CHAPTER 3 Adversarial two-player zero-sum game in smart grid security
3.1 Chapter overview
Cuando un individuo sufre cualquier tipo de agresión (traumatismo, infección, intervención quirúrgica, etc.) se desarrolla un proceso inflamatorio que tiene por objeto la recuperación del proceso. Esta respuesta es beneficiosa cuando está bien controlada y se autolimita por la resolución del proceso, pero cuan- do la agresión se prolonga (porque persiste el estímulo que la ha provocado o se complica con otros acontecimientos), el estado de inflamación puede esca- par a los mecanismos de control produciendo una respuesta inflamatoria sis- témica, conocida como el Síndrome de Respuesta Inflamatoria Sistémica (SRIS) (para más información, ver capítulo XVII), que tendrá consecuencias metabó- licas graves. La respuesta inflamatoria está mediada por la producción de ci- tocinas, proteínas segregadas por las células del sistema inmunológico con ac- ción proinflamatoria e inmunológica, de las cuales las más conocidas son el factor alfa de necrosis tumoral (TNF-α) y las interleucinas 1, 2, 6 y 8. Estas citocinas están implicadas en las alteraciones endocrinas y metabólicas que se producen en situación de agresión. Se conoce, por ejemplo, que el TNF-α está relacionado con el aumento del gasto energético y con la inhibición de la lipoproteinlipasa (responsable de la hipertrigliceridemia que se observa fre- cuentemente en pacientes sépticos).
La respuesta metabólica a la agresión se correlaciona con la gravedad y la duración de ésta y se caracteriza por una modificación en los niveles hormona- les, principalmente un aumento de catecolaminas, glucagón, insulina (con resis- tencia periférica a ésta) y cortisol. Como consecuencia de estos cambios, se pro- ducirán modificaciones en el metabolismo de los sustratos energéticos.
A diferencia de la situación de ayuno en la que se produce una disminución del gasto energético y una adaptación orientada al ahorro de nitrógeno, la agre- sión produce un incremento del metabolismo y un aumento de la liberación de aminoácidos por el músculo, que se utilizarán tanto para la gluconeogénesis como para la síntesis de proteínas necesarias para el sistema inmunológico y para la reparación de los tejidos afectados. Todo ello conduce, si la situación de agresión se prolonga, a una importante pérdida de masa muscular y, posteriormente, de proteína visceral, que puede provocar alteraciones en la función de los órganos vitales y complicaciones graves al paciente.
Durante la fase aguda de la agresión, el balance entre la degradación y la sín- tesis de proteínas es siempre negativo (predominio de la degradación) y la excre- ción urinaria de nitrógeno es elevada, aunque el paciente esté en ayuno. Entre el 50 y el 70% del nitrógeno liberado por el músculo procede de la alanina y la glutamina. La alanina es utilizada en el hígado para la neoglucogénesis, como se ha visto en el apartado correspondiente a la adaptación al ayuno, mientras que la glutamina, además de participar también en la gluconeogénesis, es el sustrato energético preferente para las células del intestino, leucocitos y macrófagos del
sistema inmunológico, y para los hepatocitos. En situación de agresión, aumenta el número y la actividad de las células del sistema inmunológico y, por otra par- te, se incrementa la proliferación de las células intestinales, debido, sobre todo, a la necesidad de mantener la integridad de la mucosa (eficaz barrera para evi- tar que los microrganismos y toxinas presentes habitualmente en el sistema di- gestivo puedan pasar a la circulación y provocar infecciones). El consumo de glutamina es, pues, elevado y superior a la síntesis, provocando una depleción de las reservas corporales de ésta.
En cuanto al metabolismo de los hidratos de carbono, como se produce en el ayuno, la agresión incrementa la glucogenólisis y la neoglucogénesis a partir principalmente de aminoácidos, piruvato y lactato, pero el aumento de la secre- ción de insulina disminuye la producción de cuerpos cetónicos y su utilización por el tejido cerebral como sustrato energético, lo cual conduce a mantener acti- vada la neoglucogénesis para la producción de glucosa. Por otra parte, el aumen- to de los niveles de insulina no se acompaña de una mejor utilización de la glu- cosa, ya que la respuesta a la insulina se encuentra disminuida. Esta resistencia a la acción de la insulina, juntamente con el aumento de la producción de gluco- sa, conduce a la hiperglucemia, alteración casi constante en situación de agre- sión y que se relaciona con la mortalidad.
Las reservas lipídicas son movilizadas pero utilizadas en menor proporción que durante el ayuno, a pesar de que la demanda energética es mayor. Se pro- duce un aumento de la lipólisis y de la oxidación de los ácidos grasos; sin em- bargo, el 65% de los ácidos grasos liberados son reesterificados en el hígado, produciendo de nuevo triglicéridos. Las citocinas contribuyen a aumentar esta lipogénesis y, además, inhiben la acción de la lipoproteinlipasa lo cual explica- ría la hipertrigliceridemia que se observa con frecuencia en los pacientes en situación de sepsis.
Las principales diferencias entre la adaptación metabólica al ayuno y a la situación de agresión pueden verse en la tabla 5.
Tabla 5. Respuesta hormonal y adaptación metabólica al ayuno y a la agresión
Ayuno prolongado Agresión
Glucemia ↓ ↑ Insulina ↓ ↑ + Insulinorresistencia Glucagón ↑ ↑ ↑ ↑ Catecolaminas N ↑ Cortisol N ↑ GEB ↓ ↑ ↑ ↑ Proteólisis ↑ ↑ ↑ ↑ Neoglucogénesis ↑ ↑ ↑ ↑ Cetotégenis ↑ ↑ ↑ ↑
BIBLIOGRAFÍA
• FAO/WHO/UNU. Energy and protein requirements. Report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation. World Health Organ Tech Rep Ser 1985; 724. National Research Council. Re- commended dietary allowances, 10.ª ed. Washington, DC: National Academy Press, 1989. • Girard J, Assan R. Régulation intracellulaire du métabolisme des substrats énergétiques.
Nutrition, Métabolismes et diététique. Flammarion Medecine, 1970.
• Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, Daugherty SA, Koh YO. A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr 1990; 51: 241-247. • Ordóñez González FJ, García de Lorenzo A. Adaptaciones nutricionales en el estrés metabó-
lico intenso. Nutrición Clínica bases y fundamentos. Doyma, 2000; 83-108.
• Palacios Gil-Antuñano N. Nutrición y ejercicio físico. Nutrición Hospitalaria 2000; XV Sup1: 31-41.
• Segura Cardona R. Alimentación y deporte. Nutrición y Dietética Clínica. Doyma, 2000; 119-135.
• Vinken AG, Bathalon GP, Sawaya AL, Dallal GE, Tucker KL, Roberts SB. Equations for pre- dicting the energy requirements of healthy adults aged 18–81 y. Am J Clin Nutr 1999; 69: 920-926.
• Soto Moreno AM, García Luna PP. Respuesta endocrino-metabólica en el ayuno prolongado. Nutrición Clínica, bases y fundamentos. Doyma, 2000: 67-81.