obesidad, metabolismo energetico y medida de la actividad fisica by sil-dimrödel

34 Obesidad Básica y Clínica (Enero-Febrero 2003)

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INTRODUCCIÓN.

La obesidad se define como un exceso de tejidoadiposo, que acompaña a un aumento del pesocorporal, con respecto a lo que correspondería segúngénero, talla y edad1. Actualmente, la obesidadconstituye una de las alteraciones metabólicas demayor repercusión no solo desde el punto de vistasanitario, sino también desde el ámbito psicológico,social y económico2.El rápido aumento de la prevalencia de obesidad, tantoen los países industrializados como en los países envías de desarrollo, indica que un alto porcentaje de lapoblación vive en una condición que conlleva undesequilibrio energético3 y constituye una graveamenaza para la salud pública, debido al aumento delriesgo de enfermedades asociadas (diabetes,hipertensión, alteraciones inmunológicas, etc.) y porel coste sanitario derivado en el que el estilo de vida(hábitos dietéticos inadecuados y sedentarismo) estáimplicado4,5.Este incremento generalizado en la prevalencia de laobesidad está llegando incluso a representar un 50%de la población mayor de 40 años en los EstadosUnidos4. En Europa, mediante el proyecto MONICA

de la OMS6 se estableció una prevalencia de obesidadsuperior al 10%, siendo mayor en los países de lacuenca mediterránea que en los países del Norte yOeste de Europa. En España, los datos vislumbraníndices de obesidad similares a los del resto de paíseseuropeos7. Así, el estudio IEFS permitió estimar unaprevalencia de obesidad para el conjunto de lapoblación española entre 25 y 60 años del 13,4%. Laincidencia es diferente según edad, género y nivelsociocultural siendo más frecuente en mujeres que enhombres y en niveles sociales y económicos bajos, deacuerdo con el documento de consenso de la SEEDO8.

Obesidad, metabolismoenergético y medida de laactividad físicaCM. López-Fontana*, MA. Martínez-González**, JA. Martínez*.

REVISIÓN CLÍNICA

Correspondencia: Dr. J. Alfredo MartínezUniversidad de NavarraDpto. Fisiología y NutriciónC/ Irunlarrea, s/n - 31008 Pamplonacorreo-electrónico: [email protected]

López-Fontana CM. et al; Obes Bas Clin 2003; 1(1):34-43

Figura 1. Balance energético: Ingesta y componentes del gasto.

GE: gasto energético; ETD: efecto termogénico de la dieta.

*Departamento de Fisiología y Nutrición. **Departamento de Epidemiología y Salud Pública. Universidad deNavarra.31008 Pamplona.

Obesidad Básica y Clínica 35

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alimentos y las bebidas de la dieta (figura 1).El balance energético atiende a las leyes de latermodinámica y se expresa según la siguienteecuación3,9.

Balance energético=energía ingerida–gasto energético

En situaciones de equilibrio, el ajuste entre la energíaingerida con los alimentos y el consumo calórico diariose alcanza a través de diferentes mecanismoshomeostáticos (figura 2), que controlan con granprecisión el apetito y el gasto energético, evitandograndes fluctuaciones en el peso y adiposidad corporala lo largo del tiempo y, por lo tanto, la desnutrición yla obesidad9,10. En la regulación del peso y lacomposición corporal también intervienen procesosde control metabólico, de la termogénesis yadipogénesis por medio de señales aferentes yeferentes5 (figura 2). En este sentido, la obesidad sedefine como un trastorno metabólico crónicocaracterizado por la existencia de un balanceenergético positivo prolongado a lo largo del tiempo,que conduce a un depósito graso más elevado delque se considera como referencia (figura 1). Así, laobesidad es el resultado, básicamente, de un aumentodel aporte de macronutrientes y/o una disminucióndel gasto energético11 en relación con las demandasdel organismo.

Ingesta energética.La regulación de la ingesta energética parece ser undeterminante importante del mantenimiento delequilibrio energético en personas jóvenes de pesocorporal normal 10. La ingesta alimentaria es, en parte,un acto voluntario regulado por la corteza cerebral,en los núcleos arqueado y paraventricular situados

en el hipotálamo ventromedial, que está sometido adiversas influencias sociales, culturales y genéticas12,13.El complejo mecanismo de regulación de la ingestacalórica incluye impulsos tanto negativos comopositivos que engloban el grado de distensión gástricae intestinal, los efectos de los nutrientes y sus reservas,las consecuencias de las señales producidas en elmetabolismo hepático y las producidas por lospéptidos y hormonas liberados en el tractogastrointestinal o en el cerebro5. Al hipotálamo llegandiversas señales o estímulos nerviosos por vías vagalesy catecolaminérgicas, y diferentes señales hormonalesque se traducen, a su vez, en la liberación de péptidosque afectan al apetito e influyen sobre el sistemanervioso autónomo y el eje hipotálamo-hipofisario11.Las alteraciones en la regulación de la ingesta calóricatienen un papel importante en la fisiopatología de laobesidad humana, aunque en un grado muy diversoentre los pacientes obesos5. Otro factor a tener encuenta, en la regulación de la ingesta calórica es elcontenido de los alimentos en los diferentesmacronutrientes así como la influencia del grado depalatabilidad y el poder saciante de los alimentos5,11.

Gasto energético.El organismo tiene unas necesidades energéticasdestinadas a mantener las funciones vitales, elcrecimiento y el nivel apropiado de actividad física14.La energía ingerida a través de los alimentos no esaprovechada en su totalidad, ya que aproxima-damente un 5% se pierde con las heces, la orina y elsudor; el resto es lo que se considera energíametabolizable. Esta energía va a ser destinada yutilizada por el organismo para el metabolismo basal,la actividad física y el efecto termogénico de losalimentos15,16, fundamentalmente (figura 1).

Obesidad, metabolismo energético y medida de la actividad física

Figura 2.Regulación homeostática delpeso y composición corporal

BALANCE ENERGÉTICO.

Las funciones vitales delorganismo requieren un deter-minado gasto energético9, quedebe ser compensado por el valorcalórico apor tado por los


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Metabolismo basalEl metabolismo basal (MB) constituye el 60-75 % delgasto energético diario total. La tasa metabólica basal(TMB) es la fracción del gasto energético consumidapor un sujeto que está acostado, en reposo físico ymental, tras 12 horas de ayuno y en condiciones deneutralidad térmica10,17.Las necesidades energéticas debidas a la tasametabólica basal se explican por la necesidad demantenimiento de procesos vitales como larespiración, la circulación sanguínea, la síntesis deconstituyentes orgánicos, el bombeo de iones a travésde las membranas, el mantenimiento de latemperatura, etc.18 Varios factores influyen en elmetabolismo basal como el tamaño corporal, ladistribución de la masa magra y grasa, la edad, el sexo,situaciones especiales como embarazo, fiebre, algunasenfermedades, factores genéticos, actividad delsistema nervioso simpático y la función tiroidea15,19,entre otros:-El tamaño y la composición corporal: las personas

de talla más grande tiene tasas metabólicas mayoresque las de menor corpulencia18. El principal factorindividual que determina el consumo de energía enreposo es la masa libre de grasa o masa magra20. Lamasa libre de grasa es el tejido metabólicamenteactivo en el organismo, de manera que gran partede las variaciones en el consumo de energía enreposo son explicables por variaciones en la masamagra21.

-La edad: la pérdida de la masa magra a medida queavanza la edad se relaciona con una disminuciónen la tasa metabólica en reposo, contribuyendo entreun 2 a 3% en la disminución por decenio despuésde la edad en que la persona se convierte en adulto.Estas modificaciones en la composición delorganismo con la edad se atenúan con el ejercicio,el cual ayuda a mantener una mayor masa corporalmagra y, por tanto, una tasa metabólica en reposomás alta22.

-El genero: las diferencias entre hombres y mujeresen la tasa metabólica se atribuyen principalmente adiferencias en el tamaño y la composición corporal21.Las mujeres, que generalmente tienen más grasaen proporción al músculo que los varones, muestrantasas metabólicas del orden aproximado del 5 al10% menores que los varones de peso y tallasimilares18.

-El ciclo menstrual y embarazo: la tasa metabólica delas mujeres adultas fluctúa con el ciclo menstrual,estimándose un promedio de 359 kcal/día dediferencia en la tasa metabólica basal entre su puntobajo, más o menos una semana antes de la ovulación

en el día catorce, y su punto alto, justo antes de quecomience la menstruación. El aumento medio en elconsumo de energía es de cerca de 150 kcal/díadurante la segunda mitad del ciclo menstrual18.Durante el embarazo, la tasa metabólica en reposoparece disminuir en las primeras etapas, en tantoque en las fases más adelantadas aumenta la tasametabólica (del orden del 10-15% por cada kg deincremento de peso) por los procesos de crecimientouterino, placentario y fetal y por el mayor trabajocardiaco de la madre23.

-El balance neuroendocrino: el estado hormonal ejerceun efecto en la tasa metabólica, en particular entrastornos endocrinos, como el hipertiroidismo y elhipotiroidismo, en los que aumentan o disminuyen,respectivamente, las demandas de energía. Laestimulación del sistema nervioso simpático, comola que se presenta durante la excitación emocionalo el estrés, incrementa la actividad celular al liberaradrenalina, que actúa directamente favoreciendo laglucogenólisis9. Otras hormonas como el cortisol,la hormona del crecimiento y la insulina tambiéninfluyen en la tasa metabólica18.

-Situaciones febriles: la fiebre aumenta la tasametabólica en casi un 7% por cada grado deelevación en la temperatura corporal por encimade los 35,5º C, y en un 13% por cada grado superiora los 37ºC10,18.

-Ejercicio físico: los atletas con más desarrollo muscularmuestran un aumento de cerca de 5% en elmetabolismo basal respecto a lo observado enindividuos no atléticos, en virtud de su mayor masalibre de grasa. El ejercicio habitual no ocasiona unaestimulación prolongada importante de la tasa

REVISIÓN CLÍNICA

Figura 3. Porcentaje de individuos que destinan másde tres horas a estar sentados en un día laboral típicode la semana en la Unión Europea.


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metabólica por unidad de tejido activo, pero síorigina una tasa metabólica del 8 al 14% más altaen los varones con actividad moderada y alta,respectivamente, debido a la mayor masa magracorporal16,24. Estas diferencias al parecer estánrelacionadas con el individuo y no con la actividadpropiamente dicha.

Efecto termogénico de la dietaEl efecto termogénico de los alimentos (ETD)constituye la fracción más pequeña del gastoenergético total; en una dieta mixta no supera el 10%del gasto energético total y varía con la composicióny el tamaño de la comida10,11.El ETD consta de dos componentes: el obligatorio yel facultativo o adaptativo. El componente obligatoriorepresenta el 60-70% de la respuesta térmica total yse debe al coste energético necesario para la digestión,absorción, distribución y almacenamiento de losnutrientes ingeridos. El sistema nervioso parasimpáticocontrola este componente en todas aquellas fases enlas que el organismo asimila los nutrientes. Elcomponente facultativo o adaptativo viene moduladopor el sistema nervioso simpático y supone el 30-40%del ETD10.La valoración del efecto termogénico de un alimentoo dieta se fundamenta en estimar el incremento delgasto energético sobre el nivel basal durante las 4-6horas siguientes a su ingestión, normalmente con unequipo de calorimetría indirecta3.El efecto térmico del alimento varía según lacomposición de la dieta, siendo mayor tras el consumode hidratos de carbono y proteína que de grasa. Estose atribuye a la ineficacia metabólica delprocesamiento de los carbohidratos y la proteína encomparación con las grasas 25. Los lípidos sealmacenan con eficiencia, con un desperdicio de sóloel 4%, en comparación con una perdida de 25%cuando el hidrato de carbono es convertido en grasapara su almacenamiento. Estos factores puedencontribuir a que la grasa dietética favorezca laobesidad26, lo cual queda corroborado por lacircunstancia de que el ajuste de la oxidación de lagrasa ingerida parece ser más lento en sujetos obesosque en delgados27,28. Adicionalmente, parece ser queaquellos individuos genéticamente predispuestos a laobesidad podrían presentar una oxidación lipídicaalterada en situaciones de postobesidad29,30. Por tanto,el ajuste individual entre la composición de la mezclade sustratos oxidada y la distribución demacronutrientes de la dieta podría jugar un papelcrucial para permitir la estabilidad del peso a corto ylargo plazo31,32.

Los alimentos condimentados favorecen y prolonganla acción del efecto térmico del alimento. Las comidascon chile y mostaza incrementan considerablementela tasa metabólica en comparación con las comidassin especias, y este efecto se prolonga por más de 3horas33. El frío, la cafeína y la nicotina tambiénestimulan el efecto térmico del alimento. La cantidadde cafeína de una taza de café (100 mg), si se ingierecada dos horas durante 12 horas, aumenta el efectotérmico del alimento entre un 8 y un 11 % sobre elnivel basal34. La nicotina ejerce un efecto similar18.

Actividad físicaLa energía consumida durante la actividad física es elcomponente más variable del consumo total deenergía. Este componente del gasto energético fluctúadesde un mínimo del 10% en la persona confinadaen una cama hasta más del 50% del consumo totalde energía en deportistas. La energía consumida enlas actividades físicas incluye la que se gasta con elejercicio voluntario, así como la que se consumeinvoluntariamente en actividades y el controlpostural35,36.El coste energético de la actividad física depende defactores como la composición corporal, la intensidady duración del ejercicio, así como de la eficacia netadel trabajo. Por otra parte, la actividad física pareceguardar una relación inversa tanto con la edad (figuras3, 4 y 5) como con la adiposidad11,16.La energía consumida durante la actividad físicatiende a disminuir con la edad, una tendencia que serelaciona con una declinación en la masa libre de grasay un aumento de la masa adiposa. Los varones, porlo general, destinan más energía durante lasactividades físicas que las mujeres, sobre todo a causade su mayor tamaño corporal y masa libre de grasa18.


Figura 4. Porcentaje de individuos que caminanmenos de 1h/día en la Unión Europea


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El ejercicio físico puede aumentar el consumo deoxígeno después de cesar la propia actividad, duranteperíodos que varían desde unos minutos hasta 24horas según la intensidad de la actividad física y elgrado de entrenamiento35. Esta respuesta post-ejercicioparece tener efecto en las tasas de oxidación de lossustratos metabólicos y podría favorecer balancesenergéticos y de grasa negativos. Así, la actividad físicaparece tener la capacidad de aumentar la oxidaciónde grasa y de disminuir la ingesta tanto energéticacomo lipídica en la fase posterior al ejercicio37.La realización de ejercicio físico o el incremento de laactividad física cotidiana es capaz de aumentar el gastoenergético total, al incrementar el gasto secundario ala actividad física voluntaria. Sin embargo, los sujetosobesos suelen presentar una gran dificultad pararealizar ejercicio físico, ya que presentan un bajo nivelde entrenamiento y con frecuencia padecen problemasosteoarticulares11,18.Los resultados disponibles sugieren que una situaciónde sedentarismo, evaluada a través de distintasestimaciones como horas sentado en tiempo de ocio,intensidad de la actividad física, etc., es un importantefactor de riesgo de obesidad39,40,41 (Figura 6), aunqueuna menor respuesta termogénica a la ingesta ymenores tasas de metabolismo basal también puedentener un impacto sobre la ganancia de peso9,42.Además, datos transversales han encontrado algúntipo de asociación entre la actividad física en el tiempode ocio (inversa) o el tiempo destinado a estar sentado(directa) con el índice de masa corporal41. Así unabaja participación en actividades deportivas, unaausencia de interés en participar en la actividad físicay un alto número de horas de permanencia sentado

en el trabajo son predictores significativos de laobesidad40 (Figura 6).Las estimaciones relacionadas con la evolución deactividades sociales y el empleo de equiposelectrodomésticos entre 1950 y 1990 señalan que loshombres y mujeres realizan ahora mucho menosejercicio que hace una generación (Tabla 1).Actualmente, pocas ocupaciones serían clasificadascomo muy activas en relación a varias decenas deaños atrás4. Estos datos, sin embargo, no ofrecen unaexplicación sobre si existe una relación causa-efectoentre la asociación inversa del IMC y la actividad física,dificultando el conocer si los obesos son menos activosa causa de su obesidad o si su sedentarismo causa laobesidad36,43,44. Algunas informaciones complemen-tarias sobre las tendencias en el gasto energéticomuestran que los niveles crecientes de prevalencia deobesidad se deben a modelos de reducción de

REVISIÓN CLÍNICA

La energía consumida durante la actividad física es elcomponente más variable del consumo total de energía.

Figura 5. Porcentaje de individuos que no practicanningún tipo de actividad física/deporte en la Unión Europea.

Figura 6. Riesgo de obesidad asociado a sedentarísmo


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actividad física y de aumento de las conductassedentarias en diversas poblaciones4,21.Otros estudios y cuestionarios, utilizando indicadoresindirectos de actividad física como horas dedicadas aver la TV45,46, número de coches por hogar47 y númerode horas sentado durante el tiempo de ocio7,42, señalanque la reducción del gasto energético podría ser undeterminante importante de la evolución de las tasasde obesidad en la actualidad48,49,50.

MÉTODOS DE VALORACIÓN DE ACTIVIDADFÍSICA.

La actividad física habitual en adultos ha sido asociadaa un menor riesgo de enfermedades coronarias51,diabetes52, osteoporosis53 y ciertos tipos de neoplasia54.Además, el ejercicio físico tiene efectos beneficiosossobre indicadores fisiológicos importantes como latolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina,el peso corporal y la tensión arterial55,56. Por estasrazones, fomentar la actividad física en la poblaciónsedentaria es de vital importancia para la saludpública57.Actualmente, se estima que entre un 54% y 60% delos adultos americanos son insuficientemente activospara obtener beneficios en su estado de salud y un25% son completamente inactivos o sedentarios58. Apesar de que se puede caracterizar la población engeneral, es muy difícil conocer los patrones deactividad física de cada segmento de la población59,y cuando se trabaja con grupos que son consideradossedentarios (obesos, mujeres, diabéticos tipo 2), losprofesionales de la salud presentan grandes

dificultades para poder cuantificar los niveles deactividad física debido a la falta de un método demedida patrón o de referencia60.Un instrumento de medida de la actividad físicaapropiado y validado es un verdadero desafío, ya quela contribución relativa de cada uno de suscomponentes (actividades ocupacionales, deportes,recreación y actividades de la vida cotidiana comocomer, aseo, etc.) puede variar considerablementeentre individuos y poblaciones. Además, la valoraciónes aún más complicada debido a que existendimensiones de la actividad física relacionada con lasalud como el gasto calórico, la intensidad aeróbica,la oxidación de nutrientes, la flexibilidad y la fortalezade cada individuo61. Por lo tanto, la dificultad en ladefinición de la calidad y precisión en la determinación


Un alto número de horas de permanencia sentado en el trabajo

es un predictor significativo de la obesidad.Tabla 1. Evolución de la energía destinada a diferentesactividades entre 1950 y 1990.


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de algunas de estas dimensiones limitan la posibilidadde detectar asociaciones significativas entreenfermedades como la diabetes o la obesidad con elsedentarismo62.En la actualidad, existen métodos directos e indirectospara la determinación de la actividad física y/o el gastoenergético total (tabla 2). Los métodos directosincluyen: calorimetría, agua doblemente marcada,acelerómetros, registro diario de actividades, etc.61,62

Los métodos indirectos incluyen medicionesmetabólicas, del estado físico, antropometría,frecuencia cardíaca, cuestionarios autodefinidos yencuestas60,63.Estas herramientas de evaluación han sido utilizadaspara medir varias dimensiones y atributos de laactividad física y muchos métodos se han focalizadoen la cantidad de energía gastada64. Las ventajas ydesventajas de cada uno de ellos depende de lapoblación a estudiar y de los objetivos que se deseanalcanzar (tabla 2).El cuestionario autodefinido de actividad física espráctico para la obtención de datos en muestras detamaño muy grande, siendo de gran utilidad para elestudio y seguimiento de poblaciones. Este

instrumento puede ser ajustado con el fin de obtenercomportamientos y hábitos de actividad física enadultos sedentarios, pero puede resultar difícil evitarlos sesgos propios del recordatorio y los efectos delos niveles mínimos de frecuencia utilizados para cadapregunta60. Por ello, este método tiene un valorlimitado en proyectos que requieren gran precisióncomo los ensayos clínicos, evaluación de programas,etc.63

La magnitud de la actividad física puede calcularseasignando equivalentes metabólicos (METs) a cadaactividad reflejada en los cuestionarios de actividadfísica40. Los METs representan la cantidad de energíaempleada por el organismo durante la realización deuna actividad física respecto a la empleada estandosentando y en reposo, en una determinada unidadde tiempo. Un MET viene aplicándose a un consumode oxigeno de 3,5 ml por kilogramo de peso y porminuto. Para estimar la cantidad total de actividadfísica en una semana (METs-horas) se multiplica elnúmero de horas semanales dedicadas a unadeterminada actividad por la asignación deequivalentes metabólicos específica de esa actividad.Por último, sumando los METs-hora correspondientesa todas las actividades durante una semana se obtiene

REVISIÓN CLÍNICA

Tabla 2. Métodos directos e indirectos de evaluación de la actividad física.


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globalmente la cantidad de METs-horas/semana decada participante en el estudio.Entre los métodos directos, el acelerómetro triaxial esuno de los índices más precisos de evaluacióncuantitativa de la actividad física en la poblacióngeneral y en sujetos obesos sedentarios3,16. Losacelerómetros permiten detectar tanto la frecuenciacomo la velocidad de los movimientos en tresdimensiones. Este método es especialmente útil paraestudios de gran precisión y para validación demétodos indirectos de estimación de actividad física63.Los estudios epidemiológicos generalmente utilizanmediciones subjetivas, como los cuestionarios, paraevaluar la actividad física de una población. Loscuestionarios de actividad física son apropiados paraestudios poblacionales porque son prácticos, fiables,no influencian la respuesta del encuestado y puedenser diseñados para cada población en particular62. Losmétodos objetivos son más precisos en la medida,pero no son prácticos para estudios epidemiológicos,por lo tanto, solo pueden ser utilizados para validaciónde otros métodos o para ensayos clínicos62, 65. Porúltimo, los estudios de validación de métodos son degran importancia porque permiten garantizar lafiabilidad y la calidad de la evaluación de la actividadfísica.

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obesidad, metabolismo energetico y medida de la actividad fisica by sil-dimrödel

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