Estudio en ratones

Hallan el interruptor del cerebro que indica cuándo dejar de comer

Plato de ensalada.
GETTY
Actualizado 21/03/2016 6:29:47 CET

   MADRID, 21 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Durante su investigación del sistema de aprendizaje y memoria del cerebro, científicos de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland, Estados Unidos, se tropezaron con un nuevo tipo de célula nerviosa que parece controlar los comportamientos de alimentación en ratones.

   El hallazgo, que se detalla en un artículo que se publica este viernes en la revista 'Science', añade detalles importantes a la forma en que los cerebros de los animales indican cuándo deben dejar de comer y, si se confirman en humanos, podrían conducir a nuevas herramientas para luchar contra la obesidad.

   "Cuando el tipo de célula cerebral que descubrimos se dispara y envía señales, nuestros ratones de laboratorio dejan de comer poco después, --relata Richard Huganir, director del Departamento de Neurociencias de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins--. Las señales parecen informar a los ratones que ya han tenido suficiente".

   Huganir dice que el descubrimiento de su equipo surgió de estudios de las proteínas que fortalecen y debilitan las intersecciones, o sinapsis, entre las células cerebrales. Éstas son un objetivo importante de la investigación debido a que la potencia de la sinapsis, en particular entre las células en el hipocampo y la corteza del cerebro, es importante en el aprendizaje y la memoria.

   En la búsqueda de detalles sobre la intensidad de la sinapsis, Huganir y el estudiante graduado Olof Lagerlöf, se centraron en la enzima OGT, un catalizador biológico implicado en muchas funciones corporales, incluyendo el uso de insulina y la química de los azúcares.

   El trabajo de la enzima es añadir una molécula llamada N-acetilglucosamina (GlcNAc), un derivado de la glucosa, a las proteínas, un fenómeno descubierto por primera vez en 1984 por Gerald Hart, director del Departamento de Química Biológica de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y co-director del estudio actual. Mediante la adición de moléculas GlcNAc, OGT altera el comportamiento de las proteínas.

   Para obtener información sobre el papel de OGT en el cerebro, Lagerlöf suprimió el gen que la codifica de las células nerviosas primarias del hipocampo y la corteza en ratones adultos. Incluso antes de mirar directamente el impacto de su eliminación en los cerebros de los roedores, informa Lagerlöf, los investigadores se dieron cuenta de que los ratones duplicaron su peso en tan sólo tres semanas por culpa de la acumulación de grasa, no la masa muscular.

EL PAPEL DE UNA ENZIMA, FUNDAMENTAL EN LA INGESTA DE COMIDA

   Cuando el equipo monitoreó los patrones de alimentación de los ratones, encontró que los que carecían de OGT comieron el mismo número de comidas --en promedio, 18 por día-- que sus compañeros de camada normales, pero se detuvieron más tiempo en la comida e ingirieron más calorías en cada comida. Cuando la ingesta de alimentos se limita a la de una dieta normal de laboratorio, ya no ganaron peso extra, lo que sugiere que la ausencia de OGT interfería en la capacidad del animal para detectar cuando estaba lleno.

   "Estos ratones no entienden que ellos han tenido suficiente comida, por lo que siguen comiendo", dice Lagerlöf. Como el hipocampo y la corteza no son conocidos por regular directamente los comportamientos de alimentación en roedores u otros mamíferos, los investigadores buscaron los cambios en otro lugar en el cerebro, particularmente en el hipotálamo, que se sabe que controla la temperatura corporal, la alimentación, el sueño y el metabolismo, y allí vieron la falta de OGT en un pequeño subconjunto de células nerviosas dentro de un grupo de neuronas llamado núcleo paraventricular.

   Lagerlöf dice estas células ya eran conocidas por enviar y recibir múltiples señales relacionadas con el apetito y la ingesta de alimentos. Cuando este experto examinó los cambios en los niveles de los factores que pueden ser rastreados por la ausencia de OGT, encontró que la mayoría de ellas no se vieron afectadas y la actividad de las señales del apetito en las que muchos otros grupos de investigación se han centrado no parecía ser la causa del aumento de peso, añade.

   A continuación, el equipo analizó la actividad química y biológica de las células carentes de OGT. Al medir el trasfondo de la actividad eléctrica de las células del cerebro inactivadas, los investigadores calcularon el número de sinapsis entrantes en las células y vieron que eran tres veces menores en comparación con las células normales.

   "Ese resultado sugiere que en estas células, OGT ayuda a mantener las sinapsis --dice Huganir--. El número de sinapsis en estas células era tan bajo que probablemente no estaban recibiendo suficiente corriente para encenderse. A su vez, esto sugiere que estas células son responsables de enviar el mensaje de dejar de comer".

   Para comprobar esta idea, los científicos manipularon genéticamente las células en el núcleo paraventricular, añadiendo proteínas sensibles a la luz azul de sus membranas. Cuando se estimularon las células con un haz de luz azul, las células se activaron y enviaron señales a otras partes del cerebro, de forma que los ratones disminuyeron la cantidad de alimento que comían en un día en aproximadamente un 25 por ciento.

   Por último, como se necesita la glucosa para producir GlcNAc, pensaron que los niveles de glucosa, que aumentan después de las comidas, pueden afectar a la actividad de OGT. De hecho, encontraron que si se agregaba glucosa a las células nerviosas en placas de Petri, el nivel de proteínas con GlcNAc añadida subió en proporción a la cantidad de glucosa. Cuando observaron células en el núcleo paraventricular de ratones que no habían comido en mucho tiempo, vieron bajos niveles de proteínas aderezadas con GlcNAc.

   "Todavía hay muchas cosas acerca de este sistema que no sabemos --reconoce Lagerlöf-- pero creemos que la glucosa funciona con OGT en estas células para controlar el 'tamaño de la porción' de los ratones. Creemos que hemos encontrado un nuevo receptor de información que afecta directamente a la actividad cerebral y la conducta alimentaria. Si nuestros hallazgos se confirman en otros animales, incluyendo a las personas, se puede avanzar en la búsqueda de fármacos u otros medios de control del apetito".

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