La fisiología de la quema de grasa involucra una serie de procesos bioquímicos sobre cómo el cuerpo utiliza las grasas como energía. Esto tiene un impacto directo en la regulación del peso corporal y en el rendimiento deportivo, particularmente en actividades de resistencia. En este artículo, desgranamos cómo el cuerpo descompone las grasas y las “quema” así como los factores que pueden influir en que este proceso se lleve a cabo.
Tabla de contenidos
Fisiología de la quema de grasa
La grasa es una reserva de energía
Como si de un mecanismo de supervivencia se tratase, nuestro organismo almacena grasa formando una reserva para futuros momentos en los que la ingesta calórica sea baja o en caso de necesitar una energía adicional al hacer alguna actividad física de forma prolongada. La grasa corporal es almacenada en forma de triglicéridos que se encuentran dentro de unas células que actúan como “almacenes de energía” denominadas adipocitos y que conforman el tejido adiposo del cuerpo. El hígado tiene un rol muy importante en la síntesis de ácidos grasos, ya que ante el exceso de energía ingerida, tiene la capacidad de convertir el excedente en triglicéridos, que serán posteriormente almacenados en el tejido adiposo en forma de adipocitos.
Este tejido adiposo se distribuye en diferentes partes del cuerpo. La principal reserva es la grasa subcutánea (justo debajo de la piel), también como grasa visceral (rodeando los órganos vitales), con pequeñas cantidades en el músculo conocidos como triglicéridos intramusculares y, en algunos casos, en el hígado (pudiendo desencadenar hígado graso). Si quieres saber más sobre los mecanismos fisiológicos mediante los que el organismo almacena la grasa corporal puedes leer el siguiente enlace:
- Cómo se almacena la grasa corporalCómo se almacena la grasa corporal
Tener grasa corporal no es ningún problema, de hecho, necesitamos tener una reserva de grasa corporal. Lo que sí es perjudicial para la salud es tener un exceso de grasa corporal almacenada. El principal factor que desencadena esto es ingerir más energía de la se gasta diariamente y de forma recurrente en el tiempo pero hay más factores que afectan a su almacenamiento. Si quieres saber más sobre ellos te dejo un enlace a continuación:
- 9 causas y factores del aumento de peso y grasa9 causas y factores del aumento de peso y grasa
La grasa no se "quema", se oxida
Habitualmente la gente que está en proceso de bajar de peso habla de quema de grasa como ese proceso para reducir su grasa corporal pero en realidad la grasa no se “quema”. Lo que ocurre en realidad con la grasa corporal es que se “oxida”, es decir, se descompone para poder ser eliminada del cuerpo. En este proceso los triglicéridos se descomponen en ácidos grasos y glicerol gracias a la acción algunas enzimas específicas, lo que se conoce como lipólisis, para que puedan llegar a las mitocondrias y convertirse en energía, en un proceso llamado beta-oxidación (Jeukendrup and Gleeson, 2019).
¿A donde va la grasa que perdemos?
En su mayor parte se exhala en el ciclo respiratorio como dióxido de carbono (CO2) o se elimina como agua. Aproximadamente el 84% de la grasa se exhala como CO2, mientras que el resto se elimina como agua a través del sudor, la orina o las lágrimas. Prácticamente exhalamos todo el peso que perdemos y el restante que se convierte en agua puede ser expulsada a través de la orina, las heces, el sudor, el aliento u otros fluidos corporales (Meerman & Brown, 2014)
Una parte de la energía química de los ácidos grasos no se convierte en ATP de manera eficiente y se convierte en calor (termogénesis) y es importante para la termorregulación del cuerpo. Contribuye a mantener la temperatura corporal y aumenta el gasto energético del cuerpo, ayudando en la quema de grasa y en la regulación del peso corporal.
Cómo el cuerpo quema grasa
- La lipólisis que es la descomposición de los triglicéridos.
- La oxidación de los ácidos grasos para generar energía.
Lipólisis
La lipólisis es el primer paso para la utilización de las grasas almacenadas en el cuerpo como energía al estimular la descomposición de las reservas de grasa. Este proceso es facilitado por enzimas específicas como la lipasa, que rompe las moléculas de grasa almacenadas en los adipocitos (células grasas) para que puedan ser oxidadas en las mitocondrias de las células y convertidas en energía.
Descomposición de los triglicéridos
Ante la necesidad de energía, los triglicéridos almacenados en los adipocitos se descomponen en ácidos grasos y glicerol. Este proceso es llamado hidrólisis porque implica la ruptura de enlaces mediante la adición de agua (H2O). El adipocito contiene enzimas lipasas que rompen los triglicéridos (Jeukendrup and Gleeson, 2019).
La lipólisis es estimulada por el sistema nervioso simpático (SNS), bajo la influencia hormonal de las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), el glucagón y cortisol (Jeukendrup and Gleeson, 2019) y es catalizado por varias enzimas, principalmente la lipasa sensible a hormonas (LSH), donde los enlaces que unen los ácidos grasos al glicerol se rompen. La conversión de la forma inactiva de LSH en la forma activa depende principalmente del sistema simpático sistema nervioso y la adrenalina circulante.
Gluconeogénesis del hígado
El hígado juega un papel crucial en la lipólisis regulando el proceso al producir hormonas como el glucagón y liberar señales que activan la lipasa sensible a hormonas (HSL) necesarios para la movilización de los ácidos grasos, sino también participando en el proceso de gluconeogénesis, que es la producción de glucosa a partir de precursores no glucídicos, como es el glicerol. De este modo, el hígado no solo contribuye a la quema de grasa, sino que también asegura que el cuerpo mantenga un suministro adecuado de glucosa para funciones vitales.
Mientras que los ácidos grasos se oxidan para obtener energía, el glicerol es transportado al hígado, donde se convierte en glucosa a través de la gluconeogénesis.
La gluconeogénesis aumenta en presencia de altas concentraciones plasmáticas de cortisol, epinefrina (adrenalina) y glucagón, mientras que la liberación de insulina tiene el efecto contrario, por ello, en periodos de inanición aumenta pero tras el consumo de carbohidratos disminuye la gluconeogénesis (Jeukendrup and Gleeson, 2019).
Oxidación de los ácidos grasos
La oxidación de ácidos grasos es el proceso por el cual las grasas se descomponen en las mitocondrias, que son como “centrales energéticas” de las células. En esta fase los ácidos grasos primero son transportados a través de la membrana mitocondrial por la carnitina, una molécula clave en este proceso. Una vez dentro, los ácidos grasos pasan por la beta-oxidación, que los descompone en acetil-CoA, el cual ingresa al ciclo de Krebs para producir ATP, CO2 y agua
Movilización y transporte de los ácidos grasos
Después de la lipólisis, una vez que los ácidos grasos y el glicerol se liberan, los ácidos grasos libres son movilizados hacia el torrente sanguíneo (se convierten ácidos grasos libres séricos)
Estos ácidos grasos viajan por la sangre, usualmente unidos a la albúmina (una proteína transportadora), transportados hacia los tejidos donde serán utilizados como energía, pero necesitan ingresar en las mitocondrias para ser oxidados.
Cuantas más mitocondrias tengan las células, mayor será su capacidad para oxidar ácidos grasos y producir energía, lo que optimiza la quema de grasa. La biogénesis mitocondrial, que es el proceso mediante el cual se generan nuevas mitocondrias dentro de las células.
ß-oxidación de los ácidos grasos
La beta-oxidación se encarga de generar acetil-CoA, NADH y FADH₂ a partir de ácidos grasos libres séricos. Su descomposición no sucede de golpe sino en un proceso escalonado, ya que se descomponen de forma progresiva y sistemática en la matriz mitocondrial, en fases donde se eliminan dos carbonos de la cadena del ácido graso en cada ciclo, formando una molécula de acetil-CoA y coenzimas reducidas (NADH y FADH₂) que luego son utilizadas en la cadena de transporte de electrones para la generación de ATP. Este proceso se repite hasta que la cadena de ácidos grasos ha sido completamente descompuesta, liberando varias moléculas de acetil-CoA que ingresarán en el ciclo de Krebs.
Esto ocurre así porque la mayor parte de ácidos grasos que entran en la mitocondria suelen ser de cadena larga, con más de 16 átomos de carbono. Debido a su tamaño, no puede ser oxidada en su totalidad en una sola reacción enzimática. Al dividirla en pequeños fragmentos de dos carbonos (acetil-CoA), se facilita su procesamiento de forma eficiente y controlada, maximizando la producción de energía a lo largo de varios ciclos.
Los ácidos grasos de cadena larga no pueden atravesar libremente la membrana mitocondrial por lo que necesitan la ayuda de la carnitina para ser transportados hacia el interior de las mitocondrias, donde ocurre la oxidación. La carnitina actúa como una “puerta de entrada”, facilitando el transporte de los ácidos grasos a través de la membrana mitocondrial interna mediante el sistema de carnitina-palmitoiltransferasa (CPT I y CPT II). Los niveles de carnitina del organismo determinan cuánta grasa puede ser introducida en la mitocondria y quemada. Si el hígado produce eficientemente carnitina incrementa la quema de grasa.
Los ácidos grasos de cadena corta (menos de 6 carbonos) y de cadena media (6-12 carbonos) no requieren el transporte de carnitina para ingresar a las mitocondrias. Estos ácidos grasos pueden atravesar libremente las membranas mitocondriales sin la ayuda de la carnitina.
Acetil-CoA y su entrada en el ciclo de Krebs:
Cada molécula de acetil-CoA generada por la beta-oxidación entra en el ciclo de Krebs, donde se combina con oxaloacetato para formar citrato. Este compuesto pasa por una serie de reacciones químicas que producen moléculas de NADH y FADH₂, que son transportadores de electrones esenciales para la producción de ATP.
Esos electrones son transferidos a la cadena de transporte de electrones, lo que genera ATP, el principal combustible de las células. Este sistema utiliza esos electrones para crear un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial, que impulsa la producción de ATP mediante la enzima ATP sintasa, convirtiendo la energía almacenada en los electrones en una forma utilizable por las células.
Al final de este proceso, el oxígeno actúa como el receptor final de los electrones, combinándose con los protones para formar agua (H₂O). Este agua es utilizada por el cuerpo para mantener el equilibrio hídrico y la regulación térmica, o se elimina a través de la orina y el sudor
Además, durante el ciclo de Krebs, se libera dióxido de carbono (CO₂) como un subproducto del metabolismo. El CO₂ generado en las mitocondrias es transportado a través de la sangre hasta los pulmones para ser finalmente exhalado el ciclo respiratorio.
A través del ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones se produce ATP (la principal fuente de energía celular), junto con CO₂ y agua como subproductos.
Qué condiciones activan la movilización de las grasas
La hidrólisis de los triglicéridos dentro de los adipocitos, se activa cuando el cuerpo necesita energía adicional. Esto ocurre principalmente bajo tres condiciones clave: el déficit calórico, la demanda energética (como durante el ejercicio), y el ayuno.
Déficit calórico
Estar en déficit calórico es un requisito primordial para activar la movilización de las grasas. Ante la falta de suficiente energía proveniente de la dieta, el cuerpo recurre a las reservas de grasa almacenada para compensar este déficit, lo que resulta en una reducción progresiva del tejido adiposo y la pérdida de peso.
Desde una perspectiva fisiológica cuando se ingiere menos energía de la que se gasta, los niveles de insulina en sangre son más bajos, lo que permite que las enzimas responsables de la lipólisis, como la lipasa sensible a hormonas (LSH), se activen. Esta situación incrementa la cantidad de ácidos grasos libres en la sangre.
Si quieres saber cómo calcular el balance calórico y crear un déficit calórico a través de la dieta y/o el ejercicio, puedes leer el siguiente artículo.
- Cómo calcular el balance calóricoCómo calcular el balance calórico
Demanda energética
La demanda energética se refiere a situaciones en las que el cuerpo requiere un aporte elevado de energía, como durante el ejercicio físico o en actividades que exigen un esfuerzo prolongado. En estas condiciones, el cuerpo recurre a las grasas como fuente principal de combustible cuando las reservas de glucógeno se van agotando (Muscella et al., 2020)
El ejercicio físico, especialmente el aeróbico de larga duración, activa significativamente la quema de grasa, es decir, se emplean triglicéridos como combustible. A medida que estas reservas se agotan, el cuerpo comienza a movilizar los ácidos grasos de los adipocitos mediante la lipólisis. Los ácidos grasos se transportan a los músculos y otros tejidos activos, donde se oxidan en las mitocondrias para generar ATP (Peres et al. 2005; Tsiloulis et al., 2015)
El ayuno
El ayuno prolongado puede llevar a una mayor oxidación de ácidos grasos, ya que el cuerpo depende casi exclusivamente de las grasas como fuente de energía. En respuesta ante la falta de alimentos, el cuerpo comienza a movilizar sus reservas de grasa para mantener un suministro constante de energía, especialmente para los órganos que dependen de la glucosa, como el cerebro.
Fisiológicamente, ante la ausencia de nutrientes por ingesta dietética, los niveles de insulina disminuyen y los niveles de glucagón y adrenalina aumentan. Estas hormonas activan la LSH inicia la lipólisis en los adipocitos. Los ácidos grasos liberados se utilizan como combustible en los tejidos, mientras que el glicerol liberado es llevado al hígado para convertirse en glucosa a través de la gluconeogénesis, que es crucial para mantener los niveles de glucosa en sangre.
Comprender la fisiología de la quema de grasa es solo el primer paso. Si quieres aplicar este conocimiento de manera práctica, explora el siguiente artículo a través del enlace, donde encontrarás estrategias y consejos efectivos para perder grasa de forma sostenible:
- Cómo perder grasa corporal: EstrategiasCómo perder grasa corporal: Estrategias
Conclusiones
- La fisiología de la quema de grasa es un proceso complejo influenciado por factores como el ejercicio, la dieta y las hormonas. Entender cómo el cuerpo moviliza y oxida los ácidos grasos te ayudará a optimizar tus estrategias de entrenamiento y nutrición para alcanzar tus objetivos de salud y bienestar.
- El cuerpo humano necesita una reserva de grasa: La grasa corporal cumple funciones esenciales, como proporcionar energía en períodos de escasez, aislar térmicamente al organismo y proteger los órganos. Aunque es necesario mantenerla en equilibrio, contar con una reserva de grasa es vital para la supervivencia y el funcionamiento adecuado del cuerpo. Esto crea cierta resistencia a la pérdida de grasa.
- Muchas personas piensan que la grasa se pierde al sudar pero grasa se elimina mayormente como CO₂: Durante el proceso de quema de grasa, la mayor parte de los ácidos grasos se oxida y, finalmente, se convierte en dióxido de carbono (CO₂) y agua. Este CO₂ se expulsa principalmente a través de la respiración.
- La lipólisis descompone los triglicéridos almacenados en ácidos grasos libres, que son transportados y oxidados para obtener energía. En la última fase, los ácidos grasos ingresan al ciclo de Krebs en las mitocondrias, generando ATP, CO₂ y agua, lo que culmina en la producción de energía utilizable para el cuerpo.
- Déficit calórico, el ejercicio y el ayuno potencian el uso de las grasas: Cuando el cuerpo se enfrenta a un déficit calórico, aumenta su demanda de energía de las reservas de grasa. Situaciones como el ejercicio intenso o el ayuno intermitente pueden potenciar el uso de las grasas almacenadas como combustible, favoreciendo así el proceso de quema de grasa y ayudando a reducir los depósitos de grasa corporal.
Referencias
Achten J., Jeukendrup AE., 2004. Optimizing fat oxidation through exercise and diet. Nutrition; 20:716-727
González, M., 2006. Implicaciones nutricionales en el ejercicio. López Chicharro, J. and Fernández Vaquero, A., Fisiología del ejercicio. 3rd ed. Madrid: Médica Panamericana., pp.240-278
Hall, J. and Lohmeier, T. 2012. Guyton & Hall, Compendio de fisiología médica. Endocrinología y reproducción. 12ª Edición. Barcelona: Elsevier.
Jeukendrup, A. and Gleeson, M., 2019. Sport nutrition. 3rd ed. Champaign, IL: Human Kinetics.
Lyle McDonald. 2005. El manual de la pérdida de grasa rápida. 1a Ed.
Meerman R, Brown AJ. When somebody loses weight, where does the fat go? BMJ. 2014 Dec 16;349:g7257. doi: 10.1136/bmj.g7257. Erratum in: BMJ. 2014;349:g7782. PMID: 25516540. [PubMed]
Muscella, A., Stefàno, E., Lunetti, P., Capobianco, L., & Marsigliante, S., 2020. The Regulation of Fat Metabolism During Aerobic Exercise. Biomolecules, 10(12), 1699. https://doi.org/10.3390/biom10121699
Peres SB, de Moraes SM, Costa CE, et al., 2005. Endurance exercise training increases insulin responsiveness in isolated adipocytes through IRS/PI3-kinase/Akt pathway. J Appl Physiol 1985. 98: 1037–1043. [PubMed] [Google Scholar]
Tsiloulis, T.; Watt, M.J. 2015. Exercise and the regulation of adipose tissue metabolism. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 135, 175–201.
Referencias de enlaces
Jeukendrup, A. (s.f.). Carnitine: the calims and why it may not work. MySportScience ” https://www.mysportscience.com/post/carnitine-the-claims-and-why-it-may-not-work (Accedido el 8 de Noviembre de 2024).
Jeukendrup, A. (s.f.). The myth of switching to fat metabolism. MySportScience. https://www.mysportscience.com/post/the-myth-of-switching-to-fat-metabolism (Accedido el 8 de Noviembre de 2024).
Educador Físico Deportivo. Graduado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. Colegiado nº 64.218. Máster en Prevención y Readaptación de Lesiones Deportivas en el Fútbol por la UCLM y la RFEF. Máster en Cineantropomería y Nutrición Deportiva por la UV. Técnico Superior en Dietética y Técnico Superior de Fútbol (UEFA Pro). Apasionado del fitness y como deporte futbolero. Tengo la suerte de ayudar a personas a mejorar su salud a través del ejercicio.
