Los investigadores han descubierto que nuestro cerebro toma azúcar activamente de la sangre. Anteriormente, los investigadores habían asumido que este era un proceso puramente pasivo. El transporte del azúcar al cerebro es regulado por las denominadas células gliales, las cuales reaccionan a hormonas tales como la insulina o la leptina; anteriormente se creía que esto era sólo posible para las neuronas.
La investigación detrás del proceso de transporte de azúcar al cerebro
Investigadores de la Universidad Técnica de Múnich han descubierto que nuestro cerebro toma azúcar activamente de la sangre. Anteriormente, los investigadores alrededor del mundo habían asumido que este era un proceso puramente pasivo. Un equipo internacional dirigido por el experto en diabetes Matthias Tschöp, informó en la publicación Cell que el transporte del azúcar al cerebro es regulado por las denominadas células gliales, las cuales reaccionan a hormonas tales como la insulina o la leptina; anteriormente se creía que esto era sólo posible para las neuronas.
El rápido incremento de la obesidad y la proliferación de la diabetes tipo 2 asociada a este, representan un enorme desafío para nuestra sociedad. No hay actualmente ningún medicamento eficiente y seguro para prevenir o detener esta proliferación. La deficiencia para desarrollar tratamientos adecuados se atribuye principalmente al hecho de que la maquinaria molecular que controla el metabolismo sistémico aún sigue siendo desconocida.
Control Metabólico: Combustible para el sistema nervioso central
Matthias Tschöp, de la Dirección de Enfermedades Metabólicas de la TUM, y Director de la División de Enfermedades Metabólicas, y también del Helmholtz Diabetes Center (HDC) en el Centro Helmholtz de Múnich, está investigando cómo los centros de control del cerebro gobiernan de forma remota nuestro metabolismo para ajustarse de forma óptima a nuestro entorno. El cerebro tiene el consumo de azúcar más alto de todos los órganos y también controla, por ejemplo, la sensación de hambre. “Por lo tanto, sospechamos que un proceso tan importante como la provisión de suficiente azúcar al cerebro era muy poco probable que fuera totalmente aleatorio,” dijo la Dra. Cristina García-Cáceres, neurobióloga en el HDC y autora líder del estudio. “Nos engañó el hecho de que las células nerviosas aparentemente no controlaban este proceso, y por lo tanto, anteriormente se pensaba que ocurría de forma pasiva. Luego, tuvimos la idea de que las células gliales como los astrocitos*, los cuales han sido catalogados de forma errónea como ‘células de apoyo’ menos importantes, podrían tener algo que ver con el transporte de azúcar al cerebro.”
Por lo tanto, los científicos examinaron, primero, la actividad de los receptores de insulina en la superficie de los astrocitos, estructuras moleculares las cuales responden a la insulina para influir en el metabolismo celular. Aquí, hallaron que si este receptor pasaba por alto a ciertos astrocitos, el resultado era una menor actividad en las neuronas que frenan el interés por los alimentos (proopiomelanocortina de neuronas).
Al mismo tiempo, la adaptación del metabolismo a los desafíos como la entrada de azúcar presentaban dificultades. Con la ayuda de tecnologías avanzadas de generación de imágenes tales como la tomografía de emisión de positrones, los científicos fueron capaces de mostrar que las hormonas como la insulina y la leptina actúan específicamente sobre las células gliales de ‘apoyo’ para regular la entrada de azúcar al cerebro, como un ‘interruptor de azúcar’. Sin receptores de insulina, los astrocitos se volvían menos eficientes al transportar la glucosa hacia el cerebro, particularmente en el área de los centros de saciedad, los cuales están localizados en el hipotálamo.
Un cambio de paradigma para la solución a la diabetes y la obesidad
“Nuestros resultados mostraron por primera vez que los procesos esenciales metabólicos y de comportamiento no están regulados a través de las células neuronales solamente y que otros tipos de células en el cerebro, como los astrocitos, juegan un rol crucial,” explica el líder del estudio, Matthias Tschöp, quien también dirige la división del descubrimiento de fármacos en el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes (DZD). “Esto representa un cambio de paradigma y podría ayudar a explicar por qué ha sido tan difícil hallar medicamentos suficientemente eficientes y seguros para la diabetes y la obesidad hasta ahora.”
De acuerdo con los científicos, ahora serán necesarios numerosos nuevos estudios para ajustar el viejo modelo de control neural puro de ingreso de alimentos y metabolismo, a un concepto donde los astrocitos y posiblemente incluso las células inmunes del cerebro también jueguen un rol crucial. Una vez que haya una mejor comprensión de la interacción entre estas células diversas, la idea es encontrar maneras y sustancias que modulen las rutas sobre múltiples tipos de células para frenar la adicción al azúcar, y a la larga, proporcionar un mejor tratamiento para el número creciente de individuos obesos y diabéticos. “Tenemos mucho trabajo por delante, afirma García-Cáceres, “pero al menos ahora ya tenemos una mejor idea de dónde buscar.”
*Los astrocitos son las células más comunes en el cerebro. Una de sus funciones es formar la barrera hematoencefálica, rodeando los vasos sanguíneos que corren en el cerebro y permitiendo de forma selectiva pasar solamente a ciertas sustancias a través de las células nerviosas.
Recientemente, los científicos ya habían mostrado que los astrocitos reaccionan a la leptina, una hormona metabólica (Kim et al., 2014). Este es un factor importante para la saciedad. Puesto que ahora se ha mostrado que tanto la leptina como la insulina influyen en los astrocitos, los investigadores proponen desarrollar un nuevo modelo, el cual, además de las neuronas, también tome en cuenta a los astrocitos como ajustadores del metabolismo y de la sensación de hambre. Esperan que el enfoque más detallado que esto ha generado, proporcione nuevas perspectivas para el desarrollo de fármacos.
Fecha: 12 de agosto de 2016
Fuente: sciencedaily.com
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160812103708.htm
Fuente original:
La publicación anterior ha sido reimpresa de materiales proporcionados por la Universidad Técnica de Múnich (TUM). Nota: El contenido podría haber sido editado en estilo y extensión.
Referencia de la Publicación:
Cristina García-Cáceres, Carmelo Quarta, Luis Varela, Yuanqing Gao, Tim Gruber, Beata Legutko, Martin Jastroch, Pia Johansson, Jovica Ninkovic, Chun-Xia Yi, Ophelia Le Thuc, Klara Szigeti-Buck, Weikang Cai, Carola W. Meyer, Paul T. Pfluger, Ana M. Fernandez, Serge Luquet, Stephen C. Woods, Ignacio Torres-Alemán, C. Ronald Kahn, Magdalena Götz, Tamas L. Horvath, Matthias H. Tschöp. Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability. Cell, 2016; 166 (4): 867 DOI: 10.1016/j.cell.2016.07.028
Nota: Instituto Nutrigenómica no se hace responsable de las opiniones expresadas en el presente artículo.
