Ritmos circadianos y respuestas adaptativas del ayuno intermitente

En este artículo voy a explicarte algunos aspectos de la fisiología del Ayuno Intermitente. Concretamente, vamos a hablar sobre los ritmos circadianos y sobre respuestas adaptativas como la hormesis.

Esto te ayudará a entender mucho mejor el rango dentro del cual suceden las adaptaciones positivas del ayuno, y el rango en el que pueden suceder las complicaciones de un ayuno mal aplicado.

Es posible que este post te resulte un poco más técnica que las anteriores, pero simplemente lee (o escucha el audio) con atención parándote más en las partes en las que lo necesites, y lo entenderás. Confío en que aprenderás un montón.

Ritmos circadianos

Primero vamos a entender los ritmos circadianos. Los ritmos circadianos son:

Oscilaciones de las diferentes variables y reacciones biológicas, las cuales se producen en intervalos regulares de tiempo.

Existe un oscilador circadiano central o regulador circadiano que se encarga de regular estas reacciones cíclicas y de emitir órdenes a otros reguladores circadianos menores.

En los mamíferos, los osciladores circadianos menores se encuentran de forma individual en cada célula, pero existe un orden jerárquico en la organización de estos osciladores, donde los de jerarquía superior mandan sobre los inferiores.

El oscilador central o principal se encuentra en el Núcleo Supraquiasmático (NSQ), que se encuentra en el hipotálamo medial, es decir, en nuestro cerebro.

Este oscilador central produce los ritmos diarios que establecen la relación entre los estados de “actividad” y de “reposo”, es decir, que produce los ritmos relacionados con nuestra actividad física y el ejercicio, y también genera ritmos asociados con:

• La temperatura corporal central de nuestro cuerpo.
• El ayuno alimentario.
• La producción y las funciones de varias hormonas, como la melatonina, la hormona del crecimiento (GH) y el cortisol, entre otras.

Este oscilador central del Núcleo Supraquiasmático (NSQ) también se sincroniza con el ciclo de “luz-oscuridad” de 24 horas, que se ve estimulado a partir de la luz del ambiente. Esto asegura la adaptación de nuestro organismo al cambio en la duración del día y de la noche que sucede a lo largo del año.

El resto de los osciladores periféricos, que se encuentran en los órganos de forma individual, reciben indirectamente señales de sincronización diarias a través de señales sistémicas, es decir, a través de señales más globales del conjunto de nuestro organismo, como: la temperatura corporal y la producción de diversas hormonas (Ej: glucagón, cortisol).

Las acciones diarias de “alimentación” y de “ayuno” también afectan a estas señales sistémicas, así como a las vías de detección de energía autónomas de las células, por lo que también influencian a estos ritmos circadianos produciendo adaptaciones o alteraciones en ellos.

Por todo esto es por lo que tanto el ciclo de “luz/oscuridad” como el ciclo de “alimentación y ayuno” influyen profundamente en el sistema circadiano (1).

En los diferentes órganos, el oscilador autónomo que se encuentra individualmente en cada célula regula los ritmos diarios de la “transcripción” y la “traducción” de proteínas de un gran número de genes, los cuales, a su vez generan ritmos diarios en el metabolismo celular, en la reparación, en la división celular y en el crecimiento, de una manera específica sobre cada tipo de tejido (2, 3).

Esta coordinación de los tiempos de funcionamiento de diferentes funciones que producen estas células individuales para todo el organismo optimiza la condición física.

Las funciones que desempeña el oscilador circadiano sobre la condición física y sobre la esperanza de vida suceden en todas las especies, y esto se ha demostrado tanto en pruebas de laboratorio como en condiciones naturales.

El reloj circadiano también interactúa estrechamente con las vías de detección de nutrientes. Comer de forma frecuente, es decir, sin hacer un período de ayuno programado en algún momento del día, mantiene niveles ligeramente elevados de diferentes indicadores fisiológicos que son característicos del estado de alimentación, y este estado de alimentación constante altera el estado metabólico normal en el cual se producen efectos contra-reguladores de este estado de alimentación, es decir, que al estar constantemente alimentándonos no se producen estos efectos contra-reguladores que sí suceden durante el ayuno.

• Durante el periodo de alimentación, se favorece la actividad de los genes que promueven los procesos anabólicos. En contraste, unas pocas horas de ayuno desencadenan procesos catabólicos y de reparación (4). Paralelamente a esto, diferentes procesos (como las vías AMPK y mTOR) y las vías anabólicas posteriores a estos, aseguran la separación entre los procesos de catabolismo y de anabolismo.

Esta es una descripción básica del mecanismo por el cual la alimentación afecta al reloj circadiano, donde al estar alimentados se diferencian estos procesos de anabolismo y catabolismo que funcionarán paralelamente, a favor de los procesos de anabolismo.

Sin embargo, como puedes entender, las señales de ayuno también afectan el reloj circadiano, y no solo las señales de estas vías de detección de nutrientes, promoviendo procesos de degradación y afectando al estado de energía celular, lo que también produce una serie de estímulos sobre los ritmos circadianos, llegando a afectar a muchos procesos metabólicos.

Como entenderás un poco más adelante en este mismo documento, estos procesos de degradación, o, dicho de otra forma, de estrés oxidativo, que se ven favorecidos al realizar un ayuno, producirán respuestas adaptativas positivas dando lugar a múltiples posibles beneficios que podemos llegar a obtener de realizar estos períodos de ayuno intermitente.

Beneficios de unos ritmos circadianos estables

Hay varias situaciones o “estilos de vida” en los que los ritmos circadianos sufren y se encuentran interrumpidos de forma crónica.

Este es el caso de los trabajadores por turnos, de otros trabajos o estilos de vida que son similares a este trabajo por turnos, y en el caso de personas con trastornos subyacentes del sueño.

Si además tenemos en cuenta que los patrones de alimentación también afectan de forma importante sobre la robustez o estabilidad de los ritmos circadianos, es posible que las personas con “síndrome de alimentación nocturna” que tienden a descontrolar su alimentación durante la noche, o quienes muestren un “trastorno de atracones compulsivos” también puedan tener una alteración de los ritmos circadianos, reforzando incluso alteraciones del sueño, y favoreciendo otros efectos como depresión, ansiedad y desequilibrios hormonales.

Y ya que el patrón de alimentación que siga la persona va a determinar las fases de los ritmos circadianos en los órganos periféricos, el momentoen el que se realice la ingesta de alimentos probablemente tendrá un impacto en el pronóstico de salud.

Pero CUIDADO, no quiero devolver a nadie al talibanismo de que “hay que comer cada X número de horas”, ni que “el ayuno intermitente sea superior a hacer 5 comidas al día” o viceversa.

Simplemente, que comer todos los días a horas drásticamente diferentes y hacer un número de comidas muy diferente, afectará negativamente por ser un patrón errático que desequilibraría los ritmos circadianos.

De esta forma, el seguir un protocolo de Ayuno Intermitente puede ayudar a regular la alimentación en estos casos en los cuales una persona tiene una complicación en su estilo de vida que le impide seguir un patrón de alimentación estable, o lo que es lo mismo, algo que le impide comer día tras día alrededor de unas mismas horas aproximadamente.

Pongamos un EJEMPLO de cómo el Ayuno Intermitente puede utilizarse para equilibrar estos ritmos circadianos relacionados con la alimentación:

• Digamos que una persona trabaja una semana en el turno de mañana, y a la siguiente semana trabaja en el turno de noche. El momento común que en este caso tiene esta persona para poder hacer sus comidas siempre en el mismo horario sería durante latarde. Así, si establece sus comidas en las horas que siempre tiende a tener disponibles a lo largo de su tarde, tendrá estas horas disponibles todos los días para comer todas las calorías y nutrientes que necesita para su objetivo y para tener un patrón de alimentación estable, ayunando el resto del día o tomando únicamente agua o infusiones como el café.

También habría que revisar otros factores como el estrés elevado o el estrés crónico, ya que el estrés favorece este desajuste de los ritmos circadianos y aumentan el riesgo de sufrir ciertos problemas.

Y aunque la alimentación y el descanso nocturno son hábitos o aspectos de la conducta que podemos controlar para influir positivamente sobre los ritmos circadianos, hay procesos que se desencadenan a consecuencia de estos, o incluso que están influenciados por el ejercicio, como la producción hormonal o la temperatura corporal, los cuales ya he nombrado antes, que podrían llegar a influir sobre los ritmos circadianos, y que incluso podrían llegar a verse alterados en algunas patologías, como aquellas relacionadas por trastornos del sueño o algunas otras.

Nosotros nos centraremos en los apartados conductuales que podemos controlar y en la influencia del ayuno en todo esto.

Algunos de los BENEFICIOS asociados a estabilizar los ritmos circadianos son:

1. Disminuye la predisposición a sufrir ciertos tipos de cáncer.
2. Disminuye la predisposición a sufrir de síndrome metabólico.
3. Evita la disminución de las hormonas de la saciedad o las estabiliza (como la leptina o el péptido YY) mejorando la sensación de saciedad a lo largo del día y estabilizándola durante el período de ayuno (aunque esto no sucede en todas las personas).
4. Ayuda a moderar los niveles de glucosa y de insulina post-pandrial (después de las comidas), evitando niveles demasiado elevados en sangre o picos de insulina y de glucosa.
5. Parece disminuir la posibilidad de sufrir obesidad (5) al desarrollar un comportamiento alimentario estable y un ambiente hormonal y metabólico favorable para la buena gestión del hambre. Además, regular los ritmos circadianos también parece favorecer un comportamiento donde la persona tenderá a moverse más y le ayudará a no reducir su gasto de energía diario entre un 12% y un 16% (1).
6. Estabiliza o disminuye la presión arterial media, especialmente en personas con hipertensión.

Aunque ya he explicado en mayor detalle los beneficios relacionados con el Ayuno Intermitente en un artículo anterior, estas son las razones por las que el Ayuno Intermitente puede ser beneficioso para la salud en relación con los ritmos circadianos:

Porque ayudará a las personas que lo necesiten o que lo usen a crear un patrón estable de alimentación, y con ello se obtendrán los beneficios derivados de tener unos ritmos circadianos sólidos.

En este punto tengo que destacar que seguir un patrón estable de alimentación, puede darse con muchas otras formas de distribuir las comidas. Es decir:

Haciendo 3 o 5 comidas distribuidas a lo largo del día también es posible crear un patrón estable de alimentación que permita estabilizar los ritmos circadianos y obtener estos beneficios.

Y en este sentido, el aplicar el Ayuno Intermitente o no aplicarlo dependerá de la elección de cada persona y de que su estilo de vida le permita distribuir sus comidas en un determinado espacio de tiempo disponible o no.

Por eso el Ayuno Intermitente será especialmente útil y beneficioso en personas muy ocupadas o que trabajen por turnos.

Al menos en relación a los ritmos circadianos, ya que también hay otros beneficios del ayuno sobre la salud que podemos obtener, como los relacionados con las respuestas adaptativas o los procesos de hormesis, que te voy a explicar a continuación.

Respuestas adaptativas relacionadas con el ayuno

Hay muchos aspectos del estilo de vida que van a influir sobre los ritmos circadianos y, en consecuencia, sobre la producción de diversas hormonas o sobre el funcionamiento de muchos procesos metabólicos, como, por ejemplo: el patrón entre sueño y vigilia, la duración del sueño nocturno, la actividad física que se realice, la duración de las comidas o la distribución de las comidas.

Hormesis

Un mecanismo importante mediante el cual el ayuno puede proteger contra lesiones y enfermedades en diferentes tejidos es mediante la activación de respuestas adaptativas por el estrés celular, activando procesos basados en Hormesis.

La hormesis es:

el proceso por el cual la exposición a una dosis baja de un agente químico o bien de un factor ambiental que es dañino a dosis altas (como sería el ayuno), induce una respuesta adaptativa y/o un efecto beneficioso en las células o en el organismo.

Existe una gran cantidad de agentes horméticos que pueden desencadenar este tipo de estrés y su consecuente respuesta adaptativa, entre los que se encuentran:

• La radiación.
• El calor.
• Los metales pesados.
• Los antibióticos.
• El etanol o alcohol etílico.
• Los agentes prooxidantes o a favor de la oxidación de sustancias.
• El ejercicio.
• La restricción alimentaria o el ayuno.

Así, durante el Ayuno Intermitente, la exposición de las células a un pequeño grado de estrés favorecerá diversas respuestas adaptativas que nos protegerán contra estresantes más agresivos.

A través de estas respuestas adaptativas, el Ayuno Intermitente ha demostrado mejorar la capacidad de las células para eliminar proteínas y orgánulos celulares que han sido dañados, como las mitocondrias.

Para poner un ejemplo claro:

• Para que suceda el mantenimiento de la masa muscular, es necesario que se produzca autofagia, es decir, las propias células musculares van a descomponer sus propios orgánulos dañados y con las macromoléculas o los “materiales” que obtienen de esta descomposición podrán dar lugar a la remodelación celular de nuevos orgánulos, que dará como resultado el mantenimiento de la masa muscular (6).

Esto es un ejemplo claro de hormesis, como otros casos que se producen durante el Ayuno Intermitente, donde un pequeño daño da como resultado una serie de respuestas adaptativas que combaten este estrés oxidativo, produciendo adaptaciones beneficiosas y protectoras.

Estrés oxidativo

Dicho de forma sencilla:

El estrés oxidativo consiste en un desequilibrio entre las moléculas oxidantes, (principalmente las especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno ERO y ERN) y las moléculas antioxidantes.

Este desequilibrio se decanta a favor de las moléculas oxidantes, lo que genera un ambiente celular en el cual se propiciará el daño oxidante a las biomoléculas, las cuales son: los lípidos, las proteínas y el ADN. Dicho de una forma aún más simple: el estrés oxidativo consiste en favorecer un ambiente donde los lípidos, las proteínas y el ADN sufren daño (7).

La respuesta hormética frente al estrés oxidativo, es decir, las adaptaciones positivas estimuladas por esta agresión, es transitoria, es dinámicay para que pueda tener lugar pueden intervenir la activación o la inactivación de algunas enzimas y la modificación de una gran cantidad de genes, o incluso ambos procesos a lavez (8, 9, 10).

Se ha comprobado que cuando las células de mamíferos (incluyendo las de los humanos) se exponen a dosis bajas de agentes oxidantes, estas modifican los niveles de expresión de los genes que participan en la respuesta hormética durante un tiempo aproximado de 9 h.

Es decir, que, debido a este efecto, la expresión de genes constitutivos, de crecimiento y de proliferación, disminuye durante ese período de tiempo, mientras que la expresión de genes protectores aumenta, permitiendo que las células “adaptadas” o “acondicionadas de manera hormética” sean significativamente más resistentes a un estrés oxidante posterior, incluso durante unas 15ho hasta 30h después del estímulo que haya inducido esa adaptación (11).

Por lo tanto, podría considerarse que la respuesta hormética es similar a una respuesta inmune frente a una vacuna. Aunque, a diferencia de la vacuna, la respuesta hormética no guarda memoria a largo plazo, más allá de las 30h como máximo, y para volver a tener el efecto hormético, esas células u organismos deben volver a exponerse al agente inductor.

En el caso del Ayuno Intermitente, el agente inductor o el “estresante” sería el realizar el ayuno durante un corto espacio de tiempo, de forma que se producirá la respuesta hormética o esa serie de adaptaciones positivas, debido a la corta duración de la “agresión” y el retomar la alimentación después del ayuno.

Te recuerdo, de artículos anteriores, que un ayuno prolongado puede llegar a producir complicaciones, en lugar de generar adaptaciones positivas como en el caso de usar alguno de los protocolos del Ayuno Intermitente.

Es en ese equilibrio donde la respuesta hormética puede hacer su trabajo, y por esto muchas “dietas milagro” donde se ayuna de forma extrema o se recortan demasiado las calorías tienen un riesgo tan alto de producir problemas, y no sería la forma adecuada de aplicar un recorte de calorías para adelgazar ni para mejorar o reforzar la salud.

Resumen general

Esto es todo lo que te quería enseñar en este artículo sobre los Ritmos Circadianos y las respuestas adaptativas relacionadas con el Ayuno.

A modo de resumen y de simplificación, podemos decir que:

• Los ritmos circadianos se encargan de producir una serie de “ritmos” o de órdenes de funcionamiento sobre ciertas funciones metabólicas, enzimáticas y hormonales, y por esto mantener estables estos ritmos, que se ven afectados por diversas variables como la alimentación, el ayuno, el ejercicio, la luz, la oscuridad y el sueño nocturno, entre otras, va a favorecer el buen desarrollo de diferentes procesos y favorecerá un adecuado estado de salud a largo plazo.

Existen patologías por las cuales estos ritmos circadianos van a verse alteradosindependientemente de lo que hagamos, y el tratamiento para estos casos extremos sería principalmente farmacológico. Pero, en la enorme mayoría de los casos, todos podemos influir con nuestros hábitos y con nuestro estilo de vida en cómo se desarrollarán estos ritmos, si positiva o negativamente.

Por otro lado:

• Gran parte de los beneficios relacionados con el Ayuno Intermitente se deben al proceso natural de hormesis y a las adaptaciones positivas que sufrimos frente al estrés oxidativo, es decir, frente a diferentes agresiones que pueden sucedernos desde diferentes vías.

En este caso, realizar ayunos intermitentes, parciales y breves producirá un estrés oxidativo reducido, que será recuperable y que permitirá que se den adaptaciones horméticas, es decir, adaptaciones positivas temporales sobre nuestra salud o sobre nuestro organismo.

Espero que, como mínimo, entendáis bien lo que he descrito en este resumen final, y que os haya ayudado a entender mejor la realidad sobre el Ayuno Intermitente y en qué medida usarlo.

Como os daréis cuenta, un ayuno más amplio o más agresivo no será mejor, si no que será potencialmente negativo en contraposición a hacerlo de forma adecuada. Para crear protocolos de ayuno más adecuados, es para lo que existe la idea del Ayuno Intermitente, pero por eso es necesario que aprendáis a aplicarlo bien y a no caer en errores o en problemas de salud.

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BIBLIOGRAFÍA

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2. Nicolaides, N. C., Charmandari, E., Chrousos, G. P., & Kino, T. (2014). Circadian endocrine rhythms: the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and its actions. Annals of the New York Academy of Sciences, 1318, 71-80. Doi: https://dx.doi.org/10.1111%2Fnyas.12464

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12. Mattson, M. P., Allison, D. B., Fontana, L., Harvie, M., Longo, V. D., Malaisse, W. J., Mosley, M., Notterpek, L., Ravussin, E., Scheer, F. A., Seyfried, T. N., Varady, K. A., … Panda, S. (2014). Meal frequency and timing in health and disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(47), 16647-16653. Doi: https://dx.doi.org/10.1073%2Fpnas.1413965111

13. Patterson, R. E., Sears, D. D. (2017). Metabolic Effects of Intermittent Fasting. Annual Review of Nutrition, 7, 371-393. Doi: https://doi.org/10.1146/annurev-nutr-071816-064634

14. Almeneessier, A. S., Bahammam, A. S., Sharif, M. M., Bahammam, S. A., Nashwan, S. Z., Pandi Perumal, S. R., Cardinali, D. P., … Alzoghaibi, M. (2017). The influence of intermittent fasting on the circadian pattern of melatonin while controlling for caloric intake, energy expenditure, light exposure, and sleep schedules: A preliminary report. Annals of thoracicmedicine, 12(3), 183-190. Doi: https://dx.doi.org/10.4103%2Fatm.ATM_15_17

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📝 A fecha de: 12-02-2019