¡Gracias Cetosis! (Parte 2)

Puede leer la primera parte de este artículo haciendo aquí: ¡Gracias Cetosis! (Parte 1) 

Los Inuit y esquimales han vivido felices
comiendo solo proteína y grasa animal
durante toda su vida.

Al mencionar la palabra "cetosis", la mayoría de los médicos y nutricionistas reaccionan como si hubiesen visto al mismo demonio. Te advierten de los peligros de las dietas muy bajas en carbohidratos porque la cetosis "puede ocasionar problemas metabólicos graves y hasta la muerte". ¿De dónde ha salido esta connotación negativa y hasta letal de la cetosis y los cuerpos cetónicos?

Cetosis leve vs. Cetoacidosis diabética 

El estado de cetosis suele asociarse exclusivamente a la inanición y ayuno prolongado, así como a la cetoacidosis diabética, denominada también "superinanición" (1). En ambos casos, el beta-hidroxibutirato (bOHB) es el principal cuerpo cetónico (2). A pesar de su mala fama, el bOHB es un sustrato energético muy importante y más eficiente que la glucosa o los ácidos grasos, ya que además de "desplazar" el uso de glucosa como combustible en el cerebro, provee más energía celular por unidad de oxígeno consumida (3).

Como se ha explicado en la primera parte, los cuerpos cetónicos son básicamente el bOHB, su contra-parte deshidrogenada, aceto-acetato (AcAc) y el AcAc decarboxilado, acetona. En un individuo "normal", las concentraciones de bOHB y AcAc son de menos de 0.1 milimolar y la acetona es tan baja que no se puede medir. Durante el ayuno prolongado, bOHB llega hasta 5-8 milimolar, y el AcAc y acetona hasta 1-2 milimolar (4). Durante la cetoacidosis diabética, bOHB puede llegar hasta 10-20 milimolar o más y el AcAc hasta 1/4 de esta cantidad. Dependiendo de la duración de la cetoacidosis, los niveles de acetona pueden alcanzar los 10 milimolar por la decarboxilación espontánea no enzimática del AcAc (5). El típico "olor a cetosis" en la piel, aliento y orina se debe a la voltatilidad de la acetona (5).

Durante el ayuno prolongado, los niveles de insulina son bajos (igual que durante una dieta muy baja en carbohidratos). Este nivel de insulina se encuentra controlado por su regulación en el catabolismo muscular (para más detalles, revisar la primera parte). Durante la cetoacidosis diabética o "superinianición", por el inadecuado control insulínico presente, existe una liberación de aminoácidos musculares excesiva, hay un aumento en la gluconeogénesis y cetogénesis hepáticas, y los niveles de glucosa y cetonas aumentan. Esto causa una hiperglicemia progresiva, hipercetosis, glucosuria y cetonuria (1). Este es el síndrome de la cetoacidosis diabética, en donde se observa acidosis, hipovolemia severa, hipotensión y muerte a menos que se intervenga con fluídos con sodio para corregir el volumen sanguíneo e insulina para corregir el des-metabolismo (5). Tanto el ayuno/inanición como las dietas cetogénicas producen una leve pero muy bien regulada acidosis, que resultan compatibles con la vida normal (¿Alguien dijo Inuit?).

Patogénesis de la Cetoacidosis diabética (CD) 

Una de las causas de los problemas asociados a la CD es el pobre control o ausencia de la insulina con una consecuente elevación de las hormonas contra reguladoras: glucagon, catecolaminas, cortisol y hormona de crecimiento (6). Este panorama ocasiona una alteración en la producción y uso de la glucosa, y un incremento en la lipólisis y producción de cuerpos cetónicos. La elevación de la gluconeogénesis hepática y renal junto con la inhabilidad de poder usar esta glucosa por los tejidos periféricos ocasiona la hiperglicemia (7), siendo la gluconeogénesis hepática la principal causante de este trastorno. La hiperglicemia, además de la elevada concentración de cuerpos cetónicos producen diuresis osmótica, ocasionando hipovolemia y disminución de la tasa de filtración glomerular (lo que agrava la hiperglicemia). Por otro lado, la deficiencia de insulina y la elevación de catecolaminas producen la activación de la hormona sensitiva lipasa (HSL), ocasionando una mayor tasa de liberación de ácidos grasos libres y glicerol al plasma, lo cual va a estimular una mayor producción de cuerpos cetónicos (a excepción del glicerol que sirve de precursor gluconeogénico). Este proceso es estimulado por el glucagon, que se encuentra en cantidades elevadas en la CD, el cual disminuye los niveles de malonil-CoA, bloqueando la conversión de piruvato a acetil-CoA por inhibición de la acetil-CoA-carboxilasa, la primera enzima limitante de la síntesis de novo de ácidos grasos. Asimismo, se observa un incremento en la carnitina palmitoil-transferasa I (CPT I) (necesaria para la movilización de ácidos grasos libres a la mitocondria), lo cual contribuye a una cetogénesis acelerada (8).

Generalmente, la CD ocurre en diabéticos del tipo I, pero se ha registrado casos en diabéticos tipo 2 graves y no controlados (9). En un diabético tipo 2, los niveles de insulina son bajos por lo que si hay bloqueo de la lipólisis (con alrededor de 1/10 de la insulina necesaria para promover la utilización de glucosa se bloquea la lipólisis), lo que produce una hiperglicemia pero no cetogénesis (9). En los casos de CD observados en pacientes con diabetes tipo 2, existe una elevación de las hormonas contrareguladoras de la insulina en respuesta a infecciones graves, infartos y otras enfermedades graves. Es decir, existe un factor precipitante para que esto ocurra, y es poco común (9).

Resumiendo 

Las diferencias más importantes se encuentran a continuación:

Referencias

(1) Laffel L. Ketone bodies: a review of physiology, pathophysiology and application of monitoring to diabetes. Diabetes Metab Res Rev 1999;15:412-26.

(2) Robinson AM, Williamson DH. Physiological roles of ketone bodies as substrates and signals in mammalian tissues. Physiol Rev 1980;60:143-86.

(3) Veech RL, Chance B, Kashiwaya Y, Lardy HA, Cahill GF Jr. Ketone bodies, potential therapeutic uses. IUBMB Life 2001;51:241-7.

(4) Cahill GF Jr. Starvation in man. New Eng J Med 1970;282:668-75.

(5) Cahill and Veech. Ketoacids? Good Medicine? Transactions of the american clinical and climatological association, Vol. 114, 2003

(6) Guillermo E. Umpierrez, Mary Beth Murphy and Abbas E. Kitabchi. Diabetic Ketoacidosis and Hyperglycemic Hyperosmolar Syndrome. Diabetes Spectrum Volume 15, Number 1, 2002

(7) 7Gerich JE, Lorenzi M, Bier DM, Tsalikian E, Schneider V, Karam JH, Forsham PH: Effects of physiologic levels of glucagon and growth hormone on human carbohydrate and lipid metabolism: studies involving administration of exogenous hormone during suppression of endogenous hormone secretion with somatostatin. J Clin Invest 57:875 - 884, 1976

(8) McGarry JD: Regulation of ketogenesis and the renaissance of carnitine palmitoyltransferase. Diabetes Metab Rev 5:271 - 284, 1989

(9) Brian J. Welch, MD and Ivana Zib, MD. Case Study: Diabetic Ketoacidosis in Type 2 Diabetes: "Look Under the Sheets". Volume 22, Number 4, 2004 - CLINICAL DIABETES


Puede leer la tercera parte de este artículo haciendo aquí: ¡Gracias Cetosis! (Parte 3)