Un nuevo estudio en modelos animales, dirigido por científicos del Instituto de Investigación Scripps TSRI, es el primero en mostrar que la detección de oxígeno en el cerebro tiene una función en el metabolismo y en la detección del estado interno de un organismo.
En un gusano redondo llamado C. elegans , las señales recogidas del ambiente, específicamente, la detección de oxígeno por parte del cerebro, determinaron la rapidez con que el intestino quema grasa. Sorprendentemente, esta comunicación funcionó en ambos sentidos, y las reservas de grasa en el intestino también podrían influir en la fuerza dela señal de quema de grasa del sistema nervioso
"Las implicaciones para esto son interesantes", dijo Supriya Srinivasan, profesora asistente de TSRI, quien fue autora principal del nuevo estudio. "Si las neuronas con detección de oxígeno cambian su actividad en función de la cantidad de grasa que hay en un animal, qué otra neuronalfunciones pueden modular la grasa? "
Los hallazgos aumentan la posibilidad de un mecanismo similar en humanos que puede estar desregulado en enfermedades como el Síndrome de Bardet-Biedl, en el que los pacientes con obesidad extrema parecen tener una percepción sensorial disfuncional. Sin embargo, aún no se conocen los sensores de oxígeno en humanos.
El estudio fue publicado el 11 de febrero de 2016 por la revista Informes de celda .
Un misterio metabólico
La ingesta de alimentos se conoce como un importante regulador del metabolismo. Por ejemplo, si el consumo de alimentos es bajo, el cuerpo quema grasas y compensa la falta de nutrientes.
Pero cada vez hay más pruebas de que la quema de grasa es más complicada de lo que se pensaba anteriormente. Investigaciones recientes han demostrado que los circuitos del sistema nervioso involucrados en la regulación del metabolismo son distintos de los regulados por el comportamiento alimentario.
"Eso implica que nuestro metabolismo no es una simple consecuencia de la ingesta de alimentos", dijo Srinivasan.
Pero si la ingesta de alimentos no es el único jugador que controla el metabolismo, ¿qué más es?
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron una familia de genes que se sabe que son importantes en la percepción sensorial. Al eliminar estos genes uno a la vez C. elegans , los investigadores encontraron que dos de estos genes estaban conectados con el metabolismo de las grasas. Curiosamente, uno de los genes solo se expresó en un puñado de neuronas que previamente habían demostrado detectar los niveles de oxígeno en el ambiente de un gusano.
"Se encendió una bombilla en mi cabeza; podría haber una conexión entre la detección de oxígeno y la quema de grasa", dijo Srinivasan.
Utilizando sensores fluorescentes codificados genéticamente, los investigadores encontraron que la cantidad de reservas de grasa podría afectar la actividad neuronal en respuesta al oxígeno.
"Este es un papel interesante y previamente desconocido para estas neuronas", dijo Emily Witham, asociada de investigación de TSRI, quien fue el primer autor del nuevo estudio.
¿Tienes oxígeno? Quema grasa
Los investigadores creen en esta conexión C. elegans podría existir como una forma de detectar la disponibilidad de alimentos. Los gusanos comen bacterias que consumen oxígeno, por lo que niveles ligeramente más bajos de oxígeno, en comparación con el oxígeno atmosférico normal, indican que hay una comida cerca.
En un experimento de seguimiento, los investigadores descubrieron que cuando los niveles de oxígeno eran altos, lo que indica que no había comida cercana, los gusanos aumentarían la quema de grasa. Era como si estos gusanos cambiaran al modo de emergencia y rompieran las raciones de reserva.
Cuando los niveles de oxígeno eran un poco más bajos, lo que indica la comida cercana, los gusanos no quemaban grasa tan rápido. Los gusanos parecían sentir que se acercaba una comida, por lo que no había necesidad de cambiar al modo de quema de grasa de emergencia todavía.
Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que el intestino también puede comunicarse con las neuronas. Cuando las reservas de grasa se redujeron demasiado, la señal neuronal para quemar grasa se atenuó. Esto llevó a los investigadores a predecir que el intestino estaba indicando que las neuronas bajaransu actividad cuando no había suficiente grasa disponible para quemar.
"Creemos que este es un sistema de autoconservación, que previene una señal nociva de quema de grasa de las neuronas en condiciones de reservas de grasa agotadas", dijo Witham.
Si bien es demasiado pronto para decir si las ideas sobre la quema de grasa se traducen en humanos, Srinivasan dijo que los hallazgos abren nuevas puertas a la investigación sobre el metabolismo y los misterios de la comunicación entre tejidos. Ella dijo que el siguiente paso en esta investigación es identificar elmolécula que transmite los mensajes entre los intestinos y las neuronas en juego en este estudio.
"Creemos que se secreta un factor similar a las hormonas", dijo Srinivasan. "Estamos persiguiendo esa señal".
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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