Un estudio revela un nuevo enlace entre el cerebro y el circuito de quema de grasa

01/03/2016 - E.P.

Los circuitos del sistema nervioso que participan en la regulación del metabolismo son distintos de los regulados por el comportamiento alimenticio

Un nuevo estudio en modelos experimentales, dirigido por científicos del Instituto de Investigación Scripps (TSRI, por sus siglas en inglés), en la Jolla, California, Estados Unidos, es el primero en demostrar que la percepción de oxígeno en el cerebro tiene un papel en el metabolismo y la detección del estado interno de un organismo.

En un nemátodo llamado Caenorhabditis elegans, señales recogidas del medio ambiente --específicamente, la percepción de oxígeno por parte del cerebro-- determina la rapidez con la que el intestino quema la grasa. Sorprendentemente, esta comunicación funcionó en ambos sentidos y las reservas de grasa en el intestino también podrían influir en la intensidad de la señal para quemar grasa del sistema nervioso.

"Las implicaciones de esto son interesantes -afirma el profesor de TSRI Supriya Srinivasan, que fue el autor principal de este trabajo, que se publica en Cell --. Si las neuronas sienten el oxígeno, cambian su actividad basándose en la cantidad de grasa que hay en un animal, ¿qué otras funciones neuronales pueden modular la grasa?".

Los resultados plantean la posibilidad de que un mecanismo similar en los seres humanos puede estar alterado en enfermedades como el síndrome de Bardet-Biedl, en el que los pacientes con obesidad extrema parecen tener una percepción sensorial disfuncional. Sin embargo, todavía no se conocen los sensores de oxígeno en los seres humanos.

Se sabe que la ingesta de alimentos es un importante regulador del metabolismo, de forma que si el consumo de alimentos es bajo, el cuerpo quema grasa y compensa los nutrientes que faltan. Pero no hay evidencia creciente de que la quema de grasa sea más complicada de lo que se pensaba anteriormente.

Esta reciente investigación ha demostrado que los circuitos del sistema nervioso que participan en la regulación del metabolismo son distintos de los regulados por el comportamiento alimenticio. "Eso implica que nuestro metabolismo no es una simple consecuencia de la ingesta de alimentos", afirma Srinivasan.

En el nuevo estudio, los investigadores analizaron una familia de genes que se sabe que son importantes en la percepción sensorial. Al eliminar estos genes del Caenorhabditis elegans, encontraron que dos de estos genes estaban relacionados con el metabolismo de la grasa y, curiosamente, uno de ellos sólo se expresó en un puñado de neuronas que se había mostrado previamente que detecta los niveles de oxígeno en el ambiente de un gusano.

Mediante el uso de sensores fluorescentes codificados genéticamente, los investigadores encontraron que la cantidad de reservas de grasa podría afectar a la actividad neuronal en respuesta al oxígeno. "Es un papel interesante hasta ahora desconocido de estas neuronas", afirma la investigadora asociada de TSRI Emily Witham, primera autora del nuevo estudio.

El intestino también se comunica con las neuronas

Los investigadores creen que esta conexión en Caenorhabditis elegans puede existir como una forma de detección de la disponibilidad de alimentos. Los gusanos comen las bacterias que consumen oxígeno, de modo que niveles ligeramente más bajos de oxígeno, en comparación con el oxígeno atmosférico normal, es una señal de que hay comida está cerca.

En un experimento de seguimiento, los científicos encontraron que cuando los niveles de oxígeno eran altos -lo que indica que no hay comida cerca-- los gusanos no quemaban grasa tan rápidamente, como si estos gusanos cambiaran a un modo de emergencia y abrieran las reservas. Cuando los niveles de oxígeno fueron ligeramente inferiores -lo que señalaba que había comida cerca-- los gusanos no quemaban grasa tan rápidamente. Los gusanos parecieron sentir que pronto comerían, así que no tenían necesidad todavía de cambiar al modo de quema de grasa de emergencia.

Para su sorpresa, los investigadores encontraron que el intestino también se puede comunicarse de vuelta con las neuronas. Cuando las reservas de grasa son demasiado bajas, disminuyó la señal neuronal para quemar grasa, lo que llevó a los autores a predecir que el intestino estaba indicando a las neuronas que disminuyeran su actividad cuando no había suficiente grasa disponible para quemar.

"Creemos que éste es un sistema de auto-preservación, impidiendo una señal nociva de quemar grasa de las neuronas en condiciones de agotamiento de las reservas de grasa", subraya Witham. Aunque es demasiado pronto para decir si los puntos de vista sobre la quema de grasa se traducen a los seres humanos, Srinivasan añade que los hallazgos abren nuevas puertas a la investigación sobre el metabolismo y los misterios de la comunicación a través de tejidos.

Esta experta adelanta que el siguiente paso en esta investigación es identificar la molécula que entrega los mensajes entre los intestinos y las neuronas. "Creemos que se secreta un factor similar a la hormona --sugiere Srinivasan--. Estamos persiguiendo esa señal".