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Introducción
Existen una serie de conceptos claves para comprender una realidad que es poco difundida, pero que puede cambiar el modo en que razonamos la clínica. Es importante sumar herramientas conceptuales para enriquecer la manera en que se piensa muchas enfermedades que a diario se enfrenta en la práctica médica.1
Todo organismo vivo debe mantener estable una serie de variables sistémicas como la presión arterial, la volemia, la osmolaridad, el pH, la PO2, la PCO2, la temperatura corporal, las concentraciones plasmáticas de sodio, de potasio y de glucosa, para que se mantenga el equilibrio del medio interno o la homeostasis.2
En ocasiones en la práctica médica existen desvío de parámetros de su punto de ajuste, como una hiponatremia, una hipopotasemia o una hipoglucemia e intervenimos para corregir el defecto, frecuentemente se presentan problemas como la hipertensión esencial, la obesidad, la insulinoresistencia y la diabetes tipo 2, estas variables no son homeostáticas, sus desvíos no son errores, sino adaptaciones para corregir un error en un contexto determinado. La alostasis es el costo de la adaptación fisiológica a una alta demanda del ambiente, esta propone una ¨estabilidad a través del cambio, mientras que la homeostasis significa permanecer en el mismo estado.3
El concepto de alostasis parte de que el organismo cambiará su medio interno para enfrentar el desafío o perturbación que le llega desde el exterior. La fisiología se muestra sensible a la influencia del ambiente. Por lo tanto, la alostasis considera al valor inusual de un parámetro no como una falla respecto de un supuesto mecanismo que debería defender un punto de referencia fijo, sino más bien como una respuesta adaptativa a alguna predicción. Son señales neuronales sostenidas que surgen de las interacciones ambientales insatisfactorias con una alta demanda.4
El papel del cerebro es esencial porque predice el entorno y permite el ajuste de la fisiología, de modo que la presión arterial o el nivel de glucosa en sangre pueden ser relevantes para lo que sucederá en actividades cotidianas. La eficiencia requiere predecir lo que se necesitará justo a tiempo, por ejemplo: la presión arterial fluctúa de acuerdo con el cambio constante en predicción de lo que podría ser necesario; la secreción de insulina se anticipa a la ingesta mediante el imput sensorial recibido (olor, visión, sabor), o ante un esfuerzo intenso (competición) vemos como se eleva la glucosa para abastecer a los músculos.5
La mente se extiende a todo el cuerpo y a la comunicación bilateral entre el cerebro y el sistema cardiovascular, sistema inmunitario y otros, a través de mecanismos neurales y endocrinos. Si los estímulos son muy intensos, se repiten frecuentemente o persisten por mucho tiempo, se satura la capacidad de adaptación, se presenta una desregulación de la homeostasis orgánica y se genera una carga alostática.6
El estrés agudo y crónico puede causar un desbalance en los circuitos neuronales que intervienen en la cognición, la toma de decisiones, la ansiedad, el humor con un incremento o una disminución de su expresión en la conducta. Este desbalance afecta la fisiología sistémica neuroendocrina, autonómica, inmune y metabólica a través de distintos mediadores.7
Varios estudios se han enfocado en identificar la carga alostática a través de marcadores biológicos8,9,10 como el cortisol, la dihidroepiandrosterona (DHEA), la epinefrina, la norepinefrina, el colesterol, la hemoglobina glicosilada, la presión de sangre sistólica y diastólica, el índice de masa corporal, y la proporción de la cintura-cadera.
Existe una relación compleja entre homeostasis, respuesta de estrés e inflamación, que incluye mecanismos celulares y extracelulares puestos en marcha por desviaciones extremas de las variables reguladas o por la intervención de un agente exterior. La inflamación es conceptualizada recientemente como la respuesta inmune innata a los estímulos perjudiciales como los gérmenes, las lesiones y el estrés metabólico.2
En un artículo publicado en la revista The FASEB se enumeraban algunos procesos patológicos de alta prevalencia, como la aterosclerosis, la obesidad, la depresión, la enfermedad de Alzheimer, la esquizofrenia, la osteoporosis, el asma, la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2, que no se acompañan de los signos clásicos de inflamación, sino que se asocian a una respuesta inflamatoria crónica aséptica y a un estrés metabólico mantenido, que conlleva a una alta morbilidad cardiovascular, a un deterioro físico y cognitivo y un mayor riesgo de mortalidad global.11,12,13,14,15 Por tal razón el objetivo de la investigación fue exponer conceptos novedosos acerca de la influencia de un ambiente de estrés sobre nuestra fisiología y sus efectos deletéreos a largo plazo. Pensar en muchas de estas patologías bajo un modelo alostático puede enriquecer los recursos conceptuales del médico y modificar el abordaje de enfermedades prevalentes.
Desarrollo
La homeostasis describe la característica esencial de todos los seres vivos que definen un interior y lo mantienen estable en un ambiente inestable. Esto procede de los clásicos trabajos del fisiólogo Claude Bernard en 1865 (Milieu interieur) y del nombre acuñado por el fisiólogo Walter Cannon en 1929.3
Este concepto ha dominado la fisiología y la medicina desde que Claude Bernard declaró: “Todos los mecanismos vitales... tienen un solo objetivo: preservar constantes las condiciones del medio interno”. Esto significa que el propósito de la regulación fisiológica es fijar cada parámetro interno en un punto de ajuste para detectar los errores y corregirlos con realimentación negativa3 (Fig 1).
De este modelo se deduce que cuando un parámetro se desvía de su valor de referencia se debe a que se ha “roto” algún mecanismo interno, se trata de un error. En consecuencia, aplicamos terapias para restaurar el valor inapropiado a su valor normal.3
Los científicos, finalmente han encontrado nuevos hechos que no encajan en el modelo homeostático. Los fisiólogos, acumulan evidencia acerca de que muchos parámetros no son constantes, y sus variaciones en lugar de significar un error, aparentemente están diseñadas para reducir el error. La variación es adaptativa y predictiva a las demandas del ambiente.3
Para ello se ha creado otro modelo: la alostasis (estabilidad a través del cambio) que tiene prácticamente la visión opuesta. Sugiere que el objetivo de la regulación no es la constancia, sino mantener la aptitud física en la selección natural. Lo ideal es tener el estado interno más relevante para el estado externo particular (adaptación)16 (Fig 2).
La palabra alostasis significa un estado cambiante, mientras que la homeostasis significa permanecer en el mismo estado. La idea de alostasis es que el organismo cambiará su medio interno para enfrentar el desafío o perturbación que le llega desde el exterior.
La alostasis usa el conocimiento previo, tanto innato como aprendido, para prevenir errores y minimizarlos (predictiva), anticipa cuál será el estado interno más relevante para el próximo momento (adaptativa).
Ejemplo de regulación adaptativa y predictiva en nuestro organismo lo constituye el peso corporal, el cual no se considera una regulación homeostática sino alostática. La obesidad no es un error sino una adaptación, predice la alta carga de sustratos oxidables (comida) en un ambiente obesogénico que supera la capacidad metabólica del organismo y dispone los mecanismos metabólicos para sobrellevar esa demanda (almacenamiento en forma de grasa y resistencia a la insulina).16
Se pone de manifiesto una característica fisiológica importante: mirar hacia el futuro a tiempo. Mientras que la homeostasis espera errores y luego los corrige (reactiva), trata de conservar un estado y, por lo tanto, mirar hacia atrás en el tiempo.16
Las experiencias estresantes no producen un deterioro uniforme de la salud. En el corto plazo pueden llevar a crecimiento, adaptación y nuevo aprendizaje. A largo plazo se vuelven problemáticas para la salud cuando son crónicas, incontrolables, imprevisibles y difíciles de enfrentar debido a la falta de recursos de apoyos personales, sociales y del entorno.17,18
En consecuencia, el modelo de alostasis redirigiría la terapia, en vez de manipular los mecanismos de bajo nivel (moleculares), el enfoque será mejorar los niveles más altos (carga ambiental) para restablecer la fluctuación predictiva y la adaptación eficiente que según este modelo son el sello distintivo de la salud.19
El cerebro, el estrés y la carga alostática
Hans Selye (1907-1982) definió ante la Organización Mundial de la Salud el término estrés (del griego stringere= tensión) como la respuesta no específica del organismo a cualquier demanda del exterior. Consideró además que algunas enfermedades como la hipertensión arterial y los trastornos emocionales o mentales son consecuencia de cambios fisiológicos que resultan de un estrés mantenido.20
De acuerdo con McEwen,21 existen sistemas que participan de manera importante durante el estrés, tales como el eje hipotálamo-hipófisis-adrenal (HPA) y el sistema nervioso autónomo. El cerebro percibe y determina lo que es amenazador, así como el comportamiento y respuestas fisiológicas frente al estresor, que no sólo se utilizan para la adaptación (alostasis) sino también contribuyen a la fisiopatología (carga alostática/sobrecarga) cuando esas respuestas son sobreutilizadas y desreguladas.
La reacción de estrés es un ejemplo de alostasis: cuando hay un tigre en la habitación, es muy relevante movilizar todos los recursos disponibles, la presión arterial y muchos otros parámetros aumentan rápidamente. La reacción de estrés de emergencia es una ventaja para la supervivencia, pero solo cuando hay un factor estresante que afrontar. Si la reacción es crónica o permanente, puede resultar muy peligrosa.21 (Fig 3)
Fig- 3 Papel central del cerebro en la alostasis y la respuesta conductual y fisiológica a los estresores.
La carga y sobrecarga alostática representan los grados de un efecto acumulativo en el cuerpo y el cerebro, son términos que reconocen que los mismos mediadores, cuando son excesivamente utilizados y desregulados entre sí, causa una fisiopatología, en especial si se sostiene en el tiempo. Esto representa estados alostático de desregulación de la actividad en el cerebro y el cuerpo que pueden ocurrir en el desarrollo de enfermedades somáticas y psiquiátricas.21
Los estresores ambientales que provocan alteraciones en los sistemas del organismo de manera sostenida, como sucede en el estrés crónico, determinan cambios funcionales (conductuales y fisiológicos) que redundan en un aumento de la resiliencia, la adaptación y la sensibilidad a nuevos factores estresantes, o el establecimiento de un estado anómalo (trastornos psiquiátricos).22
En el corto plazo, ya sea por un incremento del miedo, la vigilancia o la ansiedad en un ambiente amenazante, estos cambios pueden resultar adaptativos, si la situación amenazante se supera, pero el estado conductual y de los circuitos neurales persisten “atascados”, esa maladaptación requiere de una intervención combinada de fármacos y terapias conductuales para “desatascarlas”, como en los casos del trastorno crónico de ansiedad, o el trastorno depresivo mayor.22
Los cambios en la arquitectura neural influencian no solo el comportamiento sino también la fisiología sistémica que se retroalimenta con el cerebro de manera epigenética. Estos cambios epigenéticos se refieren a la regulación de la expresión de genes mediante la vía de procesos moleculares que promueven cambios postraslacionales de histonas, metilación de bases del ADN, acciones de regulación de la transcripción del ARN mediante separación y edición. Los elementos transponibles representan hasta el 40 % del genoma humano y desempeñan un papel importante en la regulación del estrés y el envejecimiento del cerebro humano.23
Por lo tanto, no es posible “volver el reloj hacia atrás” después de una experiencia estresante y es más apropiado hablar de “resiliencia” o de “recuperación” que de “reversión”, las cosas no serán como eran antes. Sin embargo, las alteraciones en la estructura y función neuronal pueden parecer como que presentan “reversión” pero ya no serán las mismas que antes.23
Carga alostática y enfermedades cardiovasculares
El cerebro procesa no solo estímulos sensoriales externos del ambiente sino también estímulos internos del cuerpo. Este procesamiento simultáneo permite al cerebro controlar y coordinar los ajustes conductuales y fisiológicos generados por factores externos o internos que afectan la homeostasis.24
Las manifestaciones fisiológicas debidas al estrés son el resultado de una compleja respuesta orquestada y codificada a nivel del sistema nervioso central (SNC), autónomo, endocrino y motor. El estrés involucra la comunicación bidireccional entre el cerebro y los sistemas cardiovasculares, inmunes, y otros mecanismos nerviosos y endocrinos.25
El cuerpo responde a muchas experiencias liberando mediadores químicos, por ejemplo, las catecolaminas que aumenta los latidos del corazón y la presión de sangre. Estos mediadores promueven la adaptación a un estrés agudo, la elevación crónica de estos mismos mediadores, produce cambios fisiopatológicos del sistema cardiovascular como la disfunción endotelial y la ateroesclerosis que puede favorecer infartos cardiacos y cerebrovasculares.26
El control de la presión arterial en condiciones de alta demanda ambiental (stress) adopta un comportamiento predictivo alostático, anticipa la alta carga que debe afrontar el organismo en un contexto determinado, mediante la activación sostenida de los ejes hipotálamo/hipófisis/adrenal y simpáticos, esto genera algunos resultados secundarios: resistencia a la insulina, obesidad central, hipertensión, activación inmune inflamatoria y aterogénesis. El cortisol y el estrés oxidativo son marcadores del aumento de la carga alostática.27
La estimulación nerviosa del sistema simpático de manera crónica y sostenida genera hipertrofia, desregula los barorreceptores y promueven la rigidez arterial. Estas tres condiciones estructurales facilitan la aparición de la hipertensión arterial sistólica, la que a su vez, es un factor de riesgo para insuficiencia cardíaca, insuficiencia renal y accidente cerebrovascular.27
Durante la actividad física hay una demanda energética, esto hace que se movilicen los almacenes de carbohidratos y grasas, también aumentan los niveles de catecolaminas y glucocorticoides ya que el cerebro y el organismo en general requieren de estas moléculas debido a esta demanda. Estas adaptaciones mantienen esencialmente el metabolismo y la temperatura corporal. El estrés promueve la liberación de catecolaminas y glucocorticoides que facilitan la producción de células del sistema inmune, estas células se dirigen a diferentes destinos del cuerpo en donde se requieren para luchar contra alguna infección o para producir una respuesta inmune.27
La condición física obliga a la regulación adaptativa de aspectos de la fisiología para ser eficiente en el ambiente cambiante al que se expone el individuo, implica evitar errores y minimizar los costos. Ambas necesidades se logran en la información previa para predecir la demanda y luego ajustar todos los parámetros para afrontarla con las condiciones necesarias.27
Los disruptores de los ritmos circadianos afectan tanto al cerebro como a la fisiología sistémica conduce al acortamiento de las neuronas prefrontales, a la rigidez cognitiva, así como a la resistencia a la insulina y a la leptina. Las alteraciones del sueño deterioran en equilibrio simpático/parasimpático, incrementan la inflamación sistémica y la regulación de la glucosa.28,29)
Como un adjunto a la terapia farmacéutica, las intervenciones de apoyo social y las modificaciones conductuales como la actividad física regular, la regulación de horarios de comida y de sueño, reducen la carga de tensión crónica y beneficia la salud del cerebro y del cuerpo.30
Se concluye que el conocimiento del modelo alostático puede enriquecer los recursos conceptuales del médico y ayuda a modificar el abordaje de enfermedades prevalentes de nuestra comunidad.
Responder a las demandas impuestas por las experiencias estresantes puede llevar al crecimiento, a la adaptación y a formas de aprendizaje beneficiosas que promueven la resiliencia y salud con calidad. En contraposición, otras experiencias estresantes, condiciones actuales de vida, la pérdida dramática de los lazos sociales significativos, pueden propiciar la proliferación de cambios neuronales, fisiológicos, conductuales, cognitivos y emocionales recursivos que aumentan la vulnerabilidad a las enfermedades y muerte prematura por varias enfermedades crónicas.
La medicina no puede ignorar los poderosos determinantes ambientales que generan un esfuerzo fisiológico adaptativo con un alto costo para la salud y la supervivencia de las personas.
