El concepto de “dieta balanceada” está muy arraigado en el pensamiento común. Este suele hacer referencia a una dieta que contenga la cantidad “adecuada” de macro y micro nutrientes para una óptima salud. Sin embargo, fuera de que la cantidad “adecuada” varía dependiendo del caso y no debería ser determinada rígidamente (como las recomendaciones oficiales que manejan porcentajes de macronutrientes para todos), el énfasis no debería estar en el balance a nivel de alimentos sino a nivel metabólico.

El balance a nivel metabólico

El metabolismo es básicamente el conjunto de reacciones anabólicas (que sintetizan o producen algo) y reacciones catabólicas (que rompen o degradan algo). Estas reacciones ocurren todo el tiempo y suelen estar acopladas: el resultado de una reacción sirve como input para otra. Pero también podríamos agrupar los procesos con un resultado neto de síntesis, y aquellos con un resultado neto de degradación. El balance entre estos procesos de síntesis y degradación son los que en mayor medida controlan la “salud” celular.

Dentro de la célula, las macromoléculas son sintetizadas a partir de los nutrientes de la dieta. Igualmente, estas macromoléculas pueden ser degradadas y sus componentes reciclados para formar nuevas macromoléculas.

Para entender este concepto claramente podríamos usar la siguiente analogía. Cuando cocinamos un plato, mezclamos ingredientes y los combinamos para producir algo nuevo (síntesis). Pero, en el proceso, ensuciamos platos, utensilios, etc. Si seguimos cocinando sin limpiar lo que hemos ensuciado, todas las cosas sucias se van a acumular. Llegado un punto, no vamos a poder cocinar más porque no vamos a tener utensilios limpios o disponibles, o quizás no vamos a tener más espacio por la acumulación de cosas sucias, y en el peor de los casos ni vamos a poder movernos por tanta basura acumulada. En las células pasa lo mismo: si los procesos de síntesis y crecimiento no están balanceados con los procesos de degradación o “limpieza”, el funcionamiento normal de la célula comienza a ser afectado. Es este balance entre crecimiento y degradación el que debe ser optimizado.

Balanceando el crecimiento y degradación

En la célula, los procesos de crecimiento y degradación están controlados, en gran medida, por tres proteínas (del tipo quinasas): mTORC1, AMPK y ULK1. Estas, según algunos autores, constituyen la “triada de las quinasas” y el balance en su actividad es de suma importancia para el funcionamiento correcto de las células.

Uno de los principales factores que afectan la actividad relativa de estas quinasas es la disponibilidad de energía. El sensor celular de energía es AMPK. Cuando los niveles de energía disminuyen, la actividad de AMPK aumenta y se estimulan los procesos de degradación y reparación. AMPK activa a ULK1, estimulando la autofagia (“comerse a uno mismo”) que es el proceso de reciclaje celular. La autofagia es vital para la célula porque sirve para deshacerse de componentes viejos o que funcionan inadecuadamente, y provee de sustratos para producir nuevas moléculas (por eso la definición de “reciclaje”).

Por otro lado, mTORC1 es el controlador maestro de los procesos de crecimiento. Cuando hay suficiente energía disponible y/o señales que estimulan el crecimiento celular, mTORC1 se activa e inhibe los procesos de degradación. En este estado, AMPK y ULK1 (autofagia) son inhibidas. AMPK también inhibe la actividad de mTORC1, disminuyendo los procesos de síntesis cuando no hay recursos suficientes (como tratar de construir una casa cuando no hay ladrillos disponibles).

El balance en la actividad de estas proteínas, especialmente AMPK y mTORC1, constituye un punto central para lograr el balance metabólico a nivel celular.

La «triada de las quinasas»: mTORC1, AMPK y ULK1. La actividad relativa entre estas enzimas determina el balance entre crecimiento y reparación celular. Adaptado de Dunlop & Tee, 2013.

Una caloría no es una caloría

A nivel termodinámico, una caloría es una caloría. Pero a nivel metabólico, las calorías no son equivalentes. Los diferentes macronutrientes: proteínas, grasas y carbohidratos también actúan como señales a nivel de célula y organismo. A nivel celular, tanto la glucosa como los diferentes aminoácidos y ácidos grasos inducen respuestas diferentes. A nivel de organismo, la ingesta de macronutrientes coordina la respuesta del cuerpo mediante hormonas.

La razón por la cual los diferentes macronutrientes también actúan como señales tiene que ver probablemente con la evolución de la vida, desde los organismos unicelulares hasta la aparición de organismos multicelulares (como nosotros). Para que un sistema sea eficiente, los sustratos energéticos deben también actuar como señales que promueven ciertos procesos e inhiben otros de manera coordinada. 

A nivel celular, los aminoácidos envían señales que estimulan los procesos de crecimiento celular, al igual que la glucosa. Por lo tanto, ambos tienen un efecto neto pro-crecimiento. Los ácidos grasos, por lo general, tienen un efecto neutro o indirectamente pro-crecimiento mediante la producción de energía.

A nivel de organismo, estas respuestas celulares están acopladas a la respuesta hormonal: tanto los carbohidratos como las proteínas promueven la secreción de insulina y del factor de crecimiento parecido a la insulina 1 (IGF-1, por sus siglas en inglés, en el caso de las proteínas). Estos factores de crecimiento también estimulan el crecimiento celular. De esta manera, se coordina la respuesta anabólica celular entre los diferentes tejidos del cuerpo.

Balanceando la actividad de mTORC1 y AMPK: ciclos de ayuno-alimentación

La activación/inhibición de AMPK es inespecífica: ocurre por variaciones en el nivel de energía de la célula. Por el contrario, la activación de mTORC1 es específica, y para ser activada completamente necesita de la integración de diversas señales. Por un lado, los aminoácidos leucina y arginina son reconocidos directamente y sirven como estimuladores de la actividad de mTORC1, al igual que la glucosa. Por otro lado, las señales hormonales producidas por factores de crecimiento localizan a mTORC1 correctamente en la célula para que pueda ser activado. De esta manera, ambas vías convergen en la activación de mTORC1. Por este motivo, las proteínas y los carbohidratos son estimuladores del crecimiento celular directamente (vía aminoácidos y glucosa, y la respuesta hormonal caracterizada por elevación de insulina e IGF-1, todo lo cual activa a mTORC1), e indirectamente (aumentando la energía disponible y disminuyendo la actividad de AMPK).

Conocer esto nos permite manipular el sistema, moviendo el balance hacia cualquiera de los dos lados usando ciclos de ayuno y alimentación diarios.

Durante el ayuno, el nivel de energía es bajo, y la actividad es predominantemente dirigida hacia la reparación y reciclaje de los componentes celulares. Este estado se caracteriza por una actividad predominantemente de AMPK y ULK1, y baja actividad de mTORC1.

Durante la alimentación, el balance es tirado hacia el lado contrario, y mTORC1 predomina sobre AMPK, favoreciendo la síntesis y crecimiento.

Utilizando ciclos de ayuno-alimentación diariamente podría promover un balance entre estas vías, y por lo tanto, entre el crecimiento y reparación. Esto es lo que vendría a ser, en realidad, una dieta “balanceada”.

Balance metabólico mediante ciclos de ayuno-alimentación. Durante periodos de alimentación, aumenta la actividad de mTORC1 y los procesos de crecimiento. Durante los periodos de ayuno, se estimulan los procesos de reparación y actividad de AMPK.