La obesidad es un problema creciente con muchos riesgos para la salud y costos asociados.1,2 Entre 1971 y 2000, la prevalencia de obesidad en los Estados Unidos aumentó del 14,5% al 30,9 %.3 En los Estados Unidos, más del 37% de los adultos y casi el 17% de los jóvenes eran obesos en 2009-10.4 Actualmente, más de 1.100 millones de adultos en todo el mundo tienen sobrepeso, y de estos, 312 millones son obesos.5 El análisis de los datos de los estudios longitudinales (CARDIA study)6 y transversales (NHANES)7 de los Estados Unidos para determinar la distribución del aumento de peso a lo largo del tiempo, encontró que la obesidad promedio en los Estados Unidos es un problema creciente con muchos riesgos para la salud y costos asociados.1,2 Entre 1971 y 2000, la prevalencia de obesidad en los Estados Unidos aumentó del 14,5% al 30,9 %.3 En los Estados Unidos, más del 37% de los adultos y casi el 17% de los jóvenes eran obesos en 2009-10.4 Actualmente, más de 1.100 millones de adultos en todo el mundo tienen sobrepeso, y de estos, 312 millones son obesos.5 El análisis de los datos de los estudios longitudinales (CARDIA study)6 y transversales (NHANES)7 de los Estados Unidos para determinar la distribución del aumento de peso a lo largo del tiempo, encontró que el adulto promedio de los Estados Unidos está ganando 0,5-1 kg/año.8 Este artículo examinará el concepto de equilibrio energético y su relevancia en la lucha contra la epidemia de obesidad.
El Concepto de Balance de Energía
El concepto de balance de energía se basa en el principio termodinámico fundamental de que la energía no puede ser destruida, y solo puede ser adquirida, perdida o almacenada por un organismo. El balance energético se define como el estado alcanzado cuando la ingesta de energía equivale al gasto energético. Este concepto se puede utilizar para demostrar cómo el peso corporal cambiará con el tiempo en respuesta a los cambios en la ingesta y el gasto de energía. Cuando el cuerpo está en equilibrio energético, el peso corporal es estable.9,10 Los seres humanos absorben energía a través de la ingesta de alimentos y bebidas, y gastan energía a través de la tasa metabólica en reposo (RMR), el efecto térmico (TEF) de los alimentos y la actividad física. La RMR es el gasto de energía requerido para mantener las funciones corporales normales y la homeostasis. La RMR es proporcional a la masa corporal, en particular a la masa sin grasa. TEF se refiere a la energía necesaria para absorber, digerir y metabolizar los alimentos consumidos y, por lo general, representa entre el 8 y el 10% del gasto energético diario. La energía gastada debido a la actividad física (EEact) representa la energía que se gasta además de la RMR y la TEF, incluido el ejercicio voluntario, los temblores, el control postural y el movimiento voluntario. Se calcula multiplicando el gasto energético de una actividad por el tiempo dedicado a realizarla, y es el componente más variable del gasto energético.10 Cuanto más sedentario es el individuo, menor es el efecto de la actividad física. Esto puede ser tan bajo como 100 calorías por día, mientras que los atletas de élite pueden gastar 3,000 calorías por día de actividad física. La disminución en el gasto de energía que se produce con el avance de la edad es principalmente el resultado de la disminución de la masa corporal magra, lo que reduce el TEF y el EEact.
Las alteraciones en el equilibrio energético causan cambios en la masa corporal, aunque el período de tiempo durante el cual esto ocurre varía entre los individuos y puede explicar la gran respuesta interindividual a las intervenciones para bajar de peso. Un balance energético positivo, en el que la ingesta de energía excede el gasto, causa aumento de peso, con un 60-80% del aumento de peso resultante atribuible a la grasa corporal.11 En el balance energético negativo, cuando la energía
Figura 1: Aumento de Peso Continuo en la Población Según el Concepto de Balance Energético14
Figura 2: Relación entre el Balance Energético y el Nivel de Actividad Física 10 
el gasto excede la ingesta, la pérdida de masa corporal resultante también se explica por un 60-80% de grasa corporal.
Se asume comúnmente que la ingesta y el gasto de energía se pueden modificar de forma independiente, a través de cambios en la ingesta de alimentos y la actividad física, para lograr el equilibrio energético. Sin embargo, el consumo y el gasto energéticos son interdependientes y están regulados a varios niveles. Esto implica un complejo sistema de control fisiológico, que implica señales neuronales y hormonales aferentes que llegan al hipotálamo, con proyecciones eferentes resultantes del sistema nervioso autónomo que inervan los músculos, las vísceras y el tejido adiposo.12 Como resultado de este control fisiológico, los componentes de la ingesta y el gasto de energía no pueden alterarse sin cambios compensatorios en el otro. Los componentes del equilibrio energético se influyen entre sí y sirven para mantener una masa corporal constante. Por ejemplo, cuando se reduce la ingesta de calorías, el cuerpo responde estimulando el hambre y reduciendo la RMR para que se gaste menos energía.13 De manera similar, un aumento del EEact podría provocar un aumento del hambre o reducciones de la actividad física en otros momentos del día.9 En términos de balance de energía, la compensación en respuesta al balance de energía positivo parece ser más débil que la compensación en respuesta al balance de energía negativo.
A pesar de este sistema de control interno, la mayoría de los adultos aumentan de peso con el tiempo. Consumir un exceso de energía no resulta en un aumento de peso continuo, ya que el aumento de peso va acompañado de un aumento en el gasto de energía que conduce a un estado estable de equilibrio de energía en este nuevo peso corporal ligeramente superior. Sin embargo, es probable que este aumento de la demanda de energía conduzca finalmente a un aumento de la ingesta de energía, creando un «efecto de trinquete» en el que un balance de energía positivo pequeño y constante da lugar a un aumento gradual de peso con el tiempo (véase la Figura 1).14
La evidencia sugiere que es más difícil mantener el equilibrio energético en el entorno moderno que en el pasado. Sin embargo, el aumento de peso que realmente se ha producido en las últimas décadas es menor que el predicho por los cambios en la ingesta y el gasto de energía. Utilizando estimaciones de aumentos en la ingesta de alimentos y disminuciones en la actividad física de 1971 a 2000, se ha calculado que los adultos estadounidenses han experimentado un grado de balance energético positivo suficiente para dar lugar a un aumento de 30 a 80 veces en el aumento de peso durante ese período. Por lo tanto, es evidente que los procesos fisiológicos han causado adaptaciones que sirven para ayudar a mantener el equilibrio energético.10
Teóricamente, el balance de energía puede lograrse a niveles bajos o altos de gasto de energía. Sin embargo, se ha planteado la hipótesis de que el equilibrio energético puede ser más fácil de lograr con altos niveles de gasto de energía, lo que se conoce como rendimiento de alta energía.10 En la década de 1950, estudios transversales encontraron que la ingesta de energía se ajustaba mejor al gasto de energía cuando las personas eran físicamente activas.15 Además, estudios en ratas encontraron que la relación entre la ingesta de alimentos y el gasto de energía solo era lineal dentro de ciertos límites.16 En ratas, la correspondencia entre la ingesta y el gasto de energía fue inexacta a niveles bajos o altos de actividad física. La misma observación se hizo en estudios con seres humanos: la ingesta de alimentos no disminuyó cuando disminuyó la demanda de energía. Sobre la base de estas observaciones, se ha propuesto que pueda existir un umbral mínimo de actividad física o de producción de energía. Por encima de este umbral, denominado «zona regulada», se aumenta la ingesta de energía para hacer frente a un elevado gasto energético. Como resultado, los ajustes adaptativos en la ingesta y el gasto de energía para lograr el equilibrio pueden ser muy sensibles en esta zona. Con un bajo rendimiento de energía, la «zona no regulada», la ingesta y el gasto de energía solo son débilmente sensibles entre sí. La zona no regulada es difícil de mantener para la mayoría de las personas, y el resultado es un aumento de peso, que devuelve al sistema a un rendimiento de alta energía (consulte la Figura 2).10,15 En el último siglo, la producción de energía de los estilos de vida humanos occidentales ha disminuido, empujando a la mayoría de la gente a la zona no regulada. El aumento de la actividad física para las personas que se encuentran en la zona no regulada debe conducir a la pérdida de peso, ya que la compensación de la ingesta de alimentos no es probable que sea completa.17,18
El Papel de la Actividad Física en el Equilibrio Energético
Las estrategias para combatir la obesidad deben centrarse tanto en el consumo de energía como en el gasto, lo que incluye la ingesta de alimentos y la actividad física. Un informe reciente concluyó que el metabolismo en reposo no juega un papel significativo en el aumento de peso y que la actividad física es un factor más importante.19 Algunos autores han atribuido el aumento de peso en la población estadounidense exclusivamente al aumento de la ingesta de alimentos, argumentando que la actividad física en el tiempo libre se ha mantenido estable a lo largo de las décadas en que aumentaron las tasas de obesidad.20
Cuadro 1: Resumen de los Estudios del Estudio de Actividad Física y Aumento de Peso
| Nombre del Estudio | Diseño del estudio | Resultado | Referencia |
| El estudio de Desarrollo del Riesgo de Arterias Coronarias en Adultos Jóvenes (CARDIA) | Estudio prospectivo longitudinal, 3.554 hombres, 20 años | Los hombres con PA alta ganaron 2,6 kg menos (0,15 unidades de IMC/año vs 0,20 con PA baja) y las mujeres con PA alta ganaron 6,1 kg menos (0,17 unidades de IMC/año vs 0,30) con PA baja | Hankinson et al., 20106 |
| Estudio de cohorte de gemelos finlandés | Estudio de cohorte, 146 pares de gemelos, 30 años | En 42 pares de gemelos con AF discordante, el aumento de peso medio de los gemelos activos fue 5,4 kg menos en comparación con los gemelos inactivos(p=0,003) | Waller et al., 200824 |
| Estudio Longitudinal del Centro de Aeróbicos | Estudio de cohortes basado en la clínica, 2,501 hombres sanos, 5 años | La PA diaria se relacionó inversamente con el aumento de peso. Un cambio de un PA bajo a un PA moderado o alto fue necesario para perder peso con el tiempo. Los hombres con inicialmente la PA más baja tuvieron el mayor beneficio de aumentar la actividad | Di Pietro et al., 200444 |
| Estudio PRIME | Estudio de cohorte longitudinal, hombres de 50 a 59 años, 5 años | El IMC se asoció inversamente con la PA gastada en llegar al trabajo y practicar actividades recreativas de alta intensidad. Los hombres que caminaban o pedaleaban regularmente para ir al trabajo tenían un IMC medio de 0,3 kg/m2 más bajo que los que no gastaban energía para ir al trabajo | Wagner et al., 200145 |
| Estudio de seguimiento epidemiológico NHANES-I | Estudio de cohortes, 3.515 hombres y 5.810 mujeres de 25 a 74 años de edad.10 años | La PA recreativa se relacionó inversamente con el peso corporal. El riesgo relativo estimado de aumento de peso mayor para aquellos con AP baja en la encuesta en comparación con aquellos con AP alta fue de 3,1 en hombres y 3,8 en mujeres | Williamson et al., 19937 |
| Proyecto Trabajador saludable | Estudio de cohorte 1,639 hombres 1913 mujeres empleadas 2 años | Aumento del ejercicio, ya sea caminando o actividad de alta intensidad, disminución prevista del peso corporal en mujeres y hombres (1.76 lb y 1.39 lb, respectivamente, por cada aumento de sesión por semana) | French et al., 199422 |
| Estudio de cohorte Doetinchem | 4.944 participantes del estudio Doetinchem, 5 años | Los que aumentaron la PA tuvieron un menor aumento de peso corporal (-280 g). Estos efectos se mantuvieron (aunque no de forma significativa) durante 5 años | May et al., 201023 |
| EPIC-PANACEA | análisis Transversal, 125,629 hombres y 280,190 las mujeres, 8 años | Una categoría de diferencia en el PA índice fue inversamente asociado con una diferencia de 0.18 kg/m2 la media del IMC en hombres y 0,31 kg/ m2 en mujeres | Besson et al., 200921 |
IMC = índice de masa corporal; EPIC-PANACEA = Investigación Prospectiva Europea sobre el Cáncer y la Nutrición: Actividad Física, Nutrición, Alcohol, Dejar de Fumar, Comer Fuera del Hogar y Obesidad; NHANES = Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición; PA = actividad física.El Estudio Epidemiológico Prospectivo de Infarto de Miocardio (PRIME) es un estudio prospectivo realizado en una cohorte de hombres de 50 a 59 años de edad, para evaluar la contribución de los factores de riesgo y genéticos al desarrollo de enfermedad coronaria..
Sin embargo, esta interpretación descarta la disminución en el estilo de vida y la actividad física ocupacional que se ha producido durante el siglo pasado.10 Este continuo descenso en el gasto energético diario de actividad física ha creado una situación «permisiva» en la que es probable que cualquier ingesta excesiva de calorías promueva el aumento de peso (es decir, la zona no regulada). El aumento de peso en las personas que mantienen un mayor nivel de actividad física, el gasto de energía es menor que en las personas sedentarias, lo que respalda la idea de que los niveles más altos de flujo de energía protegen contra el desequilibrio energético positivo. Múltiples estudios han demostrado que un alto nivel de actividad física se asocia con un menor aumento de peso con el tiempo, mientras que los niveles más bajos de actividad física se asocian con un mayor aumento de peso con el tiempo (ver Tabla 1).6,7,21-24 La urbanización, la industrialización y el uso del transporte mecanizado han llevado a una disminución general de la actividad física. Si bien la actividad física en el tiempo libre se ha mantenido bastante constante desde 198825, la actividad física en términos de estilo de vida ha disminuido significativamente. Un estudio de una comunidad amish de Antiguo Orden encontró que el número promedio de pasos por día tomados por hombres en la comunidad fue de 18,425 frente a 14,196 para las mujeres.26 En contraste, en Colorado, el hombre promedio toma 6733 pasos por día, y la mujer promedio toma 6384 pasos por día, 27 una diferencia en el gasto energético diario de 400-600 kcal por día. Se ha estimado que en los últimos 50 años en los Estados Unidos, el gasto diario de energía relacionado con la ocupación ha disminuido en más de 100 calorías, ya que los estilos de vida sedentarios modernos requieren mucho menos gasto de energía que en el pasado. A medida que la actividad física ha disminuido, los pesos corporales han aumentado, lo que va acompañado de un aumento correspondiente en el gasto energético. De hecho, se ha sugerido que convertirse en obeso es la forma del cuerpo de aumentar el gasto de energía para lograr el equilibrio energético en un estilo de vida cada vez más sedentario.10
Figura 3: Balance de Grasa Acumulado Medio para Hombres Durante Regímenes Activos y Sedentarios29
En términos de nuestra comprensión del balance energético, los individuos con niveles bajos de actividad física tienen un mayor riesgo de balance energético positivo y obesidad en comparación con aquellos con niveles más altos de actividad física. Las personas con un bajo nivel de actividad física tienen problemas para lograr el equilibrio energético porque tienen que restringir sus alimentos para igualar su ingesta de energía a un bajo nivel de gasto energético. Esta hipótesis está respaldada por datos que muestran que en niveles bajos de actividad física, la ingesta de energía no cambia de forma rápida y precisa para reflejar los cambios en el gasto, lo que resulta en una tendencia a aumentar de peso.28 En un estudio de seis hombres de peso normal en un calorímetro de habitación completa, reduciendo el nivel de actividad física de 1.8 a 1.la RMR de 4 veces no indujo una reducción compensatoria del apetito o el hambre, lo que resultó en un balance energético positivo y un aumento de peso, visto como un aumento neto de grasa (ver Figura 3).29 Los autores concluyeron que variar el nivel de actividad dentro del rango sedentario tiene un efecto significativo en el equilibrio energético.
Menos estudios han investigado la prevención primaria del aumento de peso en función del aumento de la actividad física, en contraste con la pérdida de peso o el aumento de peso secundario después de la reducción de peso. En contraste con los estudios que muestran un aumento en la ingesta de alimentos para mantener el equilibrio energético con la adición de ejercicio, un estudio ha sugerido que agregar pequeñas cantidades de actividad a los estilos de vida diarios reduce el aumento de peso que muchas personas en los Estados Unidos experimentan año tras año.30
En resumen, hay claros beneficios asociados con el aumento de la actividad física entre los sedentarios. Un peso saludable se mantiene mejor con un nivel relativamente alto de actividad física y una alta ingesta de energía. Esto no significa que deba olvidarse la necesidad de controlar la ingesta de alimentos. Las estrategias destinadas a aumentar el gasto energético y controlar al mismo tiempo la ingesta de alimentos deben constituir la base de las intervenciones para combatir la obesidad, en lugar de centrarse únicamente en la restricción alimentaria. Estrategias para Combatir la Epidemia de Obesidad La evidencia discutida anteriormente sugiere que las estrategias para reducir la epidemia de obesidad deben apuntar a empujar a la población a la zona regulada de equilibrio energético, y esto se puede lograr a través de un aumento de la actividad física. Las intervenciones y recomendaciones que no tienen en cuenta la ingesta y el gasto de energía tienden a ser infructuosas para combatir la obesidad a largo plazo.31 Sin embargo, la mayoría de las intervenciones actuales para la pérdida de peso hacen hincapié en la restricción de alimentos en lugar del equilibrio energético. Los regímenes que implican restricciones alimentarias tienden a provocar disminuciones compensatorias en el gasto de energía32 y un aumento del hambre.33 Un estudio del Registro Nacional de Control de Peso encontró que los mantenedores exitosos de pérdida de peso a largo plazo (definidos como pérdida de peso promedio de 30 kg para un promedio de 5.5 años) realizar altos niveles de actividad física regular.34
Las estrategias para prevenir el aumento de peso tienen más probabilidades de tener éxito a largo plazo en comparación con las estrategias para promover la pérdida de peso, porque los sistemas fisiológicos involucrados en el sistema de equilibrio energético responden más fuertemente al equilibrio energético negativo que a la prevención del equilibrio energético positivo.32 Intervenciones para la pérdida de peso activan mecanismos compensatorios para mantener el equilibrio energético. Dado que la pérdida de masa corporal resulta en una disminución de la RMR, una pérdida de peso del 10% puede resultar en una reducción en el requerimiento de calorías de 170-250 kcal por día, y una pérdida de peso del 20% requiere una reducción de 325-480 kcal por día.14 Además, solo se requieren pequeños cambios en el comportamiento para evitar el aumento de peso, mientras que se requieren grandes cambios para producir una pérdida de peso sostenida.
Somos mucho más exitosos en producir pérdida de peso que en mantenerla a largo plazo.35 La pérdida de peso se puede lograr a través de cambios temporales en la dieta o la actividad física, pero el mantenimiento a largo plazo de la pérdida de peso requiere cambios permanentes tanto en la dieta como en la actividad física. Dado que las personas son mejores para hacer cambios temporales que permanentes, la mayoría de las personas que logran objetivos de pérdida de peso recuperan el peso perdido con el tiempo.
En una revisión de los resultados a largo plazo de las dietas que restringen las calorías, se encontró que de un tercio a dos tercios de las personas que hacen dieta recuperan más peso del que perdieron con sus dietas.36 Por lo tanto, está claro que los paradigmas actuales de control de peso no tienen éxito y se podrían desarrollar mejores estrategias con una mejor comprensión de los procesos fisiológicos subyacentes al equilibrio energético.
El cambio en el equilibrio energético necesario para evitar el aumento de peso primario es relativamente pequeño: se aplicó un enfoque de modelado matemático a los modelos de población de Estados Unidos y concluyó que la epidemia de obesidad podría explicarse por un desequilibrio energético diario promedio entre la ingesta y el gasto de aproximadamente 10 kcal.37 Hill estimó que el aumento de peso medio de la población de 0.de 5 a 1 kg al año en las últimas dos décadas se puede explicar por un balance energético positivo de 15 kcal por día.8 En el percentil 90 de aumento de peso, esto fue de 50 kcal por día. Sobre la base de la suposición de que el exceso de energía se almacena con un 50% de eficiencia, se sugirió que al reducir el balance energético positivo en 100 kcal/d mediante una combinación de reducciones en la ingesta de energía y aumentos en la actividad física, se podría prevenir el aumento de peso en el 90% de la población adulta. Este enfoque se ha aplicado a los niños estadounidenses y se concluyó que los cambios de comportamiento consistentes, con un promedio de 110 a 165 kcal por día, pueden ser suficientes para contrarrestar la brecha de energía.38
Las intervenciones de salud pública pueden beneficiarse de un cambio en el equilibrio energético mediante el uso de un objetivo de comportamiento cuantificable específico. Sin embargo, cambiar cualquier comportamiento es difícil y usar un enfoque de pequeños cambios es útil para promover mejoras incrementales que construyen autoeficacia en el camino. Estudios prospectivos han demostrado que pequeños cambios en la dieta y el estilo de vida pueden producir efectos sostenidos en el peso corporal.39 Un grupo de trabajo compuesto por miembros de la Sociedad Americana de Nutrición, el Instituto de Tecnólogos de Alimentos y el Consejo Internacional de Información Alimentaria concluyó que un enfoque de pequeños cambios, dirigido a ayudar a las personas a hacer pequeños cambios conscientes en su estilo de vida, podría ser útil para abordar la obesidad.40
Basado en el concepto de enfoques de pequeños cambios, el programa America on the Move aboga por caminar 2,000 pasos más cada día y comer 100 kcal menos cada día (www.americaonthemove.org). Se ha demostrado que proporcionar contadores de pasos electrónicos (podómetros) puede aumentar el cumplimiento de dicho régimen.41 Se ha demostrado que la intervención reduce el aumento de peso en familias con niños con sobrepeso 19,42,y su eficacia a corto plazo se ha demostrado en un estudio de 116 adultos con sobrepeso.43 Tales enfoques pueden producir resultados sin los sentimientos de carga y restricción asociados con intervenciones más estrictas.
Conclusión
El problema global de la obesidad ha surgido de pequeños desequilibrios en la ingesta y el gasto de energía que se han acumulado con el tiempo. El fracaso de las intervenciones actuales para lograr resultados significativos a largo plazo en la lucha contra la obesidad podría reflejar una falta de apreciación de los procesos fisiológicos subyacentes al equilibrio energético. Los nuevos enfoques que consideran cómo funciona el sistema de equilibrio energético deben reemplazar el enfoque existente en la restricción generalizada de alimentos y la pérdida de peso. Es necesario educar al público sobre el concepto de equilibrio energético y ayudarlo a desarrollar las habilidades cognitivas necesarias para contrarrestar la tendencia a comer en exceso y el comportamiento sedentario. El concepto de zonas de equilibrio energético reguladas y no reguladas puede explicar la epidemia de obesidad entre la población cada vez más sedentaria.
Sin embargo, los cambios relativamente pequeños en la ingesta y el gasto de energía pueden detener el aumento de peso en la mayoría de las personas. Al aumentar la actividad física en la población, más personas se trasladarán a la zona regulada de equilibrio energético y, como resultado, tendrán un mayor control sobre su peso corporal. Solo abordando la prevención del aumento de peso se puede revertir la epidemia de obesidad