MADRID, 17 Jun. (EUROPA PRESS) -
El azúcar en forma de glucosa en la sangre proporciona la energía esencial para las células, de forma que cuando su habitual fuente dietética -los hidratos de carbono-- es escasa, el hígado puede producirlo con la ayuda de la grasa.
Pero una nueva investigación de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland, Estados Unidos, se suma a la evidencia de que otros tejidos pueden intervenir para generar glucosa cuando se deteriora la capacidad del hígado y que la descomposición de las grasas en el hígado es esencial para protegerlo de un ataque letal de grasa.
Los nuevos resultados de la investigación realizada a partir de estudios en ratones, que se detallan en un artículo publicado en la edición digital de este jueves de la revista 'Cell Reports', podría ayudar a los investigadores a entender mejor una clase creciente de enfermedades metabólicas, a menudo mortales, que afectan a la forma en que el cuerpo procesa los nutrientes, dicen los autores.
"Nos sorprendió que otros tejidos, incluyendo el riñón y el intestino, pudieran compensar tan bien cuando se deteriora la capacidad del hígado para generar la glucosa --destaca el profesor asociado de Química Biológica en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Michael Wolfgang--. Pero, de nuevo, no es raro que en la biología se cuente con sistemas de copia de seguridad para algo tan crucial para la supervivencia como proporcionar energía a las células".
Wolfgang dice que, de acuerdo con los libros de texto, la capacidad de mantener la glucosa en la sangre durante el ayuno, conocido como gluconeogénesis, requiere la descomposición y transformación de ácidos grasos, la llamada oxidación de ácidos grasos. Además, se estima que alrededor del 90 por ciento de la gluconeogénesis se produce en el hígado, mientras que el otro 10 por ciento se desarrolla en los riñones y el intestino.
Así que cuando este investigador y su equipo eliminaron el gen CPT2, que es necesario para la oxidación de ácidos grasos, a partir de células de hígado de ratón, no esperaban que pudieran sobrevivir sin un suministro continuo de hidratos de carbono. "Los ratones viven durante las dos primeras semanas de la leche de sus madres, que es alta en grasas y baja en carbohidratos --detalla Wolfgang-- así que nos sorprendió que lo hicieron bien cuando la capacidad del hígado para quemar grasa para producir glucosa y cetonas se dañara".
Wolfgang explica que cuando las enzimas descomponen compuestos de alta energía --ácidos grasos-- que producen múltiples moléculas de acetil CoA, se canalizan en dos reacciones diferentes. Una genera moléculas de ATP que contienen energía, que se pueden utilizar para fabricar glucosa con el fin de mantener los niveles de glucosa en sangre en los animales que no han comido hidratos de carbono en un tiempo. La otra reacción hace de las moléculas llamadas cetonas, que pueden emplear algunos tejidos, como el cerebro, como una fuente de energía alternativa cuando la glucosa es escasa.
UNA LLAMADA DE SOCORRO DEL HÍGADO
Los investigadores se sorprendieron de que los ratones que carecen de CPT2 en el hígado pesaron lo mismo que los ratones normales y emplearon la misma cantidad de energía e, incluso, utilizaron cantidades comparables de grasa y azúcar como fuente de combustible. El único cambio aparente fue menores niveles de cetonas circulantes, lo cual se esperaba.
En otras pruebas, cuando los investigadores examinaron los riñones de los roedores, encontraron un aumento del contenido de grasa y los genes responsables de la oxidación de ácidos grasos eran más activos, lo que sugiere que el riñón había marcado el proceso en comparación con los ratones normales.
Esos resultados plantean la cuestión de cuáles son las señales de estrés que el hígado envía a otros tejidos para pedir ayuda. Mediante el examen de la actividad de los genes en el hígado, el equipo encontró grandes cambios, incluso en algunas moléculas de señalización de largo alcance. Una, conocido como FGF21, les llamó la atención, ya que fomenta que las células absorban carbohidratos y descompongan las grasas, y está siendo probada como un tratamiento para la diabetes y la obesidad. De hecho, encontraron niveles elevados en gran medida en la sangre de ratones cuyos hígados carecían de la capacidad de quemar grasa.
Para averiguar cómo afectaría el ayuno a la oxidación de ácidos grasos en el hígado, los investigadores retuvieron la comida de ratones modificados genéticamente durante 24 horas, pero estos animales fueron capaces de adaptarse a este desafío. Su uso total de energía fue normal, al igual que sus niveles de glucosa en la sangre, aunque sus hígados fueron grasos y tenían demasiadas grasas circulantes y cetonas no circulantes. Los investigadores también vieron cambios en los niveles de actividad de genes relacionados con la oxidación, tanto en el hígado y el riñón.
Para entender mejor el metabolismo único de los ratones que carecen de CPT2, los autores los pusieron en una 'dieta cetogénica' con alto contenido de grasa. Como, según Wolfgang, estaban consumiendo una gran cantidad de calorías y comiendo esencialmente grasa eb cada comida, sus hígados no podían manejar la grasa, la dieta y finalmente fue letal para los ratones. Los ratones aparentemente había disuelto todo el tejido de grasa en todo el cuerpo, pero sus hígados se congestionaron con las moléculas de grasa. Wolfgang explica que el tejido graso en todo el cuerpo descompone las grasas en ácidos grasos, que se envían a continuación al hígado para su procesamiento.
"El hígado sabía que necesitaba para quemar grasa para fabricar glucosa, por lo que pedía al tejido graso que le enviara ácidos grasos. Pero no podría quemar esos ácidos grasos, por lo que sólo los absorbió y obtuvo demasiada grasa para funcionar", dice Wolfgang. Y añade que los datos del equipo sugieren que casi todas las cetonas circulantes son producidas por el hígado a través de la oxidación de ácidos grasos. Las cetonas son conocidas por retardar la descomposición de las grasas en el tejido adiposo, por lo que su ausencia en los ratones probablemente contribuyó a la continua avalancha de grasas en el hígado.
Todo esto, según Wolfgang, podría ayudar a explicar cómo y por qué el metabolismo se vuelve loco en las personas que son obesas, diabéticas o nacen con errores genéticos que afectan a la oxidación de ácidos grasos, incluyendo fallos en CPT2, que puede ser letal.
Wolfgang también señala que lo que amenaza gravemente a las personas con diabetes tipo 1 es un trastorno llamado cetoacidosis: como estos individuos carecen de insulina, las células necesitan absorber los hidratos de carbono, sus células terminan apoyándose en demasiada oxidación de ácidos grasos en el hígado, lo que genera cetonas. Un exceso de cetonas en la sangre hacen que sea ácida, lo que disminuye su capacidad de transportar oxígeno.
