Analizan los Efectos Metabólicos de una Dieta Cetogénica Sostenida

• AUTOR : Kinzig K, Honors M, Hargrave S
• TITULO ORIGINAL : Insulin Sensitivity and Glucose Tolerance Are Altered by Maintenance on a Ketogenic Diet
• CITA : Endocrinology 151(7):3105-3114, Jul 2010
• MICRO : Los animales alimentados durante 8 semanas con una dieta cetogénica presentan trastornos en la tolerancia a la glucosa y en la capacidad de respuesta de la insulina. Esta dieta ejercería efectos negativos sobre la homeostasis de la glucemia; sin embargo, los cambios parecen revertir rápidamente una vez que se interrumpe.

Introducción

La dieta con un bajo contenido de carbohidratos y con una elevada cantidad de grasas (dieta cetogénica [DC]) se utiliza para suprimir las convulsiones en los niños con epilepsia refractaria y representa una estrategia para lograr el descenso del peso corporal. La disminución de los carbohidratos de la dieta parece asociarse con efectos cardiovasculares positivos.

La insulina ejerce efectos a corto y a largo plazo sobre el consumo energético y sobre la homeostasis de la glucosa. Al inicio de la ingesta, la liberación de insulina depende de estímulos que llegan desde el cerebro hasta el páncreas por medio del nervio vago. Con posterioridad, la secreción de la hormona aumenta en forma sostenida con la finalidad de «preparar» al organismo para el incremento de los niveles de glucosa.

La capacidad de la insulina en la regulación de la glucemia puede comprometerse cuando se altera el contenido de los macronutrientes de la dieta; el consumo de una cantidad elevada de grasas induce el aumento de los niveles plasmáticos de la hormona, resistencia a la insulina y trastornos en la homeostasis de la glucosa. Aun así, la DC (que también consiste en un bajo contenido de carbohidratos) por lo general se utiliza para lograr la pérdida de peso y para controlar los síntomas en los pacientes con diabetes tipo 2. En los roedores, la DC induce cetosis rápidamente.

En el presente estudio, las autoras realizaron una serie de experimentos con la finalidad de evaluar los efectos de la DC en ratas, en relación con la ingesta calórica y la homeostasis de la glucosa.

Materiales y métodos

Se utilizaron ratas macho Long Evans de 200 g a 225 g, de 8 semanas de vida. Después de una semana de alimentación normal (dieta habitual [DH]), los animales fueron divididos en dos grupos: uno continuó con la DH, mientras que los restantes comenzaron a recibir DC: 5% de las calorías en forma de hidratos de carbono, 80% a partir de grasas saturadas y no saturadas y 15% en forma de proteínas. La ingesta calórica y el peso corporal se registraron diariamente. Todos los experimentos se realizaron al final de la octava semana de la dieta.

El primer experimento tuvo por finalidad conocer los efectos de la administración de insulina (1.0 U/kg) sobre la ingesta en los animales alimentados con una DC.

En segundo lugar se evaluaron las consecuencias de la DC sostenida en la prueba por vía intraperitoneal de tolerancia a la glucosa; se tomaron muestras de sangre antes de la inyección de la glucosa y a los 15, 30, 45, 60 y 120 minutos para la determinación de la glucemia y de la insulina en plasma. En otro grupo de animales se realizaron pruebas de tolerancia a la insulina.

En el tercer experimento, las ratas alimentadas con una DH recibieron suplementos con 67.6% de carbohidratos, mientras que las ratas que habían recibido la DC fueron alimentadas con suplementos con 7.7% de carbohidratos. Se tomaron muestras de sangre inmediatamente antes y a los 15, 30, 60 y 120 minutos para la determinación de la glucosa e insulina.

En el cuarto experimento se valoraron los efectos del pasaje de la DC a la DH en términos de la respuesta a la insulina exógena y de la tolerancia a la glucosa, mientras que en el quinto experimento se valoró la acción de la insulina inyectada en el ventrículo cerebral lateral, en la reducción de la ingesta calórica. En el último experimento, un grupo de animales fue sacrificado con la finalidad de determinar la expresión del ARN mensajero del receptor de la insulina en el hipotálamo mediante reacción en cadena de la polimerasa inversa cuantitativa.

El análisis estadístico incluyó modelos ANOVA para mediciones repetidas y la prueba de Bonferroni. Las áreas bajo la curva (ABC) se valoraron con la prueba de la t.

Resultados

Los animales recibieron la DH o la DC durante 8 semanas; la ingesta calórica diaria total fue semejante en ambos grupos. Tampoco se registraron diferencias en el cambio del peso corporal a lo largo de las 8 semanas.

El consumo calórico inmediato (a las 4 horas) aumentó significativamente en los dos grupos de animales en respuesta a la administración intraperitoneal de insulina, en comparación con la inyección de solución salina, sin diferencias significativas entre los grupos. Sin embargo, la ingesta calórica a las 24 horas de la administración de insulina se mantuvo elevada en los animales alimentados con la DH, un fenómeno que no se observó en las ratas que recibieron la DC.

Cuando se realizó la prueba de tolerancia a la glucosa, la concentración basal de insulina fue significativamente inferior en los animales alimentados con la DC. Sin embargo, la inyección de glucosa se asoció con un aumento considerablemente mayor de la insulina a los 15 minutos, en comparación con los niveles de esta hormona en los animales que recibieron la DH (p < 0.05 en todos los momentos de evaluación). La concentración de la insulina volvió a los valores basales a los 120 minutos en los animales del grupo control pero se mantuvo significativamente elevada -respecto de la concentración basal- en las ratas alimentadas con la DC (p < 0.05). El ABC para la insulina fue sustancialmente mayor en las ratas que recibieron la DC respecto de los controles (p < 0.01). No se registraron diferencias entre los grupos en los niveles plasmáticos de la glucosa, en el contexto de la prueba de tolerancia a la glucosa. En todos los animales, la concentración máxima de glucosa se observó a los 15 minutos de la inyección; los valores volvieron a los registros basales a los 120 minutos. El ABC de la glucosa no difirió entre los grupos.

En la prueba de tolerancia a la insulina, los efectos de la hormona sobre la glucemia difirieron significativamente entre los grupos. La glucosa disminuyó en forma considerable en los animales del grupo control a los 15 minutos de la inyección de insulina y la supresión se mantuvo durante los 120 minutos del experimento. Por el contrario, la glucemia no se redujo en las ratas alimentadas con la DC a los 15 minutos de la administración de insulina pero fue significativamente inferior entre los 30 y los 120 minutos (p < 0.05 a los 30, 45, 60 y 120 minutos). Aun así, el descenso fue inferior al que se registró en el grupo control. Los valores del ABC indicaron una menor hipoglucemia asociada con la insulina en las ratas que recibieron la DC.

A las 8 semanas de la dieta se valoró la respuesta de la insulina y de la glucosa a una ingesta de prueba (tercer experimento). No se registraron diferencias en la ingesta en la sesión de prueba. El consumo de suplementos con un bajo contenido de carbohidratos en los animales que recibieron la DC tuvo menos efecto sobre los niveles de insulina que la ingesta de suplementos ricos en carbohidratos en los animales del grupo control o del grupo con la DC. Quince minutos después del inicio de la ingesta, las ratas alimentadas con la DC que ingirieron el suplemento con baja cantidad de carbohidratos presentaron incremento de los niveles plasmáticos de insulina; la concentración no se modificó en los 120 minutos del experimento. No obstante, el incremento fue inferior al observado en las ratas alimentadas con la DH y que recibieron suplementos ricos en carbohidratos. En la segunda comida de prueba, las ratas alimentadas con la DC que consumieron suplementos ricos en carbohidratos presentaron aumento de los niveles de insulina en los primeros 15 minutos; la concentración se mantuvo elevada durante todo el experimento. El ABC de la insulina luego de la ingesta del suplemento con un bajo porcentaje de hidratos de carbono fue sustancialmente inferior en las ratas que recibieron la DC; en cambio, fue mucho mayor, respecto de los animales del grupo control, luego de la ingesta de suplementos ricos en hidratos de carbono. Asimismo, se registraron diferencias importantes en el ABC de la glucosa entre los grupos, en respuesta a la cantidad de carbohidratos.

Los animales que consumieron una DC y que recibieron con posterioridad una DH por una semana presentaron una respuesta hiperfágica a la inyección de insulina; la reacción fue similar a la que se observó en los animales del grupo control. El consumo calórico se mantuvo elevado en ambos grupos a las 24 horas de la inyección de la insulina.

La DC se asoció con mayor sensibilidad a los efectos anorécticos, una hora después de la inyección intracerebral de 9 mU de insulina. En cambio, esta dosis no afectó el consumo calórico en los animales del grupo control. El efecto fue transitorio, sin diferencias en la ingesta a las 24 horas.

Por último, los animales que recibieron la DC presentaron una mayor expresión del ARN mensajero del receptor de la insulina en el hipotálamo (54.9%; p < 0.05) en comparación con el grupo control.

Discusión

Diversos estudios han sugerido efectos cardiovasculares y metabólicos beneficiosos en asociación con la menor ingesta de hidratos de carbono; sin embargo, los efectos sobre la sensibilidad a la insulina y sobre la homeostasis de la glucemia no se conocen con precisión. El presente trabajo tuvo tres objetivos primordiales: se analizó la respuesta a la insulina, se valoró la respuesta a la prueba de provocación con glucosa y se determinó la concentración de glucosa y de insulina luego de la ingesta de suplementos ricos en carbohidratos después de la DC sostenida.

En las ratas del grupo control, la administración de insulina se asoció con aumento de la ingesta durante al menos 24 horas; en cambio, el efecto fue transitorio en los animales alimentados con la DC. Los datos sugieren que existe una disminución de la sensibilidad a la insulina en relación con la dieta.

Las ratas alimentadas con la DC presentaron niveles significativamente mayores de insulina en respuesta a la prueba de provocación con glucosa; por ende, la DC prolongada podría inducir un estado de resistencia a la insulina. El efecto, sin embargo, desapareció una semana después de interrumpida la DC. Por lo tanto, si bien el consumo de una DC parece inducir un estado de resistencia a la insulina y trastornos en la tolerancia a la glucosa, los cambios revierten rápidamente luego de volver a la dieta con alto contenido de hidratos de carbono.

Las autoras analizaron los efectos de la DC sobre la reactividad a la insulina central, que desempeña un papel fundamental en la regulación de la homeostasis energética. La respuesta a la insulina administrada por vía intracerebral fue mayor en las ratas que recibieron la DC, en asociación con mayor expresión del ARN mensajero del receptor de la insulina.

Los datos en conjunto sugieren que la DC sostenida puede comprometer la tolerancia a la glucosa y afectar la capacidad de respuesta de la insulina luego de la ingesta de una cantidad elevada de hidratos de carbono. Los hallazgos ponen de manifiesto la necesidad de estudiar con mayor profundidad los efectos asociados con la manipulación de los macronutrientes de la dieta, concluyen las expertas.

Especialidad: Bibliografía - Endocrinología