Dieta, reloj biológico, hormonas y metabolismo: ¿cuál es el vínculo?
Usando ratones, los científicos han revelado por primera vez cómo las hormonas del estrés controlan los niveles de grasa y azúcar en un ciclo de 24 horas. Además, han demostrado que una dieta alta en calorías puede alterar la sensibilidad al tiempo de los ciclos metabólicos.
El nuevo estudio, dirigido por investigadores de Helmholtz Zentrum München y el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes (DZD), también en Munich, Alemania, ayuda a explicar la naturaleza rítmica de las hormonas del estrés, cuyos niveles aumentan antes de despertarse y alimentarse y refluyen durante el sueño y rápido.
Los hallazgos también aclaran cómo este ciclo hormonal se vincula con la rutina diaria que sigue el hígado para almacenar y liberar azúcar y grasa.
Un reciente Célula molecular El artículo describe cómo los investigadores hicieron estos descubrimientos al investigar la actividad de los glucocorticoides en el hígado de ratones.
Dado que el receptor de glucocorticoides también es el objetivo de los esteroides sintéticos antiinflamatorios, los resultados sugieren que los glucocorticoides podrían tener diferentes efectos en personas con y sin obesidad.
Las hormonas del estrés aumentan y disminuyen
Las glándulas suprarrenales liberan hormonas glucocorticoides por la mañana bajo el control de señales del cerebro relacionadas con el reloj.
El reloj biológico que reside en cada célula del cuerpo ayuda a regular el tiempo diario de liberación de hormonas. Los factores de luz solar y estilo de vida ayudan a mantener sincronizado el reloj biológico.
Las glándulas también liberan hormonas en respuesta al estrés, razón por la cual también se denominan hormonas del estrés.
Las hormonas del estrés alcanzan su punto máximo antes de despertar, lo que ayuda al cuerpo a prepararse para las actividades del día al obtener energía de los niveles elevados de grasas y azúcar.
Sin embargo, la interrupción de los relojes biológicos, como la de los turnos de trabajo o el desfase horario, puede alterar enormemente el metabolismo y contribuir a trastornos relacionados, como la diabetes tipo 2, la obesidad y el hígado graso.
Los glucocorticoides y una afección llamada síndrome de Cushing, que aumentan los niveles de glucocorticoides, pueden tener el mismo efecto.
Estudio centrado en receptores de glucocorticoides
El nuevo estudio tuvo como objetivo comprender la conexión entre los aumentos repentinos de la hormona del estrés, el reloj biológico y los ciclos metabólicos al centrarse en los receptores de glucocorticoides.
Los glucocorticoides regulan numerosos procesos moleculares en funciones que van desde el metabolismo y la inmunidad hasta el crecimiento óseo y la cognición.
Casi todas las células del cuerpo tienen receptores para estas hormonas. Sin el receptor correspondiente, la hormona no puede entrar en la célula e influir en ella.
Para el nuevo estudio, el equipo investigó la actividad metabólica de los glucocorticoides en el hígado de los ratones mediante la evaluación de las propiedades de su receptor correspondiente.
Utilizaron una variedad de técnicas avanzadas para mapear lo que sucedía con los receptores de glucocorticoides en el hígado de los ratones cada 4 horas durante un ciclo de 24 horas. Utilizaron dos grupos de ratones: un grupo tenía una dieta normal y el otro grupo se alimentaba con una dieta alta en grasas.
El equipo también examinó en detalle lo que sucedió con el metabolismo hepático de 24 horas de los ratones como resultado de los aumentos diarios en la secreción de glucocorticoides.
Los métodos que utilizaron les permitieron demostrar que los efectos de los glucocorticoides eran diferentes cuando los animales ayunaban durante el sueño y mientras se alimentaban cuando estaban despiertos y activos.
Las hormonas del estrés regulan los genes circadianos
Los investigadores encontraron que el receptor de glucocorticoides ejercía estos efectos a través de la unión sensible al tiempo con los genomas de las células del hígado.
Además, parece que el receptor y, por tanto, las hormonas del estrés asociadas, ayudan a regular casi todos los genes circadianos.
"Destacando el papel dominante que [el receptor de glucocorticoides] desempeña en la sincronización de las amplitudes circadianas", escriben los autores, "encontramos que la mayoría de los genes oscilantes están unidos por [el receptor de glucocorticoides] y dependen de él".
Los investigadores demostraron que los hígados de los ratones que carecían del receptor no controlaban los niveles de grasa y azúcar según el día y la noche.
El equipo sugiere que los hallazgos revelan cómo el hígado controla los niveles de azúcar y grasa en la sangre de manera diferente durante el día en comparación con la noche.
Otro conjunto de experimentos también reveló que los ratones de peso normal y obesos respondían de manera diferente a un fármaco glucocorticoide.
El equipo cree que el estudio es el primero en demostrar que la dieta puede alterar el efecto de las hormonas y los fármacos en los tejidos metabólicos.
Los investigadores sugieren que sus hallazgos ayudarán a informar el campo emergente de la cronomedicina, que enfatiza el papel del reloj biológico en la salud y la enfermedad.
"Podríamos describir un nuevo vínculo entre el estilo de vida, las hormonas y la fisiología a nivel molecular, lo que sugiere que las personas obesas pueden responder de manera diferente a la secreción diaria de hormonas o a los glucocorticoides", dice la autora principal del estudio, Nina Henriette Uhlenhaut, profesora de Helmholtz Zentrum München. .
"Comprender cómo los glucocorticoides controlan los ciclos de 24 horas de actividad genética en el hígado y, en consecuencia, los niveles sanguíneos de azúcar y grasa proporciona nuevos conocimientos sobre la cronomedicina y el desarrollo de enfermedades metabólicas".
Prof. Nina Henriette Uhlenhaut
