EUROPA PRESS
21 marzo 2016
Hallan el interruptor
del cerebro que indica cuándo dejar de comer
Durante su investigación del sistema de aprendizaje y
memoria del cerebro, científicos de
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
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
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".