Combustibles para el cerebro ¿cetonas o glucosa?

La mayoría de lo médicos y nutricionistas están totalmente convencidos de que el cerebro se alimenta con glucosa exclusivamente, y esto no es cierto, pues se alimenta también de cetonas y de lactato. En este post vamos a aclarar si es cierto que la glucosa es mejor combustible que las cetonas para el cerebro.

La glucosa: el combustible del cerebro

Tu cerebro es uno de los órganos más importantes que tienes ya que es el responsable de muchas de las funciones importantes con las que procesar información sensorial, aprender cosas nuevas, moverte o tener sentimientos. En el reside todo nuestro aprendizaje, nuestros recuerdos y es el que nos hace ser nosotros mismo, capaz de lo mejor y lo pero, y todo esto hace que consuma más del 20% de las calorías diarias de todo nuestro organismo y eso que solo representa el 2% de nuestro peso.

Los carbohidratos de los alimentos que comemos se convierten en glucosa, que es la energía que pueden utilizar de inmediato los órganos, permitiendo realizar entrenamientos intensos y sirve como combustible cerebral. Otros nombres para la glucosa incluyen dextrosa , almidón o glucógeno.

El glucógeno es la principal forma de almacenamiento de la glucosa en nuestro cuerpo, y se almacena en el hígado y en los músculos. Cada vez que necesitamos energía el hígado lo libera trasformándolo en glucosa para poder ser usado por todas las células de nuestro organismo.

En la vida moderna y con la alimentación actual, llena de alimentos ricos en hidratos, el cerebro  se alimenta perfectamente de glucosa, que es su principal energía. Los hidratos de carbono no es del todo malo, de hecho, el cerebro prefiere el azúcar como combustible principal, y consume alrededor de 120 gramos diarios (1) de glucosa. Esta alimentación plagada de hidratos de carbono asegura su dosis de glucosa perfectamente, pero ¿qué pasa cuando no se puede comer hidratos? ¿Qué pasaría si no podemos acceder a comida durante un tiempo prolongado?

Las cetonas: el alimento alternativo

Cuando hacemos un ayuno prolongado, bien por decisión propia o por que no tenemos acceso a comida, o cuando nos alimentamos con una dieta muy baja en hidratos (dieta cetogénica) las reservas de glucógeno (muy limitadas a unos 400-500 gramos) de nuestro cuerpo (hígado y músculos) se agotan.

Al suceder esto, el hígado produce cetonas a partir de los ácidos grasos que comes o de la grasa almacenada en tu tejido adiposo, esto es lo que se conoce como cetogénesis (entrar en cetosis).

Hay órganos (2) que usan estas cetonas como combustible alternativo, como son el cerebro, el corazón o el músculo esquelético), y es una ventaja heredad de nuestra propia evolución, ya que en el pasado no había acceso ilimitado a los alimentos, como lo hay hoy en día, no existían supermercado e incluso la caza no siempre era fructífera.

Tipos de cetonas

Existen 3 tipos:

• Acetoacetato: es el primero cuerpo cetónico que produce el hígado, el cual después se reduce a beta-hidroxibutirato (otro tipo). Curiosamente que, según parece (3), inmediatamente después de nacer se prefiere acetoacetato y beta-hidroxibutirato (en lugar de glucosa) para el crecimiento cerebral.
• Beta-hidroxibutirato: se forma a partir del acetoacetato, constituye el 78% de los cuerpos cetónicos generados, y es un portador muy eficiente de energía, incluso más que la glucosa (4).
• Acetona: es el menos abundante (2% de las cetonas en el torrente sanguíneo) y es el resultado de la descomposición del acetoacetato.

Fuente de energía del cerebro

Si bien reconocemos la glucosa como la principal fuente de energía del cerebro el cerebro también puede usar perfectamente cetonas, principalmente beta-hidroxibutirato y acetoacetato. Esto ocurre cuando las reservas de glucógeno son muy bajas, o están depletadas, entonces el cuerpo metaboliza la grasa almacenada convirtiéndola en ácidos grasos, los cuales se pueden descomponer en cetonas que son capaces de cruzar la barrera hematoencefálica.

Uno de los motivos por los que existe el mito que el cerebro solo puede funcionar con glucosa es que existen células en nuestro cuerpo que no tienen mitocondria (centrales energéticas de las células), como son los glóbulos rojos y algunas células del cerebro de pequeño tamaño (son muy pequeñas y no tienen sitio para la mitocondria). Estas células requieren glucosa y no pueden metabolizar grasa.

El 70% de los requerimientos del cerebro se pueden cubrir utilizando la beta-hidroxibutirato como energía principal, mientras que el resto de células sin mitocondrias se alimentarían de la glucosa que el propio cuerpo puede crear, sin necesidad de comer hidratos de carbono, mediante la gluconeogénesis (bien desde las proteínas o del glicerol liberado de la metabolización de los ácidos grasos).

Glucosa vs Cetonas

Vamos a valorar los beneficios e inconvenientes de ambos relacionados con el cerebro:

Beneficios de la glucosa

• Mejora la capacidad de atención de los niños.  lo dice un estudio (5) de 1987, que examinó a 60 niños de seis y siete años, dándoles una bebida contenía 25 gramos de glucosa o un placebo. Los resultados mostraron que aquellos que tomaron la bebida llena de glucosa pudieron mantener su atención por más tiempo.
• Ayuda a realizar tareas mentales desafiantes: el cerebro gasta en torno a 11kcal/h para funcionar, pero su la tarea es compleja aumenta su necesidad energética, por ello los científicos creen (6) que comer alimentos azucarados debería mejorar el rendimiento de estas tareas.

Beneficios de las cetonas

• Mejora en el rendimiento cognitivo: esta fue parte de las  conclusiones de un metaanálisis (7) donde se vio durante una prueba de laberinto que el cerebro usa fácilmente cuerpos cetónicos en lugar de glucosa y que dieta cetogénica aumenta la PCR del cerebro humano, como se observó usando la espectroscopía MR.
• Mantienen vivas tus neuronas: un estudio (8) examinó crías de ratas postnatales, a un grupo se les dio una dieta estándar mientras que alimentaron a las demás con una dieta cetogénica. Después de cinco días, indujeron hipoglucemia a través de la inyección de insulina y descubrieron que las ratas que recibieron la dieta cetogénica mostraron menos pérdidas neuronales por las hipoglucemias.
• Benefician a pacientes con trauma cerebral: el trauma cerebral es causada por un fuerte golpe en la cabeza que daña el tejido cerebral. El cerebro lesionado requiere energía para recuperarse pero no puede metabolizar eficazmente la glucosa (9). Una dieta cetogénica en pacientes con trauma cerebral ofrece (10) un combustible alternativo para el cerebro en forma de cetonas.
• Mejoras en enfermos de Alzheimer leve: un estudio (11) pionero indica que, con algunas recomendaciones y apoyo en el hogar, las personas con Alzheimer leve pueden mejorar la función cerebral al elevar los niveles de cetonas en la sangre.

Inconvenientes de la glucosa

• El azúcar puede crear adicción: una investigación (12) exploró la influencia del azúcar en la obesidad, llegando a la conclusión que el azúcar es una sustancia adictiva, ya que aumenta el circuito de recompensa de su cerebro que está relacionado con la adicción.
• La ingesta habitual de azúcar aumenta el riesgo de depresión: un estudio (13) llegó a la conclusión de que el azúcar está en la lista de factores que posiblemente contribuyen a la depresión, ya que demasiada azúcar, especialmente el azúcar que se encuentra en los refrescos, jugos y pasteles, disminuye el BDNF (brain-derived neurotrophic factor), una proteína que mantiene y promueve el crecimiento de sus neuronas.

Inconvenientes de las cetonas

• Posibles efectos secundarios durante la keto adaptación: no todo el mundo tiene estos efectos secundarios  temporales pero es algo normal  ya que medida que el cerebro se adapta a usar las cetonas puede sufrir: dolores de cabeza, aturdimiento, dificultad para concentrarse, mareos y náuseas. Esto es debido a la perdida de agua al no meter carbohidratos en la dieta, que implica que se pierdan electrolitos, de ahí que sea importante hidratarse y  reponer los electrolitos perdidos.

Conclusión

La glucosa es esencial, eso es definitivamente cierto, pero no necesitamos comerla, nuestro cuerpo puede satisfacer las necesidades de ese grupo de células del cerebro (menos del 30%) y de los glóbulos rojos que no tienen mitocondrias y la necesitas porque no pueden usar ni cetonas ni ácidos grasos como fuente de energía.

Sin embargo, el azúcar está asociado, como hemos visto, a problemas de como la depresión y la obesidad, y demasiada glucosa en la sangre hace más daño que bien.

Según los estudios anteriores, las cetonas son una mejor fuente de combustible, ya que el beta-hidroxibutirato actúa como un combustible más eficiente que la glucosa y cada vez hay más investigaciones (actuales) que revelan que las cetonas pueden beneficiar el cerebro tanto en personas sanas como en enfermos de Alzheimer, epilepsia, lesión cerebral traumática o párkinson.

Referencias

1. Each Organ Has a Unique Metabolic Profile – Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002)
2. Multi-dimensional roles of ketone bodies in fuel metabolism, signaling, and therapeutics – Puchalska P, Crawford PA (2017)
3. Preferential Utilization of Ketone Bodies in the Brain and Lung of Newborn Rats – Y Y Yeh, P M SheehanY Y Yeh, P M Sheehan (1985)
4. Clinical review: Ketones and brain injury – Hayden White and Balasubramanian Venkatesh (2011)
5. Glucose improves attention and reaction to frustration in children – David Benton, Veronica Brett, Paul F.Brain (1987)
6. Glycemic Instability and Spontaneous Energy Intake: Association With Knowledge-Based Work – Jean-Philippe Chaput , Vicky Drapeau, Paul Poirier, Normand Teasdale, Angelo Tremblay (2008)
7. Novel ketone diet enhances physical and cognitive performance – Andrew J. Murray,*†,1,2 Nicholas S. Knight,*,1 Mark A. Cole,‡,3 Lowri E. Cochlin,* Emma Carter,* Kirill Tchabanenko,‡,4 Tica Pichulik,* Melanie K. Gulston,§¶ Helen J. Atherton,* Marie A. Schroeder,* Robert M. J. Deacon,‖ Yoshihiro Kashiwaya,# M. Todd King,# Robert Pawlosky,# J. Nicholas P. Rawlins,‖ Damian J. Tyler,* Julian L. Griffin,§¶ Jeremy Robertson,‡ Richard L. Veech,# and Kieran Clarke* (2016)
8. Ketones Keep Neurons Alive– Carl E Stafstrom (2006)
9. Glucose metabolism following human traumatic brain injury: methods of assessment and pathophysiological findings – Ibrahim Jalloh,corresponding author Keri L. H. Carpenter, Adel Helmy, T. Adrian Carpenter, David K. Menon, and Peter J. Hutchinson (2015)
10. The Ketogenic Diet as a Treatment for Traumatic Brain Injury: A Scoping Review – Alexandre McDougall 1, Mark Bayley 2, Sarah Ep Munce (2018)
11. Feasibility and efficacy data from a ketogenic diet intervention in Alzheimer’s disease – Author links open overlay panelMatthew K.TaylorabDebra K.SullivanabJonathan D.MahnkenacJeffrey M.BurnsadeRussell H.Swerdlowadef (2018)
12. Sugar Addiction: From Evolution to Revolution – Wiss DA, Avena N, Rada P. (2018)

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David Diaz Gil

David Díaz Gil (Ortuella, 1973). Ingeniero superior en informática, Técnico superior en dietética, Quiromasajista, Masajista deportivo, difusor fitness y Deportista.

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