sábado, 17 de marzo de 2012

Carne roja y riesgo de mortalidad

Como a muchos, gracias a una nueva publicación del equipo de epidemiología nutricional de Harvard, me han llovido e-mails preguntándome sobre el nuevo estudio que muestra que comer carne roja aumenta el riesgo de muerte, y específicamente, que aumentar una porción de carne aumenta el riesgo en 20%. El estudio en cuestión es el siguiente:


La prensa, obviamente, publicó a los cuatro vientos el peligro de consumir carne roja, haciendo que los vegetarianos, veganos, amigos de los animales y demás dementes salten de alegría y lo refrieguen en la cara de los demás. Algunas notas sobre el estudio incluyen:

La carne roja aumenta el riesgo de muerte prematura, afirman

La carne roja, mejor con moderación

Consumo de carne roja aumenta riesgo de enfermedad cardiovascular

Consumo diario de carne roja contribuiría a muerte prematura

Y más perlas por el estilo. Jorge Bentín escribió hace poco un breve post, con algunos links hacia artículos en inglés que desmantelaban el estudio, lo analizaban y veían si es que estas conclusiones podían ser válidas. Creo que nadie de la paleósfera no ha comentado este estudio, o ha comenzado a odiar a Willet y Hu por la cantidad de e-mails y comentarios de la gente preguntando sobre el estudio. 

Este post tiene dos objetivos principales. Primero, quiero explicar de una manera más sencilla de qué tipo de estudio estamos hablando, qué ofrece y cuáles son sus limitaciones. Ya escribí algo breve al respecto anteriormente. En segundo lugar, analizar objetivamente qué podemos concluir del estudio, ¿En realidad la carne roja nos mata?

Lo básico

Estudios de este tipo son muy comunes y lamentablemente, son los que dirigen la salud pública. ¿Cómo funcionan? Se coge a una muestra de personas, de acuerdo a lo que se quiere estudiar. En este caso, se utilizaron dos estudios de cohorte y se hicieron correlaciones con los datos adquiridos durante el tiempo. La manera de hacerlo es la siguiente. Elegimos un grupo de personas, con una característica en particular (aquí es importante delinear los criterios de inclusión – qué requisitos debe tener para ser incluído- y los criterios de exclusión – qué características son las que no deben tener mis pacientes). Tomamos los datos al inicio del periodo de observación (como en este caso, no hubo intervención, solo se observó lo que pasaba durante los años). Es muy importante en este punto seleccionar los métodos adecuados, y dentro de lo posible, los más exactos (más sobre este punto a continuación). Después de un periodo de tiempo, volvemos a contactar a las personas y les tomamos los mismos datos. Y así sucesivamente, en intervalos de tiempo determinados dentro de la duración del estudio. Una vez que tenemos los datos finales, se realiza el análisis de la data. Es decir, tenemos que organizar, elegir, analizar y correlacionar toda la información que tenemos para encontrar algún resultado significativo. Hay diversas maneras de organizar y analizar los datos; aquí es donde está el truco. Una manera muy utilizada en la epidemiología nutricional es separar a la muestra por cuartiles o quintiles. Es decir, de acuerdo a la variable principal del estudio, separo a mi muestra en aquellos que consumieron menos de la variable (cuartil 1) hasta los que consumieron más (cuartil 4). Luego, comparo los casos de muerte o enfermedad entre cuartiles y estimo riesgos asociados a mi variable.

Es importante mencionar que hay algo llamado “ajuste” por otras variables. Es decir, el efecto de factores que han sido asociados o que se ha visto que afectan mi variable en cuestión debe ser tomado en cuenta y corregido para tener la casi certeza de que lo observado se deba a mi variable, no a otra. Aunque importante, esta técnica no es perfecta y siempre hay factores que van a influenciar en lo observado.

¿Cómo determinamos el riesgo asociado a mi variable? Hay muchas maneras, pero casi todas se basan en el hecho de observar un número de eventos mayor al esperado bajo la hipótesis de que no hay diferencia, es decir, bajo la hipótesis de que mi variable no tiene efecto. Por ejemplo, quiero saber si comer un alimento X aumenta el riesgo de mortalidad en diabéticos. Para esto, utilizamos dos grupos pareados (es decir, con características lo más similares posibles). Para hacer las cosas simples, separamos a la muestra en dos grupos: los que comían el alimento X y los que no lo comían. Al final de un periodo de tiempo (digamos, 2 años) vemos cuántas personas murieron en el grupo experimental (que comían el alimento X) y el grupo control (que no comía el alimento X):

Número total de muestra = 520 personas
Placebo = 260
Experimental = 260

Personas muertas al final del experimento
Experimental = 94
Control = 47

Como vemos, hubo más muertos en el grupo experimental que en el control. Pero, con estos datos no podemos afirmar si es que esta diferencia es estadísticamente significativa: no sabemos si es que estos resultados pueden haberse dado al azar o es en realidad porque el grupo experimental comió más del alimento X que el grupo control. Para estimar la significancia, se suele utilizar el valor P. Este valor se haya luego de realizar pruebas de hipótesis (como Fisher, Ji-cuadrado, etc.): lo que quiero es rechazar la hipótesis nula; que no hay diferencia entre los grupos. Si encuentro una diferencia significativa, quiero ver en cuánto aumenta el riesgo de mortalidad el consumir el alimento X, en personas diabéticas. Esto puede ser estimado de diferentes formas, como con el Riesgo relativo (relative risk, RR). La fórmula para hallar el riesgo relativo se puede ver en el link, pero básicamente lo que hace es comparar la frecuencia del evento en expuestos entre la frecuencia del evento entre no expuestos (expuestos = que consumieron el alimento X). En este caso:

RR = (94/260) / (47/260) = 2

Un RR de 2 significa que el riesgo de mortalidad en diabéticos que comen el alimento X aumenta 2 veces, comparado con diabéticos que no comen ese alimento. Si bien parece ser confiable, debemos determinar si este valor se encuentra dentro de los rangos esperados para los parámetros utilizados, mediante el intervalo de confianza. Este nos muestra el rango de valores confiables que puede tomar nuestro resultado, y se calcula utilizando la media y el error estándar de la media. Si el intervalo de confianza (IC) incluye 1, el RR (o algún ratio similar) no sería muy confiable, ya que si este valor toma 1, significa que las probabilidades en ambos grupos son iguales. Que el IC incluya 1 significa que es igual de probable que no haya diferencias entre grupos, al nivel de significancia propuesto.

Otras maneras de observar la diferencia de probabilidades y determinar un riesgo incluyen el Odds Ratio (similar al RR), el Hazard Ratio (HR) (utilizado en el estudio en mención), entre otros.

Supongamos que encontramos que esta diferencia en la incidencia de mortalidad en diabéticos que consumieron el alimento X versus los que no consumieron el alimento es confiable, basándonos en la significancia. ¿Podemos decir que el alimento X está asociado a un incremento del riesgo de mortalidad en diabéticos? Claro que si. ¿Podemos creer que el alimento X es en realidad el causante de este aumento en la mortalidad? Definitivamente. Es nuestra hipótesis en base a lo que hemos observado. ¿Podemos decir que el alimento X es la causa del aumento en la mortalidad? Por supuesto que no. Que una variable esté asociada a otra no significa que la variable es la causante de lo que observamos. En otras palabras, correlación no implica causalidad. Dos variables pueden subir y bajar juntas, de una manera casi perfecta (asociación fuerte), pero eso no significa que una cause la otra. Por ejemplo, en el verano aumenta la incidencia de quemaduras en la piel y el consumo de helados. Ambos aumentan durante la misma época del año. Si analizamos esto, podríamos decir que cuando aumenta la incidencia de quemaduras también aumenta el consumo de helado. ¿Esto significa que el consumo de helados causa las quemaduras de piel? Si bien están asociados, no podemos determinar si es que uno está causando el otro. 

El estudio en cuestión

El estudio utilizó los datos de dos cohortes anteriores: el Health Professionals Follow-up study (HPFS) y el Nurse's Health Study (NHS). Estos incluían datos dietéticos de los pacientes y un seguimiento de hasta 28 años. En total, obtuvieron datos de más de 150 000 personas. Luego de descartar algunos en base a los datos, se quedaron con 121 342 personas, de las cuales 37698 eran hombres y 83644 eran mujeres. 

¿Cómo obtuvieron los datos de la dieta? Del estudio:

"a 61-item FFQ [food frequency questionnaire] was administered to the NHS participants to collect information about their usual intake of foods and beverages"

Un cuestionario de frecuencia de comidas (FFQ), con 61 items fue la manera de recolectar la información nutricional. Este cuestionario fue revisado (se volvió a tomar) cada 4 años.

"In each FFQ, we asked the participants how often, on average, they consumed each food of a standard portion size. There were 9 possible responses, ranging from "never or less than once per month" to "6 or more times per day." Questionnaire items about unprocessed red meat consumption included "beef, pork, or lamb as main dish" (pork was queried separately beginning in 1990), "hamburger," and "beef, pork, or lamb as a sandwich or mixed dish." The standard serving size was 85 g (3 oz) for unprocessed red meat. Processed red meat included "bacon" (2 slices, 13 g), "hot dogs" (one, 45 g), and "sausage, salami, bologna, and other processed red meats" (1 piece, 28 g). The reproducibility and validity of these FFQs have been described in detail elsewhere.9-10 "

En cada cuestionario, se preguntó a los participantes la frecuencia promedio de consumo de los alimentos listados, en una porción de tamaño estándar. Habían 9 posibles respuestas, desde "nunca o menos de una vez al mes" hasta "seis a más veces por día". Los items correspondientes a la carne roja sin procesar incluían "carne de res, cerdo o cordero como plato principal", hamburguesa y "carne de res, cerdo o cordero como sándwich o dentro de una comida". El tamaño estándar de la porción fue de 85g para carne roja sin procesar. La carne roja procesada incluyó "tocino" (2 tajadas, 13g), "hot-dogs" (uno, 45g) y "salchichas, salami, albóndigas y otras carnes procesadas" (1 pieza, 28g). Finalmente, mencionan que la reproducibilidad y validez de estos cuestionarios ya han sido descritos antes. Veamos. 

(Para que tengan una idea de lo feo y tedioso que puede ser llenar una de estas encuestas, acá está la utilizada en el NHS. A eso hay que sumar que el participante tenía que llenar los datos para los 4 años anteriores.)

Uno de los estudios a los cuales nos dirige es el siguiente:

Reproducibility and validity of dietary patterns assessed with a food-frequency questionnaire

En este se trata de estudiar la reproducibilidad y validez de utilizar los cuestionarios de frecuencia de comida para determinar patrones dietéticos. ¿Qué es un patrón dietético? Una manera de llamarle a una dieta que comparte similares características en algunos. Por ejemplo, una dieta "vegetariana" es un patrón dietético ya que permite agrupar a todos aquellos pacientes que no consumen alimentos de origen animal. Los autores sugieren que:

"Because there are many potential differences in nutrient contents between dietary patterns, dietary pattern analysis cannot be specific about the particular nutrients responsible for the observed differences in disease risk, and thus may not be useful for assessing the biological relations between dietary components and disease risk. In particular, this approach would not be optimal if the effect was due to a specific nutrient (eg, neural tube defects resulting from a folic acid deficiency) because the effect of the nutrient would be diluted. Therefore, the dietary pattern approach may be more useful when traditional nutrient analyses have identified few dietary associations for the disease (eg, breast cancer). On the other hand, when many dietary associations have been shown for the disease (eg, coronary artery disease), dietary pattern analysis may also be useful because it examines not only nutrients and foods but the effects of overall diet as well." 

Por las diferencias potenciales en los contenidos nutricionales de los patrones dietéticos, este análisis no puede ser específico para analizar los nutrientes particulares que ocasionan las diferencias en el riesgo de enfermedad, por lo que esta aproximación no es óptima si es que el efecto se debe a un nutriente en específico (ej. defectos del tubo neural por deficiencia de ácido fólico) porque el efecto del nutriente se diluiría. Por lo tanto, esta aproximación puede ser más útil cuando análisis de nutrientes tradicionales han podido identificar algunas asociaciones dietéticas para la enfermedad (ej. cáncer de mama). Por otro lado, cuando muchas asociaciones dietéticas se han demostrado para la enfermedad (ej. enfermedad coronaria), este método puede ser útil ya que examina no solo nutrientes y alimentos, pero el efecto de la dieta también. 

¿Qué es lo importante de este estudio? Que sugiere que este método (cuestionario), para ser utilizado como herramienta y determinar riesgo de enfermedad asociado a dieta, sirve  para observar asociación entre un patrón alimenticio y el riesgo de enfermedad. Es decir, califico de acuerdo a los cuestionarios a las personas en dieta "sana" y dieta "mala", y veo si es que una dieta "mala" está asociada a un incremento en el riesgo de enfermedad. En este estudio no se analizaron patrones alimenticios, sino un alimento individual, la carne roja. Más aún, el término "carne roja" engloba muchos tipos, por lo que para efectos del análisis, un pedazo de bife angosto de res es igual a un hot-dog (independientemente de su composición, la cual puede variar bastante). Por si fuera poco, el término "carne roja" incluye a si hemos consumido la carne roja como sándwich o como plato mixto, es decir, no importa la preparación ni el acompañamiento, todas las carnes rojas son iguales. Una carne a la parrilla es lo mismo que una hamburguesa. En muchos estudios (y no me sorprendería que en este, por lo que mencionan en la metodología) incluyen a la carne roja a preparaciones tipo lasagna, simplemente por el hecho de que en su preparación lleva carne. 

El otro estudio que mencionan sobre la validez de los cuestionarios es:

Food-Based Validation of a Dietary Questionnaire: The Effects of Week to-Week Variation in Food Consumption

"(...) we found that butter, whole milk, eggs, processed meat and cold breakfast cereal were underestimated by 10 to 30% on the questionnaire. In contast, a number of fruits and vegetables, skimmed or low fat milk, yoghurt and fish were overestimated by at least 50%. These findings for specific foods suggest that participants over-reported consumption of foods often considered desirable or healthy, such as fruit and vegetables, and underestimated foods considered less desirable."

Encontramos que la mantequilla, leche entera, huevos, carne procesada y cereal de desayuno frío fueron subestimados por 10 a 30% en el cuestionario. Al contrario, algunos frutas y vegetales, leche parcial o totalmente descremada, yogurt y pescado fueron sobre estimados por al menos 50%. Estos resultados para alimentos específicos sugieren que los participantes sobre-reportan el consumo de alimentos que generalmente se consideran saludables, como frutas y verduras, y subestiman las comidas que son consideradas menos deseables. 

Este es un punto importante que refleja que los cuestionarios, especialmente si representan la alimentación de 4 años (¡!), no ofrecen una visión fidedigna de lo que ocurre: la gente suele exagerar en el consumo de alimentos que son vistos como sanos. Esto tiene repercusiones importantísimas para el análisis, ya que debido a que la tendencia es a sub-reportar el consumo de estos alimentos, los efectos dieta-enfermedad se ven alterados. Si es que las personas enfermas o con alguna enfermedad reportan su consumo normal de carne roja, en este caso, cualquier asociación se va a ver mucho más fuerte de lo que es en realidad.

Volviendo al estudio, vamos a ver los resultados. La muestra se separó en quintiles, dependiendo de la cantidad de carne roja consumida. Las características de los participantes se pueden ver en la Tabla 1. Comparando el quintil 5 (mayor consumo) con el quintil 1 (menor consumo):


Q1
Q5
HPFS
Actividad física (MET-h/semana)
27.5
17.2
IMC (kg/m2)
24.7
26
Fumadores (%)
5
14.5
Diabéticos (%)
2
3.5
Hipertensos (%)
19.5
20.2
Colesterol alto (%)
14.8
7.9
Energía/día (kcal)
1659
2396
Alcohol (g/día)
8.4
13.4
NHS
Actividad física (MET-h/semana)
16.9
12.4
IMC (kg/m2)
23.9
24.7
Fumadores (%)
25.5
31.6
Diabéticos (%)
1.6
2.9
Hipertensos (%)
15.2
16.4
Colesterol alto (%)
6
4.7
Energía/día (kcal)
1202
2030
Alcohol (g/día)
5.8
6.6


Comparando estos factores que influencian directamente el riesgo de mortalidad, se puede observar claramente que en el quintil 5, con mayor consumo de carne roja, hay una mayor proporción de personas que fuman, que tienen un IMC mayor, realizan menos actividad física, son diabéticos, hipertensos, consumen más calorías y más alcohol que en el quintil 1. Esto indica una clara tendencia: aquellos que consumían más carne roja en los estudios tenían un estilo de vida menos saludable. Interesantemente, el nivel de colesterol era menor, factor que también aumenta el riesgo de mortalidad, especialmente en estos pacientes (cuyas edades iban desde los 30 hasta los 75 años). 

Ok, pero, ¿de dónde salen los porcentajes alarmantes? Veamos la Tabla 2. Lo que se puede observar es que, en general, la tasa de mortalidad total durante el periodo de estudio fue baja. Sin embargo, a pesar de ajustar por las posibles variables confusoras, existe un aumento en el riesgo, según el modelo, por cada porción consumida. Los porcentajes sensacionalistas salen a partir de los HR del final de la tabla 2: 1.12 para carnes rojas en total y 1.20 para carnes procesadas. Esto quiere decir que, comparado con la base (el primer quintil, representado como 1), el hazard ratio es mayor. Es interesante ver que el riesgo asociado a las carnes procesadas es mayor que el riesgo por el consumo total. Esto quizá tiene que ver con el hecho de que el procesamiento de la carne puede ser el responsable de la asociación, así como que el consumo de estos tipos de carne por lo general son junto a otros alimentos nada favorables (principalmente fast food). Si nos vamos a analizar los números en si, podemos ver que los valores del IC, tanto para carne roja en total, así como para la carne roja sin procesar, incluyen valores muy cercanos a uno. Si es que de verdad existe un riesgo incrementado considerable, y tomando en cuenta el gran número de muestra, esperaríamos ver una diferencia mucho mayor. Definitivamente mayor a 0.2. Este aumento de 0.2 se traduce en un 20%, lo cual suena muy grande, pero significa lo mismo. 

Conclusiones
  • El estudio muestra que hay (pequeño, pero hay) una asociación entre el consumo de carne roja procesada y sin procesar con la mortalidad total. 
  • En los sujetos estudiados, mientras más carne consumían, peor era su estilo de vida. Asimismo, comparando aquellos que consumían menos carne con los que consumían más carne, habían menos pacientes con diabetes, hipertensión y fumadores.
  • El riesgo incrementado se halló usando modelos ajustados. Sin embargo, quitar el efecto fisiológico en base a riesgos estimados previamente bajo modelos asumidos es imposible. Especialmente si se quiere asociar a la carne exclusivamente incluyendo items como "carne en platos mezclados" o "carne como sándwich".
  • El riesgo asociado a consumir carne procesada fue mayor que al consumir carne no procesada y carne total. Esto podría deberse a los ingredientes de estos productos, aditivos o sustancias potencialmente tóxicas que se utilizan en la preparación de estos. Además, la carne procesada suele consumirse con alimentos que bioquímicamente tiene sentido que aumenten el riesgo, y cuya asociación con riesgo de patologías ha sido asociada más fuertemente y hay evidencia experimental (grasas trans industriales, exceso de fructosa, etc.). 
  • Lo más que puede llegar a hacer el estudio es sugerir posibles hipótesis para ver si se puede rechazar la hipótesis nula. No se puede afirmar a ciencia cierta que la carne incrementa tu riesgo de muerte, por lo menos no con este tipo de evidencia. Asociación no prueba causalidad.
  • Un mayor consumo de carne, bajo una alimentación deficiente, podría contribuir a incrementar el riesgo. Sin embargo, ¿el problema estaría en la carne o en los otros alimentos que consume la mayoría de gente? La carne, por su preparación y manera de consumir (ingredientes y acompañamientos) podría servir como vehículo de sustancias más peligrosas que son los responsables de alguna asociación.
  • No hay problema en consumir carne bajo un estilo de vida evolutivo. Para afirmar que un alimento es potencialmente dañino, se debe tener evidencia directa, experimental, mecanismos bioquímicos y estudios casos-control. 





miércoles, 7 de marzo de 2012

Primera conferencia de estilo de vida ancestral en Lima, Perú



Este viernes 9 de marzo se llevará a cabo la primera conferencia gratuita de nutrición y estilo de vida ancestral en Perú. Los interesados pueden inscribirse en el siguiente enlace: www.paleoperu.com.

Esta conferencia nace como iniciativa por parte de entusiastas del movimiento paleo en Lima, y conocidos practicantes del paleo. En esta primera edición, se contará con la participación de su servidor, Jorge Bentín de Vida Paleo, Giannina Dongo de Crossfit Perú y Paul Merino, entrenador paleo y practicante de MovNat

Los esperamos. Estén atentos a futuras conferencias y material audiovisual. 

martes, 31 de enero de 2012

Entrevista con Jimmy Moore

Se acaba de publicar mi entrevista con Jimmy Moore, la cual puede ser escuchada en este enlace, en inglés. 

martes, 17 de enero de 2012

Sincronizando el reloj 1


Los seres humanos somos seres bastante complejos, cuyos procesos fisiológicos están regulados al milímetro. Un pequeño "desajuste" en una parte provoca una alteración en otra. Esto es de esperarse, dado que estamos en un equilibrio dinámico y respondemos a diferentes estímulos ambientales. Una pregunta que siempre se ha hecho, y que todavía no se resuelve, es ¿cómo hacemos para regular tan eficientemente nuestros procesos? El descubrimiento de que existe una especie de reloj interno abrió las puertas de la rama que ahora conocemos como cronobiología. Los alcances de esta rama son diversos, abarca todo los procesos fisiológicos y su entendimiento y manipulación promete ser una herramienta importante para el tratamiento de diversas enfermedades, desde obesidad hasta cáncer.

Bases de la cronobiología

El concepto clave en la cronobiología son los ritmos biológicos. Tenemos diferentes tipos (1):

  • Aquellos con duración de una fracción de segundo (como en células nerviosas).
  • Ritmos de minutos y horas (variaciones pulsátiles y ritmos ultradianos (<20 horas)), como en la secreción de hormonas.
  • Ritmos circadianos (20-28 horas). 
  • Ritmos circaseptanos (1 semana).
  • Ritmos de 20 a 30 días. 
  • Ritmos circanuales (aproximadamente 1 año). 
Algunos de estos ritmos tienen un origen genético, pero pueden ser modificados por factores externos, denominados sincronizadores ambientales o agentes "incorporadores". Uno de los tipos de ritmos biológicos que más ha llamado la atención y es uno de los más estudiados es el ritmo circadiano (duración de 1 día ó 24 horas). 

El sistema circadiano en mamíferos está organizado jerárquicamente por osciladores. El principal (el reloj central) se encuentra en el núcleo supraquiasmático (SCN) en el hipotálamo anterior, y se encarga de sincronizar y coordinar osciladores periféricos independientes para producir un ritmo coherente a nivel del organismo. 

Componentes moleculares del ritmo circadiano

A lo largo de los años, se han ido identificando proteínas nucleares que muestran una actividad y expresión periódica, coincidiendo con el ritmo circadiano. La interacción entre estas proteínas es compleja, por lo que solo tocaré aquellas "principales" y mejores caracterizadas. 

Existen 4 proteínas principales en esta vía,  interrelacionadas y que regulan la expresión y actividad de una gran cantidad de genes en diversos tipos de células. Los factores positivos de esta vía son CLOCK y BMAL1, mientras que los reguladores negativos son PER y CRY. El proceso por el cual se produce esta vía de retroalimentación negativa es el siguiente (2):
  1. CLOCK y BMAL1 forman un heterodímero e inician la transcripción de   genes que contienen una caja E como enhancer
  2. Period Cryptochrome son genes que contienen dicha secuencia. 
  3.  Luego de ser transcritos, los heterodímeros de PER:CRY (productos de los genes Period y Cryptochrome, respectivamente) reprimen su propia transcripción al regresar al núcleo, actuando sobre el complejo CLOCK:BMAL1.
  4. Existe otro mecanismo de regulación que incluye a los receptores nucleares Rev-erba y RORa, los cuales compiten por un promotor en el gen de BMAL1. RORa activa la transcripción de BMAL1, mientras que Rev-erba la inhibe. 

El heterodímero CLOCK:BMAL1 se une a los promotores de Cry y Per para estimular su  transcripción. Cuando los productos de estos genes se acumulan en el citosol, el heterodímero PER:CRY regresa al núcleo e inhibe su propia transcripción al unirse al complejo CLOCK:BMAL1. La actividad de este sistema de retroalimentación está controlada por otras proteínas que son capaces de prolongar o acortar la vida media de las proteínas de la vía, como por ejemplo, la fosforilación y subsecuente degradación (parte derecha). (fuente de la imagen: har.mrc.ac.uk)

Este mecanismo de retroalimentación negativa ocurre por ciclos de aproximadamente 24 horas, y está regulada por modificaciones post-traduccionales como fosforilación y ubiquitinación. 

La oscilación del reloj del SCN no es de exactamente 24 horas, por lo que es necesaria la acción de "sincronizadores", siendo la luz el más potente. La luz es percibida por la retina y la señal se transmite por el tracto retinohipotalámico hacia el SCN, resultando en la activación del polipéptido vasoactivo intestinal, el cual activa y sincroniza a las neuronas del SCN y coordina los ritmos biológicos (3). El SCN se encarga de mandar señales a los osciladores periféricos para controlar el patrón de oscilación mediante conexiones neuronales o factores humorales. 

El reloj central se encuentra en el núcleo supraquiasmático (SCN), en el hipotálamo anterior. Este se encuentra sincronizado a la luz, la cual es captada por la retina. Este reloj se conoce como el reloj central o reloj "maestro" ya que coordina y sincroniza los relojes periféricos para lograr una harmonía a nivel del organismo. Sin embargo, otros sincronizadores también existen, como la composición de la comida y los regímenes alimenticios. Dependiendo del sincronizador, se puede afectar la oscilación del reloj central, de los relojes periféricos o de ambos. (Imagen: Froy O, 2010).
Metabolismo y ritmo circadiano

La insulina, glucagon, adiponectina, corticosterona, leptina y grelina han mostrado tener una oscilación circadiana. De igual manera, el ritmo circadiano regula la expresión y/o actividad de enzimas metabólicas y sistemas de transporte como la glucógeno fosforilasa, citocromo oxidasa, lactato deshidrogenasa, acetil CoA carboxilasa, enzima málica, sintasa de ácidos grasos, glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, entre otras. Demostrando la importancia del SCN para la regulación del metabolismo, se ha observado que la lesión del SCN inhibe las variaciones diurnas de homeostasis glucolítica, afectando la tasa de utilización de glucosa y la producción de glucosa hepática (4).

Al igual que la oscilación de los relojes periféricos producida por la acción del SCN afecta la actividad y expresión de diversas proteínas involucradas en el metabolismo, la situación inversa también se ha observado. Algunos nutrientes pueden resetear o producir un desfase de los ritmos circadianos, como por ejemplo la glucosa, aminoácidos, sodio, etanol, cafeína, tiamina y ácido retinoico. De igual manera, hormonas metabólicas (como la insulina, glucocorticoides o leptina) son capaces de modular la expresión y actividad de los componentes del reloj molecular. Parece existir una relación muy estrecha entre el estado energético celular y los componentes del reloj molecular. Se ha observado que la actividad de los heterodímeros de CLOCK:BMAL1 y NPAS2:BMAL1 (NPAS2 es otra proteína involucrada en la regulación de los ritmos circadianos) dependen del estado redox del cofactor NAD: las formas reducidas (NADH y NADPH) son fuertes estimuladores de la unión de estos heterodímeros al ADN, mientras que las formas oxidadas la inhiben (5). Asimismo, el sensor energético celular AMPK también interactúa con componentes del reloj molecular (6). AMPK parece fosforilar a CKI (caseína quinasa I), lo cual la activa y produce la degradación de mPER2. Otra proteína bastante famosa, SIRT1, una deacetilasa de histonas dependiente de NAD+ (78). SIRT1 interactúa directamente con CLOCK y deacetila a BMAL1 y PER2. El proceso parece darse de la siguiente manera: CLOCK y CBP/p300, luego de unirse a la caja E, acetila las histonas H3 y H4, así como a BMAL1. La acetilación de este último promueve la unión del complejo represor PER/CRY, y se acetila PER2 (la acetilación parece promover la estabilidad de PER y BMAL1). SIRT1 se activa y comienza a deacetilar a BMAL1, PER2 e histonas (3). El PER2 deacetilado es fosforilado y degradado, comenzando un nuevo ciclo. Se ha visto también que AMPK promueve la actividad de SIRT1 al incrementar los niveles de NAD+(9).

Efectos de los tipos de alimentación sobre el ritmo circadiano

La alimentación es un zeitgeber muy importante para los relojes periféricos. Existen tres tipos de alimentación bien estudiados que afectan los ritmos circadianos en animales:

  • Alimentación restringida (AR): Se limita la duración y el tiempo de disponibilidad de comida, sin reducir las calorías. La duración suele ser de algunas horas.  
  • Restricción calórica (CR): Implica una restricción calórica drástica, sin malnutrición, a un nivel de 60-75% de las calorías consumidas ad libitum
  • Ayuno intermitente (AI): La comida está disponible interdiariamente, de manera ad libitum

Los animales sometidos a AR muestran una adaptación rápidamente y consumen todas sus calorías durante ese tiempo. Este patrón de alimentación produce cambios fisiológicos y de comportamiento importantes: 2 a 4 horas antes de la comida, los animales muestran un comportamiento de anticipación a la comida (comportamiento típico observado cuando se acerca la hora de comer en humanos): incremento de actividad locomotora, temperatura corporal, secreción de corticosterona, motilidad gastrointestinal y actividad de las enzimas digestivas. Esta sincronización es independiente del reloj central en el SCN, ya que se observa una ritmicidad en animales mutantes arrítmicos y con lesiones en el SCN, independientemente de las condiciones de la luz. La AR afecta los relojes en el páncreas, hígado, riñón y corazón, sin afectar al SCN. Esto sugiere que la alimentación es la principal determinante de las oscilaciones metabólicas en tejidos periféricos. Además, muchas funciones fisiológicas controladas normalmente por el reloj del SCN son desfasadas por la AR (por ejemplo, la actividad de P450 hepática, temperatura corporal, actividad locomotora y frecuencia cardiaca). Más interesante aún, cuando el patrón de alimentación regresa a la normalidad, el SCN toma nuevamente el control y resetea los relojes periféricos. 

La CR, a diferencia de la AR, parece modular al reloj del SCN, ya que afecta la organización temporal de los componentes del reloj en el SCN y las señales eferentes en ratones bajo ciclo de luz-oscuridad. Además, modifica las respuestas fóticas del sistema circadiano. 

Finalmente, el AI ha mostrado afectar drásticamente los patrones circadianos y ser una herramienta bastante importante para resetear los ciclos. Se ha observado que, durante el día de comida, cuando esta se introduce durante el día, los ratones exhiben una arritmicidad en la expresión genética en el hígado. Sin embargo, si la comida se introduce durante la noche, los ritmos producidos son similares a los generados por una alimentación ad libitum. Esto sugiere que el AI, de manera similar a la CR, afecta al reloj del SCN.

Resumen

  • Los seres humanos seguimos un patrón oscilatorio para diferentes procesos celulares que ocurre en un ciclo de aproximadamente 24 horas, conocido como ritmo circadiano. 
  • Existen dos tipos básicos (hasta ahora) de relojes moleculares: el reloj central, localizado en el núcleo supraquiasmático en el hipotálamo anterior (SCN) y los relojes periféricos, situados en diferentes tipos celulares (hígado, riñón, músculo, páncreas, etc.). 
  • El reloj central se encarga de sincronizar los relojes periféricos y responde principalmente a la sincronización producida por la intensidad de la luz captada por la retina. 
  • Existen muchas proteínas que interactúan para producir una expresión genética de manera coordinada y sincronizada en 24 horas. Sin embargo, los componentes más caracterizados y básicos son los heterodímeros de CLOCK:BMAL1 y sus represores PER:CRY. Los receptores REV-erb y ROR también participan en este sistema de retroalimentación.
  • La actividad de estas proteínas está regulada por modificaciones post-traduccionales, como por ejemplo, fosforilación/desfosforilación. Las enzimas encargadas de fosforilar y/o modificar a componentes básicos del reloj molecular también cumplen otras funciones (por ejemplo, metabólicas), por lo que existe una relación estrecha entre la sincronización de los ritmos circadianos y el estado energético celular.
  • Dentro de las proteínas que son más conocidas por sus funciones metabólicas, pero que cumplen un papel esencial en la regulación de los ritmos circadianos, se encuentran AMPK y SIRT1, así como el cofactor NAD.
  • Diferentes patrones de alimentación, independientemente de la composición, producen cambios en los ritmos circadianos. La restricción calórica y el ayuno intermitente afectan preferentemente al reloj central en el SCN. Caso contrario, la alimentación restringida afecta predominantemente a los relojes periféricos, sin afectar al SCN. 
La disrupción de los ritmos circadianos ha sido asociada a diversas patologías y diferentes zeitgebers modifican el riesgo de sufrir muchas enfermedades modernas. En el próximo post explicaré un poco acerca de este tema, la influencia de la composición de la dieta, así como los factores de riesgo asociados a un desfase de los ritmos circadianos y desarrollo de enfermedad.

Referencia base

Froy O. Metabolism and circadian rhythms--implications for obesity. Endocr Rev. 2010 Feb;31(1):1-24

lunes, 9 de enero de 2012

¿Qué como en un día normal? v3.0

Dadas las respuestas al post anterior, y mientras termino de escribir el artículo sobre los ritmos circadianos, pensé en escribir lo que me encuentro comiendo actualmente. Esto también coincide con algo bastante interesante que me ha sucedido. 

Ya hace aproximadamente 1 mes decidí bajar mi porcentaje de grasa. No sé cuál es (no lo mido), pero me guío por el grosor de mis pliegues. Hasta ahora, en un mes, creo que voy bien. Mi pliegue más grueso mide 6-8mm (muslo) y algunos que no bajaban ya se encuentran en un nivel aceptable (abdominal, 4mm). Conforme vayan pasando las semanas seguro que van a seguir bajando. Mi dieta normal se mantenía como la que compartí la última vez, aunque con ligeras modificaciones y variaciones diarias. De todas maneras, la proporción de nutrientes y cantidades básicamente se mantuvieron similares. Como es lógico, si quiero disminuir mi porcentaje de grasa, hay que bajar las calorías. Y lo primero que eliminé fue la crema de leche. Esta era un alimento básico en mi dieta, y me aportaba quizás la mayor fuente de calorías que cualquier otro. La preparación era batida, le agregaba cacao al 100%, esencia de vainilla y stevia. Lo enfriaba por horas y al final salía como un helado sin azúcar, bastante alto en grasa. Una delicia que la consumía sola, con fresas o blueberries. La crema de leche sola me aportaba por día:

814kcal
87.3g de grasa
6.6g de carbohidratos
4.8g de proteínas

Sacando la cuenta, estaba en una media de 3000kcal por día. Mi actividad física era inconsistente (hacía ejercicio de fuerza 1 o máximo 2 veces por semana). Eso si, siempre trato de mantenerme activo durante el día. Con este nivel de calorías y alimentos mi peso y porcentaje de grasa se mantenía constante. La eliminación de este alimento de la dieta supone un déficit respecto al anterior de 800kcal, lo que me deja en 2200kcal por día, que no es un nivel para nada bajo. Teóricamente, lo que se esperaría que suceda al quitar 800kcal de la dieta es tener mayor sensación de hambre, menos energía (por lo menos al comienzo) y un poco más de ansiedad (considerando que era un alimento altamente palatable). El cambio en mi dieta coincidió con un cambio en mi entrenamiento: comencé a ser constante con mis ejercicios de fuerza (3 veces por semana) y caminatas diarias (45-60 minutos). Lejos de lo esperado, no sentí ningún bajón de energía, y al contrario, me comencé a sentir más lúcido, concentrado y activo durante el día. Actualmente me despierto diariamente a las 6-7am sin problemas, trabajo en el laboratorio hasta la tarde y aprovecho el tiempo. Llego a dormir tranquilo y no estoy cansado durante el día. Es impresionante, considerando que siempre he tenido problemas para dormir (sumado a mi adicción a la cafeína). Lo que quizás me llamó mucho más la atención fue la ausencia de hambre. Mi apetito ha disminuido drásticamente, al punto de que muchas veces tengo que "obligarme" a comer porque sino estaría en un déficit calórico muy severo. Yo ayuno durante todo el día y lo rompo dependiendo de la hora que llegue a mi casa. Hay veces en las que aprovecho y hago mi rutina de fuerza durante la mañana, y no como nada hasta la noche. El entrenamiento también tiene un efecto supresor del apetito en mi caso. Todo esto coincide bastante con la hipótesis apoyada por Stephan Guyenet, en cuando a la recompensa hacia la comida como factor determinante del aumento de apetito, obesidad y alteraciones metabólicas. Lo que no me esperaba fue sentirme más energético a pesar de estar comiendo mucho menos calorías que antes, y de haber bajado unos 2-3kg de peso. 

Mi dieta normal varía con el día, por lo que pondré dos ejemplos de algo que he comido esta semana. El primero, un día muy bajo en calorías y el segundo, algo más "normal". Cabe mencionar que en ningún caso cuento, peso ni mido nada, solo me guío por mi apetito. 

Día A

Caminata (60min)
Ayuno todo el día (Café, agua), hasta las 7pm.

Comida:

100g de castañas
Ensalada de espinaca, cebolla blanca, tomate, 1 aguacate, limón, sal y vinagre + pechuga de pollo deshilachada (sobraba de lo que habían preparado)
2 rebanadas de queso Gouda

Análisis nutricional aproximado del día

Energía: 1039kcal
Grasa: 52.4g (43%), de las cuales 14.4g saturadas (12%), 6.6g polinsaturadas (5%), 27.3g monoinsaturadas (22%).
Carbohidratos: 89.5g (34%), fibra 19.2g
Proteína: 60.4g (23%)

Día B

Ayuno toda la mañana, hasta las 5pm. Café y agua.

Entrenamiento de fuerza. 

Comida 1:

200g de corazón de res
2 tazas de arroz blanco cocido
Ensalada: espinaca, tomate, espárragos, vainitas, 1 aguacate, limón, sal y vinagre. 
150ml de yogurt griego natural de oveja c/ blueberries
100g de castañas

Comida 2:

110g de queso gouda c/ 1 tomate + orégano
50g de almendras

Análisis nutricional aproximado del día

Energía: 2192kcal
Grasa: 104.9g (41%), de las cuales 31.5g saturadas (13%), 15.1g polinsaturadas (6%), 50.2g monoinsaturadas (19%).
Carbohidratos: 199.8g (36%), fibra 30.4g
Proteína: 125.7g (23%)



Comentarios

Estos son dos días de la última semana, y lo más resaltante es el aumento inconsciente de los carbohidratos. La grasa sigue siendo el principal macronutirente; sin embargo, los carbohidratos han aumentado a un 30-40% de mi dieta habitual. Lo que si suelo hacer, dependiendo de cómo me sienta, es aumentar los carbohidratos en los días que entreno. Por lo general, es una vez cada semana o cada quince días. Un día de entrenamiento regular tendría entonces la misma cantidad de carbohidratos que en el día A (50-100g) y más grasa. Creo que también es importante mencionar, ya que muchos todavía equivocadamente siguen creyendo en Gary Taubes (yo pasé por eso), que he aumentado en general mi consumo de carbohidratos pero mi porcentaje de grasa ha bajado y sigue bajando. Al final, como he mencionado, las calorías importan. 

¿A qué se debe este "cambio" en mi alimentación? Básicamente a experimentación y a no enfocarme en macronutrientes, sino en alimentos. Es cierto que controlo mis carbohidratos porque eso es lo que me funciona a mi. Sin embargo, consumo algunos alimentos rutinariamente que son altos en almidón (castañas) y no me hago problemas. Estoy en un punto en el cual sé ajustar perfectamente mi alimentación a mis demandas, y los resultados tanto físicos como mentales me lo demuestran. Me siento bien y probablemente sea por el cambio, aunque tampoco es que mi alimentación sea alta en carbohidratos (En realidad, el día B es un día poco "común". Quizás durante el día actualice con un día más, para mostrar qué correspondería a un día en el que entreno "normalmente"). 

¿Volveré a comer como comía antes (muy bajo en carbohidratos)? Quizás. He llegado a un punto en el cual me guío por instinto, ciencia y no por dogmas. La vida tiene ciclos y va cambiando. Nosotros debemos adaptarnos y ser flexibles. Podría decirse que estoy en una etapa con más carbohidratos* y es lo que me funciona actualmente. Me es fácil comer menos calorías y no tengo apetito ni muchos antojos. Lo más probable es que en unos meses regrese a un esquema más cercano al anterior. 

Lo único que si me preocupa es tener días de muy bajas calorías como el día A, y al no estar comiendo alimentos con más grasa, sea difícil consumir algunos micronutrientes esenciales. Como me guío instintivamente, no me pongo a pensar en el momento sobre la composición nutricional...estas revisiones ayudan para ver cómo estoy. Mis calorías suelen ser mayores, pero no quiero que se vuelva una constante comer tan poco (o por lo menos, reemplazar algunos alimentos con más grasa y nutrientes por otros). 

* Si nos guiamos por el porcentaje. Salvo el día B (que es atípico), los carbohidratos están debajo de 100g.