Qué y cuánto comemos puede cambiar nuestros relojes internos y las respuestas hormonales
Por primera vez, un estudio dirigido por investigadores del Helmholtz Zentrum München y del Centro Alemán para la Investigación de la diabetes (DZD) muestra cómo las hormonas glucocorticoides, como el cortisol, controlan los niveles de azúcar y grasa de forma diferente durante el día y la noche, la alimentación y el ayuno, el descanso y la actividad, en el transcurso de 24 horas.
Ejemplo de hígado graso
Helmholtz Zentrum München / Uhlenhaut
La investigación realizada en ratones encontró que el ciclo metabólico dependiente de la hora del día se ve alterado por una dieta alta en calorías. Dado que los glucocorticoides son fármacos ampliamente utilizados para el tratamiento de enfermedades inflamatorias, estos resultados publicados en Molecular Cell sugieren que los pacientes delgados y obesos podrían responder de forma diferente al tratamiento con esteroides. Por último, revela la función biológica de los ritmos diarios de secreción de hormonas (alta antes de despertarse y alimentarse, baja durante el sueño y el ayuno), así como los ciclos diarios de almacenamiento de azúcar y grasa o la liberación por el hígado.
Cada célula del cuerpo humano es impulsada por un reloj interno que sigue el ritmo circadiano de 24 horas. Se sincroniza con el ciclo natural del día y de la noche principalmente con la luz del sol, pero también con los hábitos sociales. En un sistema sano, las hormonas de estrés glucocorticoides, son producidas cada mañana por la glándula suprarrenal. La secreción de glucocorticoides habla antes de despertar, lo que hace que el cuerpo utilice los ácidos grasos y el azúcar como fuentes de energía, y nos permite comenzar nuestras actividades diarias. Cuando se interrumpe el ritmo circadiano (por ejemplo, por trabajo por turnos o cambio de horario) y/o cuando se altera el nivel de glucocorticoides (por ejemplo, por el síndrome de Cushing o la aplicación clínica a largo plazo), se puede producir una desregulación metabólica profunda, como la obesidad, la diabetes tipo 2 y la enfermedad del hígado graso. El objetivo del investigador era, por tanto, comprender la importancia de estos picos diarios de secreción de hormonas de estrés, el impacto de estas hormonas en nuestro "reloj interno" y su papel en los ciclos diarios del metabolismo.
Acciones metabólicas de los glucocorticoides en el hígado
Para estudiar las acciones metabólicas de los glucocorticoides en el hígado, los investigadores caracterizaron la actividad de su receptor, llamado receptor de glucocorticoides, utilizando nuevas técnicas de alto rendimiento. Analizaron el hígado de los ratones cada 4 horas durante el día y la noche. Los ratones estaban en condiciones normales o fueron alimentados con una dieta alta en grasas. Luego utilizaron tecnologías de vanguardia en genómica, proteómica y bioinformática para visualizar cuándo y dónde el receptor de glucocorticoides ejerce sus efectos metabólicos. Los investigadores analizaron el impacto de las oleadas diarias de liberación de glucocorticoides en el ciclo de 24 horas del metabolismo hepático. Podrían ilustrar cómo los glucocorticoides regulan el metabolismo de manera diferente durante el ayuno (cuando los ratones duermen) y durante la alimentación (cuando están activos), al unirse al genoma en función del tiempo. Además, mostraron cómo la mayoría de la actividad de los genes rítmicos es controlada por estas hormonas. Cuando se pierde este control (en los llamados ratones knockout), los niveles de azúcar y grasa en la sangre se ven afectados. Esto explica cómo el hígado controla los niveles de azúcar y grasa en la sangre de manera diferente durante el día y la noche.
En un siguiente paso, como el receptor de glucocorticoides es un fármaco ampliamente utilizado en las terapias inmunológicas, investigaron sus efectos genómicos después de la inyección del fármaco dexametasona, un glucocorticoide sintético que también activa este receptor. "Con este experimento", explica la Dra. Fabiana Quagliarini, "encontramos que la respuesta del medicamento era diferente en ratones obesos que en ratones magros. Es la primera vez que se demuestra que la dieta puede cambiar las respuestas hormonales y farmacológicas de los tejidos metabólicos".
Los
glucocorticoides son un grupo de hormonas esteroides naturales y sintéticas como el cortisol. Tienen potentes propiedades antiinflamatorias e inmunosupresoras que pueden controlar la actividad del sistema inmunológico. Esta es la razón por la que son ampliamente explotados en la medicina. El mayor inconveniente es que los glucocorticoides también causan efectos secundarios graves en virtud de su capacidad de modular el metabolismo del azúcar y la grasa: Los pacientes pueden desarrollar obesidad, hipertrigliceridemia, hígado graso, hipertensión o diabetes tipo 2.
Comprender cómo los glucocorticoides controlan los ciclos de 24 horas de actividad génica en el hígado y, en consecuencia, los niveles de azúcar y grasa en la sangre, proporciona nuevas perspectivas sobre la"Cronomedicina" y el desarrollo de las enfermedades metabólicas. Podríamos describir un nuevo vínculo entre el estilo de vida, las hormonas y la fisiología a nivel molecular, sugiriendo que las personas obesas pueden responder de forma diferente a la secreción diaria de hormonas o a los fármacos glucocorticoides. Estos mecanismos son la base para el diseño de futuros enfoques terapéuticos", destaca la profesora Henriette Uhlenhaut.
Uhlenhaut dirigió el equipo de investigadores de los Institutos de Diabetes y Obesidad, así como de Diabetes y Cáncer en el Helmholtz Zentrum München, el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes (DZD), el Instituto Max Planck de Bioquímica, la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad del Noroeste de Chicago y la Facultad de Ciencias de la Vida Weihenstephan de la Universidad Técnica de Múnich (TUM).
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Quagliarini et al., 2019: Cistromic reprogramming of the diurnal glucocorticoid hormone response by high-fat diet (https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(19)30767-1). Molecuar Cell
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