La estructura de sus células cerebrales podría influir en el riesgo de obesidad
Los investigadores que estudian la obesidad han descubierto que las estructuras parecidas a antenas en las células cerebrales que forman parte del circuito del hambre del cuerpo parecen desempeñar un papel clave en la regulación del apetito.
El artículo de estudio, publicado en la revista Genética de la naturaleza, destacó el importante papel que las estructuras similares a antenas, o cilios primarios, pueden desempeñar en la señalización cerebral.
En general, se pensaba que la mayor parte de la señalización en el cerebro se producía a través de estructuras llamadas sinapsis.
"Estamos construyendo una comprensión unificada de la genética humana de la obesidad", explica el autor principal Christian Vaisse, profesor del Centro de Diabetes de la Universidad de California en San Francisco.
"Hasta hace poco", agrega, "muchos investigadores de la obesidad apenas habían oído hablar de los cilios primarios, pero eso va a cambiar".
El papel de la genética en la obesidad
En los Estados Unidos, la obesidad afecta a más de un tercio de (o 78,6 millones) de adultos.
La obesidad es un gran problema de salud pública, sobre todo porque está asociada con una mala salud mental y muchos otros problemas médicos graves. Estos incluyen algunas de las principales causas de muerte en los EE. UU. Y el resto del mundo, como diabetes, accidente cerebrovascular, enfermedades cardíacas y algunos cánceres.
Los principales impulsores de la epidemia de obesidad son en gran parte no genéticos, como la combinación de un fácil acceso a un suministro ilimitado de alimentos ricos en calorías y "estilos de vida cada vez más sedentarios".
Sin embargo, no todas las personas expuestas a estas condiciones ambientales se vuelven obesas, lo que sugiere que la genética también juega un papel.
En la mayoría de las enfermedades en las que influye la genética, la causa se debe a variaciones en varios genes. Pero a veces, la causa puede deberse a variaciones en un solo gen.
Circuito del hambre
En su artículo, los investigadores explican que la mayoría de las causas de obesidad severa de un solo gen se deben a alteraciones genéticas en un circuito del hambre que involucra a la leptina, una proteína u hormona de señalización que es liberada por las células grasas.
El circuito es una red de células nerviosas, o neuronas, en el área del hipotálamo del cerebro que ayuda a mantener el peso estable ajustando el apetito y el uso de energía según los niveles de leptina.
Las mutaciones en el gen que codifica la leptina, o en los genes involucrados en el monitoreo y la respuesta a la proteína, pueden hacer que no se detecte cuándo el cuerpo tiene una cantidad suficiente de grasa. Esto puede suceder en ratones y humanos, provocando que sigan comiendo "como si estuvieran muriendo de hambre".
En un trabajo anterior, el profesor Vaisse y sus colegas encontraron que las mutaciones en un gen involucrado en el circuito del hambre de leptina, el gen del receptor de melanocortina-4 (MC4R), representan del 3 al 5 por ciento de todos los casos de obesidad severa en humanos. La obesidad severa se define como tener un índice de masa corporal (IMC) superior a 40.
La proteína MC4R detecta señales químicas en un grupo especial de neuronas en el hipotálamo que se cree que juegan un papel importante en la reducción del apetito en respuesta a niveles altos de leptina.
Hasta el nuevo estudio, los científicos no sabían cómo este subconjunto de neuronas hipotalámicas regula el control del apetito.
Los cilios primarios relacionados con la obesidad
Otros miembros del equipo de estudio también habían descubierto anteriormente que las variaciones raras en los genes que afectan a los cilios primarios pueden dar lugar a enfermedades que casi siempre van acompañadas de obesidad grave, como los síndromes de Alström y Bardet-Biedl. Sin embargo, no estaba claro cómo los cilios están relacionados con la obesidad.
En el nuevo estudio, los investigadores estudiaron las neuronas hipotalámicas que regulan el apetito en ratones normales y encontraron que la proteína MC4R se concentra en sus cilios primarios.
También encontraron que los ratones diseñados para tener la versión del gen que está relacionado con la obesidad severa en humanos no tenían la proteína MC4R en esos cilios.
Estos hallazgos hicieron que el equipo se preguntara si estos cilios primarios en las neuronas hipotalámicas eran la ubicación principal de la función reguladora del apetito del circuito de hambre de leptina.
Descubrimientos recientes han revelado que otra proteína llamada adenilil ciclasa 3 (ADCY3) también está relacionada con la obesidad y que también se concentra en los cilios primarios. Se sabe que ADCY3 se vincula con MC4R cuando envía señales.
Ubicaciones clave de las señales reguladoras del apetito
En otro conjunto de experimentos, los investigadores encontraron que después de bloquear ADCY3 en los ratones, los animales aumentaron significativamente su ingesta de alimentos y comenzaron a volverse obesos.
Los investigadores concluyeron que ADCY3 y MC4R trabajan juntos en los cilios primarios de las neuronas que detectan leptina para ayudarlas a detectar que los niveles de grasa corporal están aumentando, lo que, a su vez, reduce el apetito.
Por lo tanto, la interferencia genética o de otro tipo con estos componentes vitales podría hacer que el cuerpo no pueda aplicar el "freno de emergencia" en el control del apetito.
Sin embargo, los investigadores señalan que todavía hay mucho que aprender sobre el papel de los cilios primarios en la regulación del apetito, y es probable que pase bastante tiempo antes de que estén disponibles nuevos tratamientos basados en este conocimiento.
“Es emocionante el progreso que ha logrado este campo. En los años 90, nos preguntábamos si la obesidad era genética o no; Hace una década, descubrimos que la mayoría de los factores de riesgo de obesidad afectan principalmente al circuito de la leptina en el cerebro ”, dice el profesor Vaisse.
"[Y] ahora, estamos a punto de comprender cómo los defectos en esta estructura subcelular específica de un subconjunto particular de neuronas hipotalámicas impulsan el aumento de peso y la obesidad".
Prof. Christian Vaisse
