Las proteínas corporales se sintetizan y degradan continuamente (1). El recambio estimado es de ∼210 g/día (2). Los aminoácidos resultantes de la degradación de las proteínas pueden ser reciclados (reutilizados para la síntesis), pero esto es incompleto. Por lo tanto, la proteína dietética es necesaria para el mantenimiento de la masa corporal magra. Además, las proteínas alimentarias son necesarias para reemplazar las proteínas perdidas por la muda de piel, pelo, uñas, células del tracto gastrointestinal y secreciones que contienen proteínas. Sin embargo, se estima que las pérdidas reales son de sólo 6-8 g/día (3).
En general, se informa de que se necesitan aproximadamente ∼32-46 g de proteína dietética de alta calidad/día para mantener el equilibrio proteico (2). Esto es considerablemente menos que las cantidades de proteína que, según se informa, consumen los adultos estadounidenses (∼65-100+ g/día) (4). El exceso de aminoácidos derivados de los alimentos se oxida entonces como combustible de forma directa o indirecta tras su conversión en glucosa.
En 1915, utilizando un preparado de perro clorado, Janney (5) demostró claramente que los aminoácidos desaminados (esqueletos de carbono) presentes en las proteínas de la dieta podían utilizarse para producir glucosa de forma endógena. En el caso de las proteínas más comunes, se pueden obtener entre 50 y 80 g de glucosa a partir de 100 g de proteínas ingeridas. Sin embargo, ya en 1913, Jacobson (6) informó de que la ingestión de proteínas no elevaba la glucosa en sangre.
Más tarde, en 1924, MacLean (7) alimentó con 50 g de proteínas cárnicas a dos sujetos, uno con y otro sin diabetes leve. La cantidad teórica de glucosa que se podía producir era de 25 g. Sin embargo, no hubo ningún cambio en la glucosa sanguínea. A continuación, alimentó a los sujetos con 25 g de glucosa y la glucosa en sangre se elevó claramente. En 1936, Conn y Newburgh (8) informaron de que la ingestión incluso de una cantidad muy grande de proteínas como la carne (1,3 libras, 0,59 kg), no elevaba la glucosa en sangre.
Por consiguiente, se dilucidaron las vías de degradación de cada aminoácido. De los 20 aminoácidos que se encuentran en las proteínas, todos menos la leucina podían, al menos en parte, convertirse en glucosa y contribuir así a la reserva de glucosa circulante. Sin embargo, los datos de muchos laboratorios, incluido el nuestro, confirmaron que las proteínas ingeridas per se no aumentan la concentración de glucosa circulante (9,10). La razón de esto seguía siendo desconocida.
Para abordar esta cuestión, hace varios años (11) determinamos la cantidad real de glucosa que entraba en el pool de glucosa circulante utilizando una técnica de dilución de isótopos de glucosa. Se determinó la formación de urea como índice de la cantidad de proteína ingerida desaminada, y los esqueletos de carbono disponibles para la síntesis de glucosa. Los sujetos normales y jóvenes ingirieron 50 g de proteína de requesón (caseína). Se calculó que 34 g fueron desaminados (68%) durante las 8 h del estudio. La cantidad de glucosa producida y que entró en la circulación fue sólo de 9,7 g (11). Por lo tanto, la cantidad de glucosa producida fue considerablemente menor que la cantidad teorizada (∼25 g). La concentración de glucosa en plasma no cambió.
Más tarde, en personas con diabetes de tipo 2 no tratada, se calculó que la ingestión de 50 g de proteína de vacuno daba lugar a sólo 2,0 g de glucosa adicional añadida a la circulación durante el período de estudio de 8 horas (12). Estos resultados fueron bastante sorprendentes porque, como se esperaba, la tasa de producción basal de glucosa en los sujetos diabéticos era mayor que la de los sujetos jóvenes normales (13-15).
Interesantemente, numerosos estudios han demostrado ahora que el suministro de cualquiera de los sustratos gluconeogénicos comúnmente ingeridos, la fructosa, la galactosa, el glicerol, así como los aminoácidos, cuando se infunden o se ingieren no aumentan, o sólo modestamente, la producción hepática y la liberación de glucosa (16) y tienen poco efecto sobre la concentración de glucosa circulante. Esto se debe a un proceso autorregulador hepático que es independiente de un cambio en las concentraciones circulantes de insulina o glucagón (17,18).
En este número de Diabetes, Fromentin et al. (19) han abordado con elegancia la cuestión de la partición endógena de los aminoácidos absorbidos derivados de una proteína alimentaria (huevo). En concreto, abordan la disposición de los esqueletos de carbono derivados de los aminoácidos totales y la tasa de aparición y la cantidad de glucosa que entra en el pool plasmático a lo largo de un periodo de 8 horas utilizando la tecnología multitrazador.
Su estudio es único en cuatro aspectos: En primer lugar, se utilizaron huevos enteros como fuente de proteínas, es decir, se ingirió una modesta cantidad de grasa además de proteínas. En segundo lugar, la cantidad de proteína ingerida (23 g) fue inferior a la utilizada por otros y se encuentra dentro de la cantidad que probablemente se ingiere en una sola comida. En tercer lugar, se utilizaron trazadores de isótopos estables de carbono y nitrógeno derivados de la dieta. De este modo, se rastreó tanto el destino de la fracción amino como el de las cadenas de carbono de los aminoácidos. Este etiquetado se realizó añadiendo aminoácidos doblemente marcados a la dieta de las gallinas ponedoras. En cuarto lugar, se animó a los sujetos a ingerir una dieta definida que contenía un 14% de proteínas durante 5 días antes del estudio.
Los autores calcularon que ∼18 g (79%) de los 23 g de proteína ingerida podían ser contabilizados por desaminación; por lo tanto, esos esqueletos de carbono estaban disponibles para la gluconeogénesis y la liberación de nueva glucosa en la circulación. El resto, presumiblemente, se utilizó para la nueva síntesis de proteínas.
Se calculó que la cantidad total de glucosa que entró en la circulación desde todas las fuentes fue de 50 g durante el período de 8 horas. Sin embargo, sólo 4 g (8%) pudieron atribuirse a la proteína ingerida. Esto fue menos que el máximo teórico, pero como señalan los autores, la conversión fraccional fue la misma que determinamos anteriormente tras la ingestión de caseína (11). Esto sugiere un proceso altamente regulado. El carbono restante de aminoácidos desaminados apareció como CO2, es decir, fue oxidado como combustible directamente.
Los datos son convincentes, pero deben interpretarse en el contexto de la falta de un grupo de control aleatorizado, cruzado y en ayunas de 8 horas. Además, los sujetos tenían un balance de nitrógeno negativo (31 g de proteína oxidada/23 g ingeridos). Sería interesante realizar estudios adicionales utilizando mayores cantidades de proteínas en sujetos adaptados o no adaptados a una dieta alta en proteínas (∼30% de la energía alimentaria).
En general, estos datos indican claramente que la producción endógena y la adición de glucosa a la circulación a partir de las proteínas de la dieta son relativamente pequeñas. Los mecanismos reguladores que controlan la partición del destino de los aminoácidos derivados de los alimentos entre la síntesis de nuevas proteínas, la desaminación, la oxidación directa como combustible o la conversión en glucosa y la liberación de glucosa a la circulación están por determinar.