Quemar más grasa y menos glucosa podría llevar a la diabetes

La forma en que el músculo utiliza la glucosa está regulada por su reloj circadiano interno que anticipa el nivel de su actividad durante el día y la noche

E.P. | 30 - Enero - 2017 15:00 h.

Hacer que los músculos quemen más grasa y menos glucosa puede aumentar la resistencia al ejercicio, pero podría causar diabetes simultáneamente, según concluye un equipo de científicos del 'Baylor College of Medicine', en Houston, Texas, Estados Unidos, y otras instituciones, que se publica en 'Nature Medicine'.

Los músculos de los modelos experimentales usan la glucosa (carbohidratos) como energía cuando los animales están despiertos y activos y cambian a la grasa (lípidos) cuando están dormidos. El equipo descubrió que interrumpir este ciclo natural puede conducir a la diabetes, pero, sorprendentemente, también puede mejorar la resistencia al ejercicio.

Una molécula llamada histona deacetilasa 3 (HDAC3) controla este interruptor. Este descubrimiento abre la posibilidad de seleccionar el momento adecuado para hacer ejercicio con el fin de perder grasa corporal, pero también plantea la preocupación de utilizar los inhibidores HDAC como fármacos dopantes para el ejercicio de resistencia.

"La forma en que el músculo utiliza la glucosa está regulada por su reloj circadiano interno que anticipa el nivel de su actividad durante el día y la noche", dice el autor principal, el doctor Zheng Sun, profesor asistente de medicina, diabetes, endocrinología y metabolismo y biología molecular y celular en Baylor.

"El reloj circadiano funciona al activar y desactivar ciertos genes a medida que avanza el ciclo de 24 horas. HDAC3 es una conexión clave entre el reloj circadiano y la expresión génica. Nuestro trabajo previo mostró que HDAC3 ayuda al hígado a alternar entre producir glucosa y generar lípidos. En este trabajo, estudiamos cómo HDAC3 controla el uso de diferentes energías en el músculo esquelético", explica.

Los músculos esqueléticos, los músculos voluntarios, son importantes en el control de la glucosa en la sangre en el cuerpo. Consumen la mayor parte de la glucosa, y si desarrollan resistencia a la insulina y, por consiguiente, no son capaces de usar la glucosa, es probable que se desarrolle diabetes. Para estudiar el papel de HDAC3 en el músculo esquelético del ratón, Sun y colegas diseñaron genéticamente ratones de laboratorio con agotamiento de HDAC3 sólo en los músculos esqueléticos y los compararon con roedores normales en lo que respecta a cómo sus músculos queman combustible.

Se cuestiona la carga de carbohidratos para mejorar la resistencia

Cuando los individuos normales comen, aumenta su azúcar en la sangre y se libera insulina, lo que estimula a los músculos a tomar y utilizar la glucosa como energía. "Cuando los ratones modificados comieron, su azúcar en la sangre subió y la insulina se liberó muy bien, pero sus músculos se negaron a tomar y utilizar la glucosa --detalla Sun--. La falta de HDAC3 hizo que los ratones fueran resistentes a la insulina y más propensos a desarrollar diabetes".

Sin embargo, cuando los individuos en los que se eliminó HDAC3 corrieron en una cinta móvil, mostraron mayor resistencia, "lo que fue intrigante porque la diabetes se asocia generalmente con un rendimiento muscular pobre", según Sun. "La glucosa es el principal combustible del músculo, por lo que si una enfermedad limita el uso de la glucosa, la expectativa es un bajo rendimiento en los ejercicios de resistencia", añade.

Entonces, los investigadores estudiaron qué alimentó el sorprendente rendimiento en los ratones sin HDAC3 utilizando enfoques de metabolómica y encontraron que sus músculos descomponen más aminoácidos. Esto cambió la preferencia de los músculos de la glucosa a los lípidos y les permitió quemar el lípido muy eficientemente, lo cual explica la alta resistencia, porque el cuerpo lleva un depósito mucho más grande de energía en la forma de lípido que de carbohidrato.

El hallazgo desafía la estrategia de carga de carbohidratos ampliamente utilizada para mejorar el rendimiento de resistencia. "Cambiar los músculos de usar los carbohidratos a los lípidos podría aumentar la resistencia al ejercicio, especialmente para el ejercicio de baja intensidad", señala. El estudio sugiere que potencialmente podrían usarse inhibidores de HDAC, una clase de fármacos de moléculas pequeñas que se están probando actualmente para el tratamiento de varias enfermedades, para manipular este cambio de energía en el músculo y, por lo tanto, plantea la preocupación por el dopaje.

El equipo realizó una serie de estudios de genómica funcional que establecieron el vínculo entre HDAC3 y el reloj circadiano. "En ratones normales, cuando el ratón está despierto, el reloj en el músculo anticipa un ciclo de alimentación y utiliza HDAC3 para apagar muchos genes metabólicos, lo que lleva a los músculos a usar más carbohidratos -describe Sun--. Cuando el animal está a punto de ir a dormir y anticipa un ciclo de ayuno, el reloj retira HDAC3, lo que lleva a los músculos a usar más lípidos".

Aunque estos estudios se realizaron en ratones, los investigadores especulan que los músculos humanos probablemente sigan el mismo ciclo. El estudio abre la posibilidad de promover la quema de grasa corporal mediante el aumento del ejercicio durante los periodos en los que los músculos utilizan los lípidos, que es por la noche en el caso de las personas. "La pérdida de grasa corporal sería más fácil mediante el ejercicio ligero y el ayuno por la noche --propone Sun--. No es una mala idea dar un paseo después de la cena".