Efectos del Balance de Energía Negativo Progresivo sobre la Tolerancia a la Glucosa, la Sensibilidad a la Insulina y la Función de las Células Beta

Disfunción metabólica, obesidad y diabetes tipo 2 La incidencia de sobrepeso y obesidad ha ido en aumento durante las últimas 2 o 3 décadas en Singapur y se espera que siga aumentando en el futuro. Para el año 2050, se estima que más de la mitad de la población tendrá sobrepeso u obesidad, definida como tener un índice de masa corporal (IMC, calculado como el peso en kilogramos dividido por el cuadrado de la altura en metros) igual o mayor de 25 kg/m2. Es probable que esto sea responsable, al menos en parte, del aumento concomitante de las condiciones comórbidas relacionadas con la obesidad y, en particular, de la diabetes tipo 2. La relación entre el IMC y el riesgo de diabetes tipo 2 en poblaciones de la región de Asia-Pacífico es lineal dentro de un amplio rango de valores de IMC (de ~21 kg/m2 a ~34 kg/m2), de modo que por cada 2 kg/m2 aumento de m2 en el IMC (que corresponde a ~6 kg para una persona de peso normal y estatura promedio), el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 aumenta en ~27 %. En Singapur, se espera que la prevalencia de la diabetes tipo 2 se duplique del 7,3 % en 1990 al ~15 % en 2050, principalmente como resultado del engorde de la población. Sorprendentemente, sin embargo, la prevalencia de diabetes tipo 2 en Singapur es similar a la de los Estados Unidos, aunque la prevalencia de sobrepeso y obesidad (IMC ≥25 kg/m2) es aproximadamente la mitad. Esto corrobora los hallazgos de muchos estudios que demuestran que los marcadores de disfunción metabólica y, en particular, la hiperglucemia, la hiperinsulinemia y la resistencia a la insulina, son muy frecuentes entre los adultos de Singapur, incluso entre las personas que no tienen sobrepeso ni son obesas. Esto probablemente resulte en un mayor riesgo de desarrollar diabetes tipo 2. Estas observaciones subrayan la importancia de la disfunción metabólica independientemente del peso corporal per se.

Efectos metabólicos de la pérdida de peso La patogenia de la diabetes tipo 2 implica resistencia periférica a la insulina (es decir, resistencia de los tejidos periféricos y, en particular, del músculo esquelético al efecto promotor de la absorción de glucosa de la insulina) y secreción inadecuada de insulina de las células beta pancreáticas tras la estimulación de la glucosa, lo que conduce a una hiperglucemia posprandial y en ayunas. La pérdida de peso, lograda como resultado del balance energético negativo crónico inducido por una variedad de formas (restricción de calorías, ejercicio, farmacoterapia, cirugía bariátrica), mejora la función metabólica y se considera la piedra angular de la prevención y el control de la diabetes. Parte del efecto beneficioso de la pérdida de peso podría deberse a la reducción de la grasa corporal total, la grasa intraabdominal y la acumulación de grasa ectópica en órganos metabólicamente activos (p. músculo, páncreas e hígado), sin embargo, las perturbaciones agudas en el equilibrio energético (ya sea positivo o negativo, durante un período de 24 a 72 horas) pueden afectar la acción de la insulina, la función de las células beta y el control glucémico incluso antes de cualquier cambio en el peso corporal o se produce la distribución de la grasa corporal. Por ejemplo, un día de sobrealimentación interrumpe la homeostasis de la glucosa durante 24 horas y dos días de restricción calórica mejora la acción de la insulina. Del mismo modo, el ejercicio también puede conducir a un balance energético negativo y es una intervención muy potente que mejora fácilmente la función metabólica y, en particular, la sensibilidad a la insulina, incluso después de una sola sesión. Sin embargo, se desconoce el grado de balance energético negativo que debe lograrse mediante la restricción calórica o el ejercicio para mejorar la acción de la insulina y la función de las células beta, y la relación dosis-respuesta entre el balance energético negativo y la función metabólica sigue siendo esquiva. Además, la eficacia comparativa de la restricción calórica y el ejercicio para mejorar los mecanismos que regulan la homeostasis de la glucosa (es decir, la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta) no se ha estudiado adecuadamente. Un estudio encontró que para la misma cantidad de pérdida de peso (8-9 % del peso corporal inicial) inducida por una dieta baja en calorías o ejercicio de resistencia, el ejercicio provocó una mayor reducción de la masa grasa, una disminución menor de la masa muscular y condujo a un mayor aumento en la eliminación de glucosa mediada por insulina durante un pinzamiento hiperinsulinémico-euglucémico (en ~30 %), y una mayor reducción en la respuesta total de insulina a una prueba de tolerancia a la glucosa oral (en ~2,5 veces), en comparación con la dieta combinada. pérdida de peso inducida; aunque estas diferencias no alcanzaron significación estadística. Estas observaciones plantean la posibilidad de que, para el mismo balance energético negativo, el ejercicio pueda ser más efectivo que la restricción calórica para mejorar la función metabólica; sin embargo, estos hallazgos son difíciles de interpretar frente a los cambios concomitantes más favorables en la composición corporal y la distribución de grasa. Ningún estudio ha evaluado directamente los efectos del mismo balance energético negativo agudo inducido por la restricción calórica o el ejercicio aeróbico sobre la función metabólica.

En consecuencia, una mejor comprensión de los efectos de la restricción calórica y el ejercicio sobre la sensibilidad a la insulina, la función de las células beta y el control glucémico diario tendrá implicaciones importantes para el diseño de una intervención eficaz en el estilo de vida dirigida a prevenir o controlar la diabetes tipo 2. Con este fin, este estudio tiene como objetivo probar las siguientes hipótesis:

Hipótesis 1: Se plantea la hipótesis de que un solo día de balance energético negativo inducido por la restricción calórica mejora la tolerancia a la glucosa intravenosa debido a la mejora de la función de las células beta sin cambios en la sensibilidad a la insulina. Los investigadores plantean además la hipótesis de que este efecto requiere un balance energético negativo del 20 % y no mejora más con una mayor restricción energética (40 %).

Hipótesis 2: Se plantea la hipótesis de que un solo día de balance energético negativo inducido por ejercicio aeróbico mejora la tolerancia a la glucosa intravenosa debido a una mejor sensibilidad a la insulina sin cambios en la función de las células beta. Los investigadores plantean además la hipótesis de que este efecto requiere un balance energético negativo del 20 % y mejora aún más con una mayor restricción energética (40 %).

Hipótesis 3: Se plantea la hipótesis de que a cualquier nivel de balance energético negativo (20 % o 40 %), la restricción calórica tiene un efecto mayor que el ejercicio aeróbico sobre la función de las células beta, mientras que el ejercicio aeróbico tiene un efecto mayor que la restricción calórica sobre la insulina sensibilidad.