La excreción de energía en la regulación del peso corporal

La obesidad se desarrolla como  resultado de un balance energético positivo sostenido. Esta explicación etiológica supone que el consumo de energía debe exceder a la combustión calórica para que ocurra la ganancia de peso. Sin embargo, no todos los nutrientes ingeridos son absorbidos por el tracto gastrointestinal. Una fracción de los alimentos consumidos terminan siendo excretados por las heces. Más aún, los nutrientes que alcanzan la circulación sanguínea pueden escapar del cuerpo cuando son filtrados a través los riñones. Esta excreción colectiva o pérdida de nutrientes representa un componente que generalmente no se toma en cuenta en la regulación del balance energético. Entonces, concretamente: la ganancia de peso solamente ocurre cuando la cantidad de energía absorbida (y retenida), excede al número de calorías que son oxidadas. El hecho que las calorías de los alimentos puedan “desaparecer” en heces (y orina) es un componente poco estudiado del balance energético. Potencialmente, es también una variable que protege a algunos individuos de la obesidad mientras hace a otros proclives a la ganancia de peso.

   Si la ingesta de alimento excede al gasto de energía, el balance energético se vuelve positivo. Sin embargo, esto es cierto solamente si la cantidad de energía consumida también excede al número de calorías que escapan de la absorción en los intestinos y los macronutrientes que contienen energía que se pierden por los riñones. Aparte de la excreción de energía, las calorías pueden perderse a través de la actividad de termogénesis  no inducida por ejercicio y la  termogénesis inducida por alimentos. La energía remanente, es  decir, la energía que no se pierde o no es desechada termina siendo almacenada como lípidos en el tejido adiposo o como glucógeno en, por ejemplo, el hígado. La pérdida fecal de energía varía entre los individuos, pero aproximadamente 2-10% de la energía total ingerida se pierde en los humanos sanos. En respuesta a la sobre alimentación, una gran pérdida fecal de energía puede disminuir significativamente el balance positivo mientras una pequeña pérdida fecal de energía provoca un aumento del balance positivo.

   Los estudios de sobre alimentación en humanos demuestran que la ganancia de peso varía sustancialmente entre los individuos. En este contexto, un estudio clásico reporta ganancia de peso en el rango de 4,3-13,3 kg en doce parejas de gemelos monocigotos que fueron sobre alimentados con un total de 84000 kcal por un período de 100 días. Recientemente, dos fenotipos humanos han sido propuestos para explicar esta variabilidad. Mientras los individuos “ahorradores” ganan peso fácilmente durante los períodos de superávit de calorías, los individuos “despilfarradores” son menos propensos a la adiposidad a pesar de estar expuestos a un ambiente obesogénico. Los sujetos ahorradores tienden a conservar energía durante la baja alimentación y la sobre alimentación. En consecuencia, ellos tienen una propensión natural para ganar peso  y, adicionalmente, son menos proclives a la pérdida de peso. Por el contrario, los individuos  con fenotipo despilfarrador pierden más energía tanto con un régimen de dieta como cuando comen en exceso.  Por tanto, no solo pierden peso más fácilmente, sino que también ganan peso con más dificultad. Desde un punto de vista evolucionista, el fenotipo ahorrador parece que ha sido ventajoso porque favoreció la supervivencia asegurando energía e incrementando los depósitos de grasa durante períodos de limitada disponibilidad de alimentos.

   Las alteraciones en la disipación de energía, como los procesos que producen calor, tradicionalmente han sido usadas para explicar porque los humanos responden de diferentes maneras a las perturbaciones en el balance energético. Después de varias décadas de investigación, los científicos siguen  debatiendo sobre la extensión en que la ganancia de peso es contrarrestada por un incremento adaptativo en el gasto de energía que excede al esperado por las necesidades obligatorias de una mayor masa corporal. En un estudio reciente,  8 semanas de sobre alimentación (40% por encima de las necesidades energéticas) solamente disparó una inducción de gasto de energía de 23 kcal/24 horas, en promedio. Los investigadores concluyen que la adaptación metabólica no confirió resistencia a la ganancia de peso. Los sujetos con mayor inducción de gasto de energía fueron aquellos que ganaron la mayor cantidad de peso durante la sobre alimentación.  Estos hallazgos apoyan la noción que el incremento adaptativo en el gasto de energía no es un mecanismos protector esencial contra la adiposidad inducida experimentalmente, lo cual sugiere la existencia de otros sistemas de defensa contra la ganancia de peso.

   Un estudio usando bomba calorimétrica demostró que, en promedio, 5% a 0,5% de la energía ingerida se pierde por heces y orina., con una variación interindividual de 2-9% de pérdida de energía por las heces. Durante la sobre alimentación, la pérdida fecal de energía es en promedio de 6% y durante la baja alimentación es de 9% mientras  la pérdida urinaria de energía es, en promedio, 1% y 2%, respectivamente. Estos resultados se corresponden con los resultados de un estudio previo con humanos sin enfermedades de mala absorción que reporta una extracción de 89-99% de  la energía ingerida. Si estos datos son representativos y si las calorías excretadas en las heces durante los períodos de balance energético positivo se correlacionan con la ganancia de peso, la pérdida fecal de energía podría explicar la variación en la ganancia de peso en una gran proporción de la población. En otras palabras,  un importante componente de la resistencia a la obesidad puede estar en la liberación de las hormonas de la saciedad no relacionadas con el intestino y reflejar una menor producción de energía en los humanos delgados.

   Algunos investigadores consideran que la excreción de energía puede ser alta en los individuos con delgadez constitucional (DC). Esta condición se caracteriza por un porcentaje normal de grasa corporal pero con un peso corporal muy bajo (índice de masa corporal <18 kg/m²). Estos individuos reportan un deseo de ganancia de peso y los datos indican que ingieren la misma cantidad absoluta de energía que los individuos con peso corporal normal. Más aún, el gasto de energía total y el gasto de energía en reposo parecen ser similares a los de los sujetos controles cuando se corrigen las diferencias en masa libre de grasa. Los individuos con DC y los controles no difieren en la excreción fecal de grasa, pero  todavía  se desconoce si  la excreción alterada de otros macronutrientes explica parcialmente este fenotipo. Dado que la variación interindividual en la absorción de carbohidratos y proteínas parece  variar más que la absorción de lípidos, sería interesante saber si la pérdida fecal total de energía difiere entre los sujetos EC y los controles. Un estudio  reciente de  análisis metabolómico  de orina de sujetos con EC sugiere que una mayor excreción urinaria de aminoácidos y metabolitos intermediarios puede contribuir a la resistencia a la ganancia de peso.

   Los tratamientos anti-obesidad en humanos, específicamente los desarrollados para excretar energía a través de la alteración de la digestión intestinal de los lípidos (orlistat) o la reabsorción renal de glucosa (inhibidores de SGLT2) muestran modestos, aunque significativos, beneficios sobre el peso corporal. Por otra parte, antes del mayor uso del bypass gástrico en Y de Roux y la gastrectomía en manga vertical, la obesidad severa era tratada quirúrgicamente con bypass yeyunoileal, un procedimiento que incrementa la excreción fecal de energía en un nivel comparable con mala absorción (350-850 kcal/día). Es evidente que la energía metabolizable, o “valor combustible” de los macronutrientes varía entre los individuos. Por otra parte, el contenido de fibra dietética y el procesamiento mecánico de los alimentos afectan la digestibilidad de los alimentos. Adicionalmente, factores como la actividad física, el estrés, la edad y el consumo de alcohol también pueden influir en la cantidad de energía que es extraída de los alimentos. Considerando la evidencia acumulada recientemente, incluyendo las nuevos aportes sobre la pérdida fecal y urinaria de energía, la retención de nutrientes y la excreción de calorías emergen como dos componentes que potencialmente afectan el peso corporal humano.

   En conclusión, la ingesta de alimentos y el gasto de energía son los típicos determinantes  del peso corporal. Sin embargo, las observaciones recientes indican que un tercer, y a menudo olvidado, factor, la pérdida fecal de energía puede influir en el balance energético. La excreción de macronutrientes modula la homeostasis energética y tiene un potencial impacto sobre la propensión a ganar peso.  Sin embargo, la contribución exacta de estos factores no está claramente definida y poco se sabe acerca de la extensión en que la pérdida de energía en heces y orina contribuye a las diferencias fisiológicas entre los fenotipos ahorrador y despilfarrador.

Fuente: Lund J et al (2020). Role of energy excretion in human body weigth regulation. Trends in Endocrinology & metabolism 31: 705-708.