Homeostasis y Alostasis

Guillermo A. Laich
26/07/2012 09:57

"Los dos mecanismos fisiológicos básicos que nos adaptan al estrés a través de la invariabilidad y la variabilidad respectivamente."

Con el término homeostasis nos referimos al balance o armonía de una serie de sistemas regulatorios fisiológicos que permiten poca variación, como pueden ser la temperatura corporal, el pH, la tensión de oxígeno arterial, la glucosa en sangre, las proteínas, el sodio y el calcio. La estabilidad de nuestro medio interno así como nuestra supervivencia orgánica, se mantiene mediante la manutención de tales valores dentro de unos límites sumamente estrechos. Mantener la homeostasis y optimizar la supervivencia son los dos objetivos primordiales en la adaptación bioquímica de todo organismo biológico.

El concepto de homeostasis estaba vigente hace mas de cien años en los excelentes trabajos del conocido fisiólogo W. B. Cannon. El concepto básico de Cannon sobre la homeostasis nos dice que ante perturbaciones externas, todo organismo pone en marcha una serie de mecanismos biológicos y fisiológicos para conservar o mantener un medio interno virtualmente constante y con muy poca variación.

En términos metabólicos el anterior concepto requiere que tanto la dirección como el flujo de las reacciones metabólicas sean reguladas de manera eminentemente adaptativa. Para comprender este concepto podemos tomar en consideración la regulación de la homeostasis de la glucosa ya que esta requiere tanto de la glucolisis (proceso metabólico catabólico de degradación de la glucosa) como de la glucogenogenesis (proceso metabólico anabólico de reconstitución de la glucosa) - ambas vías poseen direcciones diametralmente opuestas. La glucolisis es el proceso catabólico de diez pasos por el cual la glucosa se convierte en dióxido de carbono y agua, para producir energía en forma de adenosin trifosfato (ATP).

Se denomina metabolismo a las reacciones químicas que suceden en el organismo, donde catabolismo corresponde a la degradación de los nutrientes o desconstrucción de tejidos, y anabolismo al almacenamiento de nutrientes o construcción de tejidos.

La homeostasis se rige por una serie de valores de ajuste que permiten la regulación de un rango muy estrecho de variabilidad y describe mecanismos que mantienen constantes una serie de variables controlables de las cuales depende la vida. En un mundo que cambia rápidamente, las respuestas de nuestro organismo al estrés son fisiológicamente las mismas desde hace millones de años. Nuestra supervivencia depende de que el estrés que padecemos al intentar adaptarnos a una situación específica pueda ser controlado por mecanismos cerebrales, endocrinos, e inmunológicos.

A diferencia de los mecanismos homeostáticos, los mecanismos alostáticos poseen valores de ajuste mucho más amplios. Mientras que en la homeóstasis la continuidad e idoneidad del medio se logra mediante la estabilidad, en la alostasis se logra mediante la inestabilidad y el cambio. Los mecanismos alostáticos son capaces de cambiar dentro de una cierta inestabilidad, a modo de amortiguadores biológicos, para que los sistemas homeostáticos permanezcan estables.

Para comprender este proceso imaginemos que estamos conduciendo un vehículo todo terreno y que transitamos rápidamente por una carretera secundaria que a su vez se encuentra con baches y desniveles y que en general está en muy malas condiciones. Ahora bien, para que el conductor no sea sacudido dándose cabezazos contra el techo y demás estructuras de su habitáculo, el carácter alostático de los amortiguadores absorbe las irregularidades del terreno y permite que el conductor permanezca estable. Esta sería una metáfora más o menos válida para comprender la naturaleza del proceso donde la carga alostática es la carga adaptativa a los desafíos estresantes tanto fisiológicos como psicológicos.

Las respuestas alostáticas más comunes comprometen al sistema nervioso simpático (parte del sistema nervioso autónomo) y al sistema neuroendocrino, liberando catecolaminas (adrenalina, noradrenalina, y dopamina), y cortisol respectivamente. La posterior inactivación hace que estos mecanismos adaptativos vuelvan a sus respectivos niveles basales. Sin embargo, si la inactivación alostática es ineficiente, se producirá una exposición excesiva a las hormonas del estrés durante un prolongado periodo de tiempo, pudiendo resultar en un estrés crónico y nocivo de larga duración.

Por lo tanto, la alostasis y la carga alostática son un especie de eslabón para la protección y la supervivencia al estrés agudo, y sirven para llamarnos la atención sobre las consecuencias adversas que pueden surgir si persiste el estrés agudo y se convierte en crónico. De hecho, el impacto acumulativo que se puede producir como consecuencia de leves disregulaciones sobre los múltiples sistemas corporales puede ser sustancial, aún cuando ellos tengan efectos mínimos sobre la salud y sean individualmente insignificantes.

El estrés, cuando es crónico y prolongado, causa enfermedades. En realidad lo que aumenta el estrés no es tanto el desarrollo de una enfermedad sino el riesgo de que las defensas se vean superadas por la misma enfermedad. Hay algunas enfermedades que provocan un daño lento, sostenido, y acumulativo sobre el organismo, tales como las enfermedades del corazón, el cáncer, y los trastornos cerebrovasculares, entre otras. Gran parte de estas enfermedades de acumulación lenta pueden ser causadas y/o bien agravarse por causa del estrés crónico.

Si la respuesta alostática al estrés es activada repetidamente, o si no se puede desactivar de forma adecuada al final de un hecho estresante, esta se vuelve casi tan nociva como los propios agentes estresantes. Un amplio porcentaje de las enfermedades asociadas al estrés son trastornos derivados de una excesiva y excesivamente prolongada respuesta al estrés, sin la posibilidad de desactivar los procesos alostáticos.

Los agentes estresantes psicológicos y sociales crónicos son un invento relativamente reciente del ser humano ya que el ser humano experimenta emociones muy intensas. Los abusos en la infancia o el desapego, no solo activan las respuestas al estrés, sino que producen un aumento sostenido de la actividad de determinadas neuronas que están hiperactivadas en los pacientes deprimidos. Si tal hiperactividad persiste en la edad adulta, tales neuronas reaccionan enérgicamente incluso ante factores estresantes de poca o baja intensidad. De esta manera cuando se produce una situación de estrés sostenido en la infancia, se producirían una serie de consecuencias neurobiológicas que tendrían repercusiones clínicas en la adolescencia y la edad adulta.

El estrés crónico o sostenido en la infancia produciría una hiperactividad con efectos neurotóxicos en el hipocampo y reducción del volumen de este. En el adulto, se produciría una sensibilización de ciertos circuitos neuronales al estrés con respuestas exageradas al mismo. Tales respuestas se manifestarían con un incremento de la secreción de cortisol lo que produciría modificaciones de los receptores de los glucocorticoides y sería la base etiológica de los trastornos del estado de ánimo y ansiedad.

Es evidente que no todas las depresiones están relacionadas con estrés sostenido en la infancia ni se puede establecer una predisposición genética ya que existen otros mecanismos etiológicos implicados. La depresión ansiosa sería un claro ejemplo de sobrecarga alostática ya que coinciden estrés, ansiedad, y depresión.

En consecuencia este trastorno presenta un aumento de cortisol en el fluido cerebroespinal y un aumento del metabolismo glucosado en la amígdala cerebral. Es común que el cerebro de estos pacientes perciba eventos amenazantes de manera crónica. Esto, a su vez, resulta en una incapacidad también crónica para inhibir el efecto del cortisol sobre la amígdala cerebral.

La respuesta alostática de un ser humano ante un factor estresante no es siempre la misma. De hecho, puede presentarse de dos formas muy distintas. En primer término están los “luchadores o ganadores.” Estos manifiestan una respuesta positiva y activa. En segundo término están los “pasivos o perdedores” que manifiestan una actitud negativa y pasiva.

El modo de respuesta elegido definirá si el sujeto luchará para intentar superar la situación de estrés con menor tendencia a la depresión, como es el primer caso; o bien si se rendirá ante el estrés con mayor tendencia a la depresión, como es el segundo caso. El patrón general que define porqué se elige un patrón u otro depende de la herencia genética, el soporte social, y los patrones de confrontación de cada sujeto.

En los luchadores, el comportamiento se caracteriza por una respuesta alostática activa y de carácter aguda ante el factor estresante. Una respuesta en la cual existe un predominio de la actividad del sistema nervioso simpático. En consecuencia se han observado aumentos en la secreción de adrenalina, noradrenalina, beta-endorfina, prolactina, renina, y oxitocina.

En los perdedores, el comportamiento se caracteriza por una respuesta alostática pasiva y crónica ante el factor estresante. Una respuesta en la cual existe un predominio de la actividad cortico suprarrenal. En consecuencia se han observado aumentos en la secreción de ACTH, cortisol, e insulina, así como disminuciones en la secreción de gonadotropinas y otras hormonas.

Como punto final, cabe señalar que los conceptos de homeostasis, alostasis, y carga alostática conllevan una importancia central a la hora de establecer los criterios funcionales para diseñar programas de entrenamiento efectivos en atletas de cualquier nivel. Esto es debido a que tanto el volumen como la intensidad de las cargas utilizadas representan un estrés fisiológico cíclico al cual el atleta deberá adaptarse de manera alostática y progresivamente.


Por entrenamiento entendemos el proceso constituido por estímulos fisiológicos, cuyo objetivo es generar una respuesta determinada y adaptación a la demanda impuesta en corto, mediano, y largo plazo. La clave para lograr las adaptaciones deseadas consiste en seleccionar y utilizar estímulos óptimos, tanto de activación como de descanso y recuperación, para producir el acondicionamiento que deseamos inducir.


El tan temido y perjudicial sobre-entrenamiento tiene su base fisiológica en la sobre estimulación aguda y crónica de los sistemas de regulación alostática. El control inteligente y selectivo de los sistemas alostáticos, de la carga alostática, y del consecuente estado alostático se encuentra en el eje de rotación central de todo proceso relacionado con el sobre-entrenamiento. En ausencia de un solido control sobre la naturaleza bioquímica y fisiológica de los sistemas alostáticos, siempre existirá un deficiente control sobre el entrenamiento y el sobre-entrenamiento. Como este es un tema de relevancia, generalmente mal comprendido, y de difícil implementación, lo trataremos en su debida extensión en futuros artículos.

En base a todo lo anterior, cabe recordar que la finalidad de todo entrenamiento físico consiste en lograr una adaptación específica a las demandas fisiológicas impuestas. Tal adaptación no se puede lograr si los mecanismos alostáticos se encuentran agotados o bien si permanecen crónicamente activados por falta de adecuados periodos de descanso y recuperación.


Desde que fui campeón mundial de béisbol en los Estados Unidos en el año 1961, a lo largo de tantos años de participación y dedicación al deporte de elite, y la ulterior realización de una tesis doctoral en fisiología de las fibras musculares esqueléticas humanas en el ejercicio, quedo muy claro que con respecto al diseño de programas de entrenamiento físico "más no es mejor."


Los complejos y diversos sistemas de adaptación fisiológica alostática requieren ser comprendidos a fondo mediante un estudio sistematizado y prolongado. Precisan protección y coordinación, así también como una inteligente periodización de los pulsos neuroendocrinos que se encuentran íntimamente implicados en todo proceso de entrenamiento.


Finalmente, los sistemas alostáticos tienden a lograr su máxima expresión adaptatíva cuando los entrenamientos se programan con la mínima cantidad necesaria de estímulos óptimos (volumen, intensidad, pausas) para lograr las modificaciones y adaptaciones metabólico-funcionales deseadas - y no con la máxima cantidad posible. Esta seria la regla general a tener en cuenta para no sobre entrenar y poder rendir al máximo en un momento determinado. Una regla que también aplica para el estrés psicológico - pero con otras consecuencias ...
 

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