Importancia de la Resistencia a la Insulina y Leptina en el Desarrollo Humano y la Obesidad
Resistencia a la Insulina: Un Mecanismo Ancestral con Consecuencias Actuales
La resistencia a la insulina es una alteración, ya sea genética o adquirida, de la respuesta de los tejidos a la acción de la insulina. Fisiológicamente, se manifiesta como una inadecuada captación de glucosa dependiente de insulina, especialmente por el hígado, el músculo y el tejido adiposo.
Este mecanismo comenzó a desarrollarse en los australopitecos. Después de grandes ingestas de alimentos, era crucial reservar energía para épocas de escasez. Para lograrlo, aumentó la sensibilidad a la insulina en el tejido adiposo (favoreciendo la acumulación de triglicéridos) y disminuyó la sensibilidad en el músculo esquelético (ahorrando glucosa).
En la actualidad, una gran parte de la población mundial tiene acceso ilimitado a alimentos. Ya no es necesario cazar ni recolectar, y la actividad física ha disminuido drásticamente. Este Homo sapiens sapiens, aunque indudablemente inteligente, ha heredado de sus ancestros una resistencia a la insulina y a la leptina que ya no necesita. El «gen ahorrador» sigue expresándose, incluso cuando no es necesario. El resultado es la epidemia de obesidad que afecta a los países desarrollados.
Resistencia a la Leptina: Un Factor Clave en la Obesidad Ancestral
La leptina, una hormona secretada principalmente por el tejido adiposo, inhibe el «centro del hambre» en el hipotálamo, generando la sensación de saciedad.
Nuestros antepasados, al encontrar alimento, necesitaban comer hasta saciarse, e incluso más si era posible. Para ello, era necesario desarrollar cierta resistencia a la leptina en el centro del hambre hipotalámico. Esto les permitía acumular mayores reservas energéticas en el tejido adiposo, asegurando que la regulación de la saciedad se alcanzara con niveles más altos de leptina circulante. Así, se acumulaban reservas para los períodos de hambruna.
Principales Componentes del Síndrome Metabólico
El síndrome metabólico (SM) se define como el conjunto de enfermedades o factores de riesgo que aumentan la probabilidad de desarrollar enfermedades cardiovasculares o diabetes mellitus en un individuo.
Las principales patologías asociadas al SM son:
- Hiperinsulinemia
- Resistencia a la insulina
- Hipertensión
- Dislipidemia
- Diabetes
- Arteriosclerosis
La hipertensión arterial, es decir, la elevación continua o sostenida de los niveles de presión arterial, representa un factor de riesgo cardiovascular significativo. La hipertensión exige un mayor esfuerzo al corazón, que responde aumentando su masa muscular. Además, la hipertensión favorece la arteriosclerosis, los fenómenos de trombosis y la insuficiencia coronaria.
Características de los Enlaces Químicos Clave
Enlace Peptídico
El enlace peptídico es un enlace covalente que se establece entre el grupo amino de un aminoácido y el grupo carboxilo de otro. Los péptidos y las proteínas están formados por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos. Este enlace implica la pérdida de una molécula de agua.
El carácter parcial de doble enlace del enlace peptídico determina su posición espacial en un mismo plano. Las proteínas pueden tener estructura primaria, secundaria, terciaria o cuaternaria.
Enlace Glucosídico
El enlace O-glucosídico es el enlace mediante el cual se unen los monosacáridos para formar disacáridos o polisacáridos. En este tipo de enlace, un grupo OH del carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un grupo OH de otro monosacárido, liberando una molécula de agua (condensación o deshidratación). Los monosacáridos quedan unidos por un átomo de oxígeno.
Enlace Fosfodiéster
Un enlace fosfodiéster es un tipo de enlace covalente que se produce entre un grupo hidroxilo en el carbono 3′ de un nucleótido y un grupo fosfato en el carbono 5′ del nucleótido entrante, formando un doble enlace éster. En esta reacción se libera una molécula de agua.
Diferencias entre Anabolismo y Catabolismo
Catabolismo: Es la degradación de nutrientes orgánicos en productos finales simples, con el fin de extraer energía química (ATP) y convertirla en una forma útil para la célula. Las reacciones catabólicas son exergónicas (no requieren energía) y son procesos de oxidación.
Anabolismo: Son rutas metabólicas catalizadas por enzimas que, a partir de pequeñas moléculas precursoras, construyen moléculas progresivamente más grandes y complejas. Las reacciones anabólicas son endergónicas (requieren energía) y son procesos de reducción.
Efecto de las Enzimas en los Parámetros Cinéticos
Las enzimas no alteran el balance energético ni el equilibrio de las reacciones en las que intervienen. La función de la enzima es modificar la energía de activación de la reacción, acelerándola.
Tipos de Inhibición Enzimática
Inhibición Competitiva: No existe similitud estructural entre el inhibidor y el sustrato. El inhibidor reacciona químicamente con la enzima, es inespecífica e irreversible. Ejemplo: Ritonavir.
Inhibición No Competitiva: Existe similitud estructural entre el inhibidor y el sustrato. El inhibidor bloquea o inhibe el sitio activo. Algunas son específicas y reversibles. Ejemplo: Aspirina.
Destinos de la Glucosa y Efectos de la Insulina
Destinos de la Glucosa
La glucosa tiene tres destinos principales:
- Prioritario: Cerebro y eritrocitos. Son altamente dependientes de glucosa, pero *no* son dependientes de insulina (sus receptores GLUT captan glucosa sin necesidad de insulina).
- Secundario: Hígado e intestino. Tampoco son dependientes de insulina.
- Alternativo: Músculo esquelético/cardíaco y tejido adiposo. Son altamente dependientes de insulina. La presencia de insulina induce la expresión de transportadores GLUT para captar glucosa. Sin insulina, la captación es mínima.
Efectos de la Insulina sobre las Enzimas
La insulina modifica las enzimas mediante desfosforilación. El efecto (activación o inactivación) depende de si la forma fosforilada o desfosforilada de la enzima es la activa.
- Tejido adiposo: Estimula la glucólisis y la vía de las pentosas fosfato.
- Músculo: Estimula la glucólisis y la glucogénesis.
Acción del Glucagón y la Adrenalina
Glucagón
El glucagón, a través de una cascada de señales, aumenta los niveles de AMPc, que a su vez estimula la proteína quinasa A (PKA). La PKA fosforila simultáneamente a la glucógeno sintasa (inactivándola) y a la glucógeno fosforilasa (activándola). La glucógeno fosforilasa degrada el glucógeno a glucosa-6-fosfato. En el hígado, la glucosa-6-fosfatasa convierte la glucosa-6-fosfato en glucosa, que se libera a la circulación.
Adrenalina
La adrenalina produce el mismo efecto que el glucagón, pero actúa principalmente en el músculo. Dado que el músculo carece de glucosa-6-fosfatasa, la glucosa-6-fosfato no puede salir de la célula y se utiliza allí mismo como fuente de energía.
Regulación Hormonal
- Adrenalina: Se libera en situaciones de alerta o estrés.
- Glucagón: Se libera cuando los niveles de glucosa en sangre disminuyen por debajo de lo normal.