Algunos estudios muy interesantes y pertinentes al IF:
Christian Zauner, Bruno Schneeweiss, Alexander Kranz, Christian Madl, Klaus Ratheiser, Ludwig Kramer, Erich Roth, Barbara Schneider, and Kurt Lenz. Resting energy expenditure in short-term starvation is increased as a result of an increase in serum norepinephrine Am J Clin Nutr2000;71:1511–5.
El principal motivo de la realización de este estudio fue que la respuesta metabólica al ayuno no está clara. Durante el ayuno prolongado existe una disminución de la tasa metabólica basal (1), que se da como mecanismo para conservar energía y sobrevivir. Luego de 2 o 3 días también se ha mostrado una reducción de la TMB (2), pero otros no han mostrado ninguna reducción y por el contrario, un aumento (3).
Protocolo
7 mujeres y 4 hombres, sin obesidad ni sobrepeso, fueron incluidos en el estudio. Se restringió la realización de deporte pero no la actividad física común. Solo podían tomar agua sin azúcar durante todo el periodo de estudio. Se tomaron medidas en los siguientes puntos, todas a las 7am:
- La primera medición fue luego de un ayuno de noche
- Segunda medición a las 36h de ayuno.
- Tercera medición a las 60h de ayuno.
- Cuarta medición a las 84h de ayuno.
Resultados
- Todos los participantes perdieron peso, con una media de 2.7kg.
- El nivel de glucosa sanguínea disminuyó y la concentración de ácidos grasos (AG) libres aumentó significativamente en los días 2 y 3. No hubo diferencia significativa en el nivel de AG en el día 4.
- Los niveles de BOHb se incrementaron constantemente, así como la concentración del colesterol. El nitrógeno ureico sanguíneo (BUN) aumentó en los días 2 y 3, disminuyendo en el día 4.
- El consumo de oxígeno y la tasa metabólica basal se incrementaron significativamente entre el primer y segundo día, manteniéndose elevada hasta el final del estudio. El cociente respiratorio y los cocientes respiratorios no-proteicos disminuyeron significativamente durante el estudio.
- La concentración de norepinefrina aumentó durante todo el estudio.
Comentario
<div>El principal problema cuando se trata de interpretaciones metabólicas y respuesta fisiológica al ayuno, es que la mayoría de literatura se basa en periodos de ayuno prolongado. Como vemos en este estudio, se hace uso del término "short-term starvation" (inanición a corto plazo o ayuno breve) a un ayuno de 84 horas (la medición más temprana fue a las 36h, lo que reflejaría un 100% ADF). Usualmente, las dietas que incorporan ayunos en el régimen utilizan periodos de 12 a 36h, por lo que asumir que la respuesta observada durante un ayuno prolongado, en donde el cuerpo entra en estado de supervivencia disminuyendo la TMB y la temperatura corporal se da durante un periodo corto de ayuno es erróneo.
Henriette Pilegaard, Bengt Saltin and P. Darrell Neufer. Effect of Short-Term Fasting and Refeeding on Transcriptional Regulation of Metabolic Genes in Human Skeletal Muscle. Diabetes 52:657–662, 2003
Este estudio observó los efectos de un periodo de ayuno corto (20h) sobre la transcripción de genes involucrados en el metabolismo de los lípidos y glucosa. Esta determinación es una de las más exactas para observar cambios metabólicos, ya que la regulación pre-traducción es más sensible que la medición del mRNA.
Se hizo una medición antes del ayuno, a las 20h del ayuno y 1h después de la ingesta de comida. Lo interesante es que también se diferenció el tipo de comida ingerida, teniendo una alta en carbohidratos (CHO) y una alta en grasas (FAT). Se midió el efecto del ayuno (por PCR a tiempo real y análisis de mRNA) sobre los genes que intervienen en el metabolismo de la glucosa (GLUT4, hexoquinasa II y PDK4) y los que intervienen en el metabolismo lipídico (LPL, CPT I y UCP3).
Resultados
PDK4 y LPL
Hubo un aumento de 9 veces de la concentración basal de PDK4. Luego de 1 hora de volver a alimentarse, los niveles de PDK4 aumentaron hasta en 60-80 veces que los niveles basales, independientemente del tipo de comida ingerida. La LPL tuvo similar tendencia, aumentando ligeramente, siendo inducida en respuesta a CHO y FAT. Cabe mencionar que hubieron diferencias individuales significativas, en donde dos sujetos mostraron mayor "sensibilidad" que los demás. En estos dos sujetos "sensibles" la activación de PDK4 fue de más de 100 veces y LPL más de 20.
UCP3 y CPT I
La transcripción de UCP3 fue 5 veces mayor durante el ayuno, aumento que fue rápidamente revertido por CHO. Sin embargo, en respuesta a FAT, los niveles se mantuvieron elevados por encima del basal. Los niveles de CPT I aumentaron 2.5 veces más que el basal y se mantuvieron elevados después de CHO y FAT. El aumento también fue mayor en los sujetos "sensibles".
GLUT4 y HKII
La transcripción de GLUT4 y HKII solo pudo ser medida en 4 de los sujetos en el experimento, pero se observaron marcados incrementos en GLUT4 (3 a 5 veces) y HKII (30 veces) en los mismos sujetos "sensibles".
mRNA
El contenido de mRNA GLUT4 aumentó 14 veces en respuesta al ayuno y luego de la ingesta tanto de CHO como de FAT (30 veces). La respuesta también fue variable entre los individuos. El mRNA de LPL aumentó al doble y de CPT I en 1.5 veces después de 20h de ayuno, pero disminuyeron luego de la ingesta de comida. UCP3 mRNA aumentó 3 veces y se mantuvo elevado 1 hora después de la comida, independientemente de lo ingerido. El contenido de mRNA de GLUT4 y HKII no cambió.
De la discusión:
"(..) Consistent with an increased reliance on FFA utilization associated with starvation (13), the results from the present study demonstrate that short-term fasting in humans activates the transcription of at least a subset (PDK4, LPL, and CPT I) of genes associated with lipid metabolism in skeletal muscle. These data agree with and extend our previous findings in rats in which transcription of several lipid metabolism genes was found to increase in both red/oxidative and white/glycolytic skeletal muscle after 24–72 h of fasting (...) collectively these findings suggest that short-term fasting in humans initiates an adaptive response in skeletal muscle to increase the expression of at least a subset of lipid metabolism genes, presumably as a component of the body’s overall strategy to minimize glucose utilization in peripheral tissues."
Como se observó, el aumento en la transcripción de genes del metabolismo lipídico refleja un mecanismo de adaptación, en el cual el cuerpo trata de ahorrar glucosa utilizando más ácidos grasos como energía.
"In fact, the high level of sensitivity to fasting and refeeding in these two subjects strongly suggests that genetic profile is largely responsible for setting the cellular and molecular sensitivity and responsiveness to metabolic challenges in skeletal muscle."
Las diferencias entre los sujetos y la respuesta de los dos sujetos "sensibles" reflejan una variación individual, probablemente determinado por el perfil genético de cada persona*.
"(...) the further enhanced activation of PDK4 and LPL during the initial 1 h of refeeding would serve to ensure that the ingested carbohydrate is preferentially utilized for fuel storage. This response seems, however, to be unique to the initial period of refeeding after fasting, as carbohydrate intake over several hours to days leads to a downregulation of PDK4 expression as compared with a low-carbohydrate/high-fat diet."
Esto refleja la posible ventaja de la utilización de ayunos y el almacenamiento de carbohidratos, conocido también como mejor repartición de nutrientes luego de un periodo de ayuno.
Finalmente,
"Interestingly, the fasting-induced elevation in muscle UCP3 transcription was completely reversed within 1 h after refeeding the CHO meal but remained significantly elevated after the FAT meal. (...) Considering that FFA oxidation in skeletal muscle is driven primarily by plasma FFA concentration (35), it is proposed that UCP3 may be induced under conditions in which FFA oxidation/respiratory chain activity is accelerated in muscle without a corresponding increase in demand for ATP synthesis (e.g., as during fasting, recovery from exercise, diabetes, etc.), thereby providing an alternative mechanism for dissipating the H + gradient and limiting the formation of reactive oxygen species."
Dos cosas importantes se pueden concluir de el párrafo anterior. Primero, el UCP3 es un desacoplador de la cadena transportadora de electrones. Esto quiere decir que disminuye la eficacia de dicha cadena, disipando energía como calor (alterando el gradiente de iones hidrogeniones). Segundo, el metabolismo normal y producción de ATP en la mitocondria está asociado a mayor producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). Es bien sabido que la glucosa es el principal productor de mtROS y probablemente el efecto anti-aging observado en la RC se da, entre otros mecanismos, por la disminución de la ingesta de glucosa y subsecuente producción de mtROS.
La actividad de UCP3 se ha visto aumentada en situaciones en donde el suministro de ácidos grasos libres es mayor (como ayuno o dietas muy bajas en carbohidratos). Este es uno de los efectos por los cuales se observa la "ventaja metabólica" en las dietas cetogénicas (se disipa energía como calor, 2da ley de la termodinámica). Además, al reemplazar a la glucosa como fuente de energía, la utilización de AG y cuerpos cetónicos como principal combustible por las células disminuye la producción de mtROS, teniendo así un efecto anti-aging por disminución del estrés oxidativo.
* Propongo también que la dieta tiene mucho que ver en este aspecto. Se sabe que una persona adaptada a una dieta baja en carbohidratos ya tiene un aumento en la actividad de PDK4 y de las enzimas lipolíticas aún en reposo, por lo que durante el ayuno el aumento podría ser más pronunciado y/o diferente que en sujetos con alimentación "normal".
Jeffrey F. Horowitz, Simon W. Coppack, Deanna Paramore, Philip E. Cryer,Guohong Zhao and Samuel KleinEffect of short-term fasting on lipid kinetics in lean and obese womenAm J Physiol Endocrinol Metab 276:278-284, 1999.
Este estudio observó los cambios en la tasa lipolítica del tejido adiposo y los factores asociados en mujeres obesas (OB) y con peso normal (PN), luego de 14 y 22 horas de ayuno. El realizar la medición en este periodo de tiempo es debido a que la mayor tasa de lipólisis se observa entre estas horas de ayuno. Si bien el estudio fue en mujeres (que muestran diferencias en el metabolismo glucolítico, por ejemplo, con hombres), nos puede indicar cierta tendencia en la tasa de lipólisis.
Resultados
A las 14 horas, las OB tuvieron niveles mayores de insulina que las PN. A las 22 horas, la concentración de insulina disminuyó significativamente en ambos grupos, pero se mantuvo la diferencia (más de 2 veces en el grupo OB que PN). La concentración de glucagon aumentó en ambos grupos proporcionalmente al tiempo de ayuno. A las 14 horas, los niveles de epinefrina aumentaron en ambos grupos (aunque en OB fue solo la mitad que en PN). Las concentraciones de norepinefrina fueron similares y a diferencia del primer estudio, no mostró un aumento durante el ayuno.
La concentración venosa abdominal de ácidos grasos libres (FFA) y glicerol en plasma siempre fueron mayores que las concentraciones arteriales en ambos grupos, lo que indica una liberación neta de FFA y glicerol del tejido adiposo subcutáneo abdominal a las 14 y 22 horas. La concentración de FFA y glicerol arteriales aumentaron conforme fue avanzando el ayuno.
El flujo sanguíneo al tejido adiposo (ATBF) en OB fue menos del 50% del observado en PN y no cambió en respuesta al ayuno. La tasa de aparición de glicerol (GliA) y la tasa de aparición de FFA (FFAa) (medidas para determinar la tasa o grado de lipólisis) fue mayor en OB que en PN, pero luego de ajustar a la cantidad de masa grasa, fue alrededor de 60% menos en OB que PN. El porcentaje de aumento de GliA estuvo correlacionado fuertemente con el porcentaje de disminución del nivel de insulina. Entre las 14 y 22 horas, la liberación regional neta de glicerol y FFA aumentó en PN pero no en OB. A las 22h, la liberación de glicerol y FFA fue mayor en PN que en OB.
El "spillover" de epinefrina (indicador de la actividad del sistema nervioso simpático - SNS) en la circulación sistémica fue similar en ambos grupos a las 14 horas. El spillover de epinefrina en el tejido adiposo subcutáneo de la región abdominal (índice de actividad del SNS regional) fue 3 veces mayor en PN que en OB, pero no aumentó conforme fue avanzando el ayuno en ningún grupo.
De la discusión:
"In lean men, most of the increase in whole body lipolytic rates that occur during starvation takes place within the first 24 h of fasting (19). The results of the present study demonstrate, for the first time, that the increase in lipolysis during early starvation (between 14 and 22 h of fasting) is blunted in women with UBO [Obesos en el torso superior]. However, basal (14-h fast) whole body lipolytic rates were greater in UBO than lean women and were similar to values observed in lean women after 22 h of fasting. Therefore, the attenuated increase in lipolysis during fasting in UBO women did not compromise fatty acid availability as a fuel in these subjects. In fact, the blunted lipolytic response in UBO women may be beneficial by preventing excessive and potentially harmful increases in plasma FFA concentrations"
A pesar de que existe una inhibición del incremento en la tasa de lipólisis entre las 14 y 22 horas de ayuno en las OB, este parece ser un mecanismo de defensa del cuerpo para protegerlo de sobre concentración de FFA.
"(...) differences in the lipolytic response to fasting in lean and UBO women may be related to differences in their insulin response. Insulin is a potent inhibitor of lipolysis in both lean and obese persons (3). Therefore, an alteration in plasma insulin concentration represents an important adaptive response to fasting. The decline in plasma insulin observed during fasting is not simply a response to decreased blood glucose but occurs even when euglycemia is maintained by exogenous low-dose glucose infusion.
(...) In both groups, the relative decrease in insulin correlated closely with the relative increase in glycerol Ra, suggesting a causal relationship between changes in circulating insulin and lipolysis during fasting."
Los autores proponen a la insulina como principal causante de la diferencia entre las tasas de lipólisis observadas entre OB y PN. Se sabe que la insulina es una fuerte inhibidora de la lipólisis, por lo que niveles más altos de insulina en plasma (como observados en OB) disminuiría la tasa de aparición de glicerol. Se concluye que existe una relación causal entre los cambios de la concentración de insulina y la lipólisis durante el ayuno. Además parece ser que la disminución de la insulina no es debida exclusivamente a la disminución de la glicemia.
"Increased stimulation of adipose tissue b-adrenergic receptors is another important mechanism for increasing lipolysis during fasting (18). The increase in b-adrenergic-mediated lipolysis during fasting is caused, in part, by an increase in adrenal medullary secretion of epinephrine.(...) fasting increases adipose tissue lipolytic sensitivity to epinephrine (14, 40), which likely decreases the threshold for epinephrine stimulated lipolysis. (...) altered adipose tissue sensitivity to epinephrine in our obese subjects may have also contributed to their blunted lipolytic response to fasting."
Este párrafo en concreto es muy interesante ya que por un lado, se menciona que la lipólisis observada durante el ayuno se debe en gran parte a la secreción de epinefrina. Sin embargo, el ayuno aumenta la sensibilidad a la epinefrina del tejido adiposo, disminuyendo la cantidad necesaria para ejercer sus efectos, lo que quiere decir que se necesita menor cantidad de epinefrina para estimular la lipólisis que en otros momentos del día. Este podría ser el mecanismo por el cual existe una disminución de la lipólisis en OB en comparación con PN: una sensibilidad a la epinefrina alterada en el tejido adiposo en OB.
Take Home Message
De los estudios mencionados podemos ver que durante el ayuno corto (
En realidad todo esto ya lo había leido hace tiempo, pero lo he recogido para ponerlo en el nuevo foro Ayuno Intermitente o IF (Intermitent Fasting).
En ese foro podemos poner toda la info del tema y tambien nuestras dudas, opiniones, esperiencias, como nos va el ayuno, etc.
Algo sobre el ayuno.... 
