Los cuerpos cetónicos beta-hidroxibutirato y acetoacetato se producen en el cuerpo como subproducto del metabolismo de las grasas. La existencia de los cuerpos cetónicos se conoce desde hace mucho tiempo y su papel fue descripto hace más de 50 años en extensos estudios. Los cuerpos cetónicos pueden servir como un sustrato energético importante en ciertas condiciones, y pueden cambiar el uso de nuestras reservas corporales de carbohidratos y de grasas. De hecho, los cuerpos cetónicos son una importante fuente de energía y su metabolismo es un proceso estrictamente regulado. Los cuerpos cetónicos se forman en el cuerpo principalmente cuando hay un exceso de ácidos grasos disponibles.
El mecanismo de asimilación cerebral de las cetonas
El mecanismo es, en verdad, bastante sencillo. Durante el proceso metabólico que permite que la célula procese los nutrientes de los alimentos, cada célula tiene una tarea. En el caso de las células del hígado y de la glía (las células del tejido nervioso) el procesamiento de los alimentos tiene como fin enviar energía al cerebro. Un proceso que recibe el nombre de cetogénesis y culmina con la producción de los conocidos como cuerpos cetónicos. Los cuerpos cetónicos pueden viajar a través de la sangre por todo el cuerpo.
El cerebro normalmente funciona con glucosa como único combustible. Durante la inanición la glucosa no está disponible y por lo tanto el cerebro desarrolla la capacidad de utilizar un combustible alternativo: las cetonas. Se sabe que las cetonas son principalmente utilizadas como sustrato para el cerebro durante períodos prolongados de inanición. El acetoacetato y el β-hidroxibutirato viajan a través de la sangre a los tejidos extrahepáticos donde se necesitan (por ejemplo, músculo, cerebro) y se convierten de nuevo en acetil-CoA, que luego entra en el ciclo del ácido cítrico para generar energía ATP.
En situaciones de ayuno, se ponen en marcha mecanismos de defensa que comienzan por suprimir la secreción de insulina y aumentar las concentraciones séricas de las hormonas contrarreguladoras (glucagón, cortisol, hormona del crecimiento y adrenalina). Estas hormonas van a provocar la glucogenolísis, o rotura del glucógeno. El glucógeno es la forma como el hígado almacena la glucosa y en consecuencia, al metabolizarse se genera una mayor cantidad de glucosa. Por otro lado, disminuye la utilización de la glucosa por parte de los tejidos del cuerpo, para que la que haya disponible, pueda utilizarla el cerebro. Todo el organismo comienza a utilizar esta fuente de energía, pero especialmente el cerebro que se hace muy dependiente de ella cuando los niveles de glucosa en la sangre son muy bajos.
Beneficios neuroprotectores y el impacto en la salud cognitiva
La particularidad de estos cuerpos es que ayudan a dar combustible a nuestro cerebro durante el ayuno, pero también desempeñan funciones en los mecanismos vinculados al envejecimiento celular. Así, los cuerpos cetónicos, podrían considerarse como semáforos que marcan el paso de los años para el cerebro. Y la llegada de la temida enfermedad de Alzheimer.
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Un nuevo estudio, liderado por científicos del Instituto Buck y publicado en Cell Chemical Biology, demuestra que los cuerpos cetónicos tienen efectos profundos en el proteoma (el conjunto de las proteínas de nuestro organismo) y el control de la calidad de las mismas en el cerebro. Los autores, liderados por John Newman, se han especializado durante décadas en el estudio del Alzheimer usando modelos de ratón. Este conocimiento les llevó a descubrir que un cuerpo cetónico específico, el β-hidroxibutirato, interactúa directamente con las proteínas mal plegadas, alterando su solubilidad y estructura para que puedan eliminarse del cerebro a través del proceso de autofagia. En pocas palabras: barre las proteínas defectuosas con colaboran con el envejecimiento cerebral.
Se sabía que aumentar los cuerpos cetónicos a través de la dieta, el ejercicio y la suplementación puede ser bueno para la salud cerebral y la cognición, tanto en roedores como en humanos… Pero se desconocía cómo. Muchos teorizaron que las mejoras basadas en los cuerpos cetónicos se debían a un aumento de energía al cerebro o una reducción en la inflamación cerebral. Ahora sabemos que esa no es toda la historia. Los cuerpos cetónicos interactúan con proteínas dañadas y mal plegadas directamente, volviéndolas insolubles para que puedan ser extraídas de la célula y recicladas. Apenas estamos empezando a ver cómo se podría aplicar este conocimiento al envejecimiento cerebral y a las enfermedades neurodegenerativas.
Comparativa de fuentes de energía para el cerebro
- Glucosa: Es el combustible primario derivado de los carbohidratos, pero su metabolismo óptimo en el cerebro puede verse comprometido por la resistencia a la insulina y fluctuaciones de energía.
- Cuerpos cetónicos: Proporcionan una energía limpia y constante, optimizan la función mitocondrial y son utilizados de manera preferente por el cerebro cuando están disponibles.
La resistencia a la insulina, donde las células se vuelven insensibles a la insulina, afecta negativamente al metabolismo y la salud cerebral, vinculándose al deterioro cognitivo. En estas condiciones, el cerebro tiene dificultades para utilizar la glucosa, lo que provoca deficiencias cognitivas. La cetosis proporciona una fuente de energía alternativa y estable que mitiga estos problemas cognitivos y apoya la función cerebral general.
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