en el área lateral del hipotálamo. Se sobre expresa en situaciones de ayuno
y tras su administración estimula la ingesta. Tiene una acción inhibidora sobre el eje
hipotálamo-hipófisis-tiroides. Efecto similar a los dos anteriores.
 OREXINAS.
Son producidas por neuronas situadas en las áreas lateral y dorsal del hipotálamo. Hay
dos tipos: A y B. Ambas orexinas actúan regulando la aparición de las sensaciones de
hambre y sed, el balance energético, la temperatura corporal y los ritmos de sueño.
Las neuronas productoras de orexinas están aparentemente más involucradas en el
control del apetito como una señal a corto plazo que en el control a largo plazo como
reguladoras del peso corporal. Además, la producción de orexinas está regulada por la
leptina y la insulina.
 GALANINA.
Las neuronas productoras de galanina se encuentran por todo el SN, pero abundan en
el hipotálamo. El papel real de este neuropéptido no está claro, ya que parece que no
actúa en la ingesta, pero sí en el metabolismo lipídico.
 PÉPTIDOS OPIOIDES.
Está implicado tanto en la regulación de los procesos de saciedad como en la
estimulación y el mantenimiento de la ingesta de acuerdo con las características de los
alimentos y el individuo. Las moléculas más importantes son la dinorfina y la β-
endorfina.

1.2. NEUROPÉPTIDOS ANOREXÍGENOS.

 HORMONA ESTIMULANTE DE α-MELANOCITOS.
Se expresa en neuronas del núcleo arqueado que proyectan sus fibras hacia diversas
regiones hipotalámicas, como el núcleo paraventricular y el área hipotalámica lateral.
Ejerce un efecto anorexígeno.
 TRANSCRITO REGULADO POR COCAÍNA Y ANFETAMINA.
Se expresa en el núcleo arqueado. Tiene un efecto anorexígeno. Inhibe el apetito
actuando sobre el núcleo paraventricular, pero sin modificar el gasto energético.
 HORMONAS LIBERADORAS DE CORTICOTROPINA Y TIROTROPINA (CRH y TRH).
La CRH, además de ser una hormona que actúa sobre la ACTH y controla la secreción
de glucocorticoides, es un agente neuromodulador en el hipotálamo lateral y sus
regiones cerebrales. Ejerce un efecto anorexígeno en situaciones de amenaza para el
organismo.
La TRH, además de estimular a la TSH, también actúa como neuromodulador y produce
un efecto inhibidor de la ingesta de alimento y de líquido.

1.3. AMINAS.
 NORADRENALINA.
Los circuitos noradrenérgicos del SNC se originan en el tronco encefálico y se
proyectan al encéfalo. Entre ellos, afecta al hipotálamo. Según a los receptores a los
que se una, puede tener una acción orexígena o anorexígena. Si se une a los
receptores adrenérgicos α2 del núcleo paraventricular, provoca un aumento de la
ingesta. Si se une a los receptores adrenérgicos α1 del núcleo paraventricular y a los
receptores β del núcleo lateral, provoca mayor saciedad.
 SEROTONINA.
Las vías serotoninérgicas cerebrales se originan en los núcleos del rafe del mesencéfalo
y ejercen un importante efecto inhibidor sobre el apetito a nivel hipotalámico, que
contribuye a la coordinación de la ingesta con los ritmos de sueño y la conducta
reproductiva.
 DOPAMINA.
Los sistemas dopaminérgicos cerebrales intervienen en la regulación de las conductas
emocionales, y el apetito también tiene condicionantes emocionales.
1.4. PROTEÍNAS REGULADORAS.
 INSULINA.
Esta hormona interactúa con el núcleo arqueado del hipotálamo e inhibe la producción
de NPY, produciendo una disminución de la ingesta.
 LEPTINA.
Producida por diferentes órganos, también interactúa con el núcleo arqueado del
hipotálamo e inhibe la producción de NPY y AGRP, produciendo una disminución de la
ingesta y un mayor gasto energético. Por lo tanto, la leptina representa un papel
importante en el control de la ingesta tanto a corto como a largo plazo.
1.5. PÉPTIDOS DIGESTIVOS.
 COLECISTOCININA (CCK).
Se produce en la mucosa del intestino delgado ante la presencia de grasas y proteínas
y provoca una reducción de la ingesta alimentaria.
 PÉPTIDO ANÁLOGO DEL GLUCAGÓN (GLP-1)
Se produce en la mucosa de estómago e intestino delgado ante la presencia de
productos de la digestión de carbos. Produce una disminución de la secreción ácida,
del vaciamiento gástrico y de la motilidad intestinal, lo que confiere un efecto inhibidor
de la ingesta. En personas con obesidad, la concentración de GLP-1 suele estar
disminuida. Este péptido es una incretina. Incrementa la secreción de insulina e inhibe
la de glucagón.
  PÉPTIDO INSULINOTRÓPICO DEPENDIENTE DE GLUCOSA (GIP).
Se sintetiza en el intestino delgado y se libera por la ingesta de comidas ricas en grasas.
 PÉPTIDO TIROSINA-TIROSINA (PYY)
Es un péptido de la familia del NPY, pero este se sintetiza en las células endocrinas el
intestino delgado. Se libera tras la ingesta, de forma proporcional al contenido
energético. Tiene acciones similares al GLP-1: efecto anorexígeno.
 OXINTOMODULINA.
Es un péptido resultado del procesamiento del preproglucagón en el intestino y el SNC.
Es liberado al plasma por las mismas células que liberan el GLP-1 y el PYY y sus efectos
son similares.
 AMILINA.
Es un péptido liberado junto con la insulina por las células β del páncreas en respuesta
al estímulo de carbos y proteínas. Este péptido produce una disminución del apetito en
respuesta a un mecanismo tanto central (aumento de la serotonina) como periférico
centrado en el retraso del vaciamiento gástrico.
 GRELINA.
Es el único péptido gastrointestinal descrito que aumenta la ingesta de alimento. Es
producida por diferentes órganos, pero donde se expresa en mayor cantidad es en el
estómago. Tiene un mecanismo de efecto contrario a la leptina: favorece la síntesis y
liberación de NPY y AGRP. También activa neuronas de la región lateral del
hipotálamo.
Tiene un efecto sobre el apetito tanto a corto como a largo plazo. Aumenta el apetito,
puede disminuir el gasto energético, la actividad del SN simpático y el catabolismo de
las grasas. Suele existir una relación inversa entre las concentraciones de insulina y
grelina en sujetos obesos.
 OBESTATINA.
Este péptido de origen gástrico está codificado por el mismo gen que la grelina. Actúa
inhibiendo el apetito y la contracción del yeyuno y disminuyendo el peso corporal.
2. GASTO ENERGÉTICO.
A corto plazo, el organismo es capaz de regular el peso corporal a través de
mecanismos homeostáticos. Ante un ligero superávit calórico, el organismo aumenta
el gasto energético. Ante un ligero déficit calórico, el organismo reduce el gasto
energético.
El valor del metabolismo basal se relaciona mejor con la masa magra que con el peso
corporal. La masa magra tiene un gasto metabólico mayor al tejido adiposo. Además,
los hombres suelen tener un mayor metabolismo basal que las mujeres. Los atletas
también tienen un mayor metabolismo basal en comparación con población
sedentaria. La población envejecida tiene un metabolismo basal reducido debido a la
pérdida de masa magra. La población con obesidad tiene un metabolismo basal mayor
que los individuos con normopeso, porque al aumentar el tejido adiposo también se da
cierto aumento en la masa magra. Si se hace un ajuste por la masa magra del
individuo, el metabolismo basal es prácticamente idéntico.
Respecto al gasto por actividad, las personas con un mayor peso corporal suelen tener
un mayor gasto, debido a la necesidad de movilizar ese mayor peso. Si se ajusta en
base al peso corporal, el gasto por actividad es similar.
En cuanto a la termogénesis, puede ser obligatoria (procesamiento de los alimentos) o
facultativa (estimulación simpática por parte de algunos nutrientes). El gasto de cada
macronutriente es: las proteínas 15-25%, los carbos un 8-12% y las grasas un 3-4%.
El mecanismo de termogénesis facultativa mejor conocido es el que tiene lugar en el
tejido adiposo pardo (marrón) en los mamíferos. Este desprendimiento de energía se
produce por la existencia de una proteína desacoplante (UCP-1) de la CTE y la FO o
termogenina. Este tejido esta presente en roedores, animales en hibernación, en
recién nacidos y también en el ser humano adulto. Es muy importante de cara al
mantenimiento de la temperatura corporal.
3. ACUMULACIÓN DE GRASA EN EL TEJIDO ADIPOSO.
 ADIPOGÉNESIS.
Consiste en la diferenciación de adipocitos a partir de preadipocitos. En humanos, la
formación del tejido adiposo comienza antes del nacimiento y es en el período
postnatal cuando tiene lugar su expansión, por aumento del número y del tamaño de
los adipocitos. En etapas posteriores el tejido adiposo sigue conteniendo
preadipocitos, capaces de diferenciarse. Ante un balance energético positivo, en la
infancia se produce un incremento de la masa grasa corporal a expensas de un
aumento del tamaño de los adipocitos (hipertrofia) y de un aumento del número de
adipocitos (hiperplasia). En el adulto se produce mayormente hipertrofia, excepto en
obesos mórbidos que el tejido aumenta mediante ambos mecanismos.
 LIPOGÉNESIS.
Consiste en la síntesis de novo, a partir de precursores de acetato, ácidos grasos que
posteriormente se reesterifican con glicerol-fosfato para formar triglicéridos.
La síntesis de ácidos grasos requiere de acetil-coA y NADPH (poder reductor), que
actúan como factores limitantes.
Varias enzimas lipogénicas son susceptibles de regulación hormonal y nutricional.
Durante un período de ayuno, existen elevadas concentraciones de ácidos grasos
circulantes, debido a la lipólisis aumentada, que inhiben la biosíntesis lipídica. Esta
situación metabólica está mediada por las modificaciones que se producen en las
concentraciones plasmáticas de insulina, glucagón y T3, que responden al estado
alimentario. La insulina y la T3 inducen la lipogénesis, y el glucagón la inhibe.
 LIPÓLISIS.
La lipólisis permite la movilización de los triglicéridos desde el tejido adiposo, para su
posterior utilización en diversos órganos. Mediante este proceso, los lípidos son
hidrolizados progresivamente para dar diglicéridos y monoglicéridos, y finalmente tres
ácidos grasos libres y un glicerol. El glicerol es liberado a la sangre, y los ácidos grasos
pueden ser liberados a la sangre o ser reesterificados para formar de nuevo
triglicéridos. La insulina es el principal inhibidor de la lipólisis, mientras que las
catecolaminas son el mayor agente lipolítico.
 DISTRIBUCIÓN TISULAR DE MACRONUTRIENTES.
El mantenimiento del peso corporal requiere que se produzca no sólo un balance
neutro entre la energía ingerida y la consumida, sino también un balance de
nutrientes. Esto significa que la composición media de los sutratos energéticos que se
oxidan se ajusta a la distribución de macronutrientes en la dieta.
A pesar de que el organismo tiene reservas para almacenar los hidratos de carbono
(glucógeno hepático, renal y muscular), cuando ingerimos una elevada cantidad,
resulta imposible almacenarlos ahí en su totalidad. Otra posible vía de utilización es la
transformación de los hidratos de carbono excedentes en lípidos, para su posterior
almacenamiento. El ser humano tiene la capacidad de realizar esta ruta metabólica,
pero no suele activarse por su elevado coste energético (25%). Siempre es más
eficiente almacenar grasa dietética como tejido adiposo que convertir carbohidratos a
grasa.
Los depósitos de grasa son de gran magnitud y tienen capacidad de expansión. Por
ello, tras una excesiva ingesta de lípidos no se estimula su oxidación (a diferencia de
los carbos) sino que tienden a almacenarse en los depósitos adiposos corporales en
forma de triglicéridos. El funcionamiento de esta ruta tiene un coste energético de tan
solo un 3%. Por tanto, no existe un mecanismo compensatorio a corto plazo (mayor
oxidación) que responda al incremento de la ingesta de grasa de la dieta.

En resumen, ante una comida rica en hidratos de carbono, el organismo aumenta la

oxidación de los mismos como sustrato energético. Sin embargo, ante una comida rica
en grasas la respuesta del organismo es el incremento del almacenamiento de grasa
sin estimulación de la oxidación de ácidos grasos.
Por último, la composición de la mezcla de sustratos metabólicos destinada a obtener
energía varía considerablemente a lo largo del día, según el ejercicio físico realizado, la
actividad diaria de la persona y su composición corporal.