jueves, 16 de junio de 2016

Cómo la grasa se convierte letal, incluso sin aumento de peso

El estudio en ratones embroma el papel importante del hígado en el equilibrio de grasas y azúcares


El azúcar en forma de glucosa en la sangre proporciona la energía esencial para las células. Cuando su habitual fuente dietética de hidratos de carbono es escasa, el hígado puede producirla con la ayuda de la grasa. Pero una nueva investigación de la Universidad Johns Hopkins, ahora se suma a la evidencia de que otros tejidos pueden intervenir para hacer glucosa cuando se deteriora la capacidad del hígado, y que la descomposición de las grasas en el hígado es esencial para protegerlo de un ataque letal de grasa. Los nuevos resultados de la investigación, a partir de estudios en ratones, es probable que ayuden a los investigadores a entender mejor una clase creciente de enfermedades metabólicas, a menudo mortales, que afectan la forma en que el cuerpo procesa los nutrientes, dicen los investigadores.

Un resumen de los resultados aparecerá en línea el 16 de junio en los Informes de la revista Cell.

"Nos sorprendió que otros tejidos, incluyendo el riñón y el intestino, podrían compensar tan bien cuando se deteriora la capacidad del hígado para generar glucosa", dice Michael Wolfgang, Ph.D., "pero, de nuevo, no es raro que en la biología de contar con sistemas de copia de seguridad para algo tan crucial para la supervivencia de proporcionar energía a las células ".

Wolfgang, un profesor asociado de química biológica en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, dice que de acuerdo con los libros de texto, la capacidad de mantener la glucosa en la sangre durante el ayuno, conocido como gluconeogénesis, requiere la descomposición y transformación de ácidos grasos, conocido como la oxidación de ácidos grasos . Además, se cree que alrededor del 90 por ciento de la gluconeogénesis se produce en el hígado, mientras que el otro 10 por ciento se produce en los riñones y el intestino. Así que cuando él y su equipo eliminó el gen CPT2, que es necesario para la oxidación de ácidos grasos, a partir de células de hígado de ratón,  no esperaban que les permitieran sobrevivir sin un suministro continuo de hidratos de carbono.

"Los ratones viven durante las dos primeras semanas con la leche de sus madres, que es alta en grasas y baja en carbohidratos", dice Wolfgang, "así que nos sorprendió que lo hicieron en aceptar cuando la capacidad del hígado para quemar grasa para hacer la glucosa y cetonas fue incapacitado."

Wolfgang explica que cuando las enzimas descomponen compuestos de alta energía - ácidos grasos - que producen múltiples moléculas de acetil CoA, que canalizan en dos reacciones diferentes. Uno genera moléculas que contienen energía de ATP, que se pueden utilizar para hacer la glucosa para mantener los niveles de glucosa en sangre en los animales que no han comido los hidratos de carbono en un tiempo. La otra reacción hace que las moléculas lamadas

Cetonas, que pueden ser utilizados por algunos tejidos, como el cerebro, como una fuente de energía alternativa cuando la glucosa es escasa.

Los investigadores también se sorprendieron de que los ratones que carecen de CPT2 en el hígado pesaron lo mismo que los ratones normales que utilizan la misma cantidad de energía. Incluso utilizaron cantidades comparables de grasa y azúcar como fuente de combustible. El único cambio aparente fue de menores niveles de cetonas que circulan, que se esperaba.

"Todavía me resulta difícil abrigarlo en torno a mi cabeza cómo estos ratones seriamente comprometidas no sólo sobrevivieron sino que eran indistinguibles de los ratones normales en su consumo de energía", dice Wolfgang.

En otras pruebas, cuando los investigadores examinaron los riñones de ratones, se encontraron un aumento del contenido de grasa y los genes responsables de la oxidación de ácidos grasos eran más activos, lo que sugiere que el riñón había marcado el proceso en comparación con los ratones normales.

Esos resultados plantea la pregunta de cuáles son las señales de socorro  que el hígado está enviando para contar con la ayuda de otros tejidos. El examen de la actividad de los genes en el hígado, el equipo encontró grandes cambios, incluso en algunas moléculas de señalización de largo alcance. Uno, conocido como FGF21, les llamó la atención, ya que fomenta a las células para absorber los carbohidratos y descomponer las grasas, y está siendo probado como un tratamiento para la diabetes y la obesidad. De hecho, encontraron sus niveles elevados en gran medida en la sangre de ratones cuyos hígados carecían de la capacidad de quemar grasa.

Para averiguar cómo afectaría el ayuno de oxidación de ácidos grasos en el hígado, los investigadores retuvieron la comida de los ratones modificados genéticamente durante 24 horas. Sin embargo, los ratones fueron capaces de adaptarse y asimilar este desafío. Su uso total de energía fue normal, al igual que sus niveles de glucosa en la sangre, aunque sus hígados estaban grasos y tenían demasiadas grasas circulantes y no circulantes cetonas. Los investigadores también vieron cambios en los niveles de actividad de genes relacionados con la oxidación, tanto en el hígado y el riñón.

Para comprender mejor el metabolismo único de los ratones que carecen de CPT2, los investigadores luego los pusieron con un alto contenido de grasa, "dieta cetogénica," similar a la dieta Atkins comercial que es muy baja en carbohidratos. Aunque, de acuerdo con Wolfgang, que estaban consumiendo una gran cantidad de calorías comiendo esencialmente mantequilla en cada comida, sus hígados no podían manejar la grasa, la dieta y finalmente fue letal para los ratones. Los ratones aparentemente habían disuelto todo el tejido de grasa en todo el cuerpo, pero sus hígados se congestionaron con las moléculas de grasa. Wolfgang explica que el tejido graso en todo el cuerpo descompone las grasas en ácidos grasos, que se envían a continuación al hígado para su procesamiento.

Wolfgang dice: "El hígado sabía que necesitaba para quemar grasa para hacer la glucosa, por lo que se preguntaba tejido graso para enviar ácidos grasos Pero no podría quemar esos ácidos grasos, por lo que sólo les absorbe y se puso demasiado grasa para funcionar.".

Wolfgang dice los datos del equipo sugieren que las cetonas casi todos circulantes son producidos por el hígado a través de la oxidación de ácidos grasos. Las cetonas son conocidas para retardar la descomposición de las grasas en el tejido adiposo, por lo que su ausencia en los ratones probablemente contribuyó a la continua avalancha de grasas en el hígado.

Todo esto, dice Wolfgang, podría ayudar a explicar cómo y por qué el metabolismo se vuelve loco en las personas que son obesas, diabéticas o nacen con errores genéticos que afectan a la oxidación de ácidos grasos, incluyendo errores en CPT2, que puede ser letal.

Wolfgang también señala que lo que amenaza gravemente a las personas con diabetes tipo 1 es una condición llamada cetoacidosis. Dado que estos individuos carecen de insulina, que las células necesitan para absorber los hidratos de carbono, sus células terminan apoyándose demasiado en la oxidación de ácidos grasos en el hígado, lo que genera cetonas. Demasiadas cetonas en la sangre hacen que sea ácida, lo que disminuye su capacidad de transportar oxígeno. Wolfgang espera que otros estudios para comprender cómo el cuerpo se ajusta a un hígado comprometido arroje luz sobre cómo prevenir la cetoacidosis y regular mejor o volver a regular el metabolismo defectuoso.

Fuente: ScienceDAILY - Traducido al español y distribuido gratuitamente