El equilibrio energético es un intercambio complejo entre el cerebro y el cuerpo
Para muchos, mantener un peso corporal saludable no es una tarea fácil. Sin embargo, los cerebros y los cuerpos están conectados para trabajar juntos para mantener un equilibrio energético.
Esta estrecha correspondencia entre la cantidad de calorías consumidas y las gastadas es el resultado de un complejo intercambio de diafonía neurobiológica dentro de las regiones del hipotálamo del cerebro. Cuando esta “conversación” sale mal, puede resultar en obesidad o anorexia.
Desafortunadamente, se sabe poco sobre los detalles de este complejo intercambio a pesar de las importantes consecuencias. Una nueva investigación dirigida por investigadores del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) proporciona nuevos conocimientos que ayudan a poner orden en esta complejidad.
Los investigadores dicen que sus hallazgos, como se señala en la revista Célula, demuestran cómo el neurotransmisor ácido gamma-aminobutírico (GABA) impulsa selectivamente el gasto de energía y, lo que es más importante, también ayudan a explicar los neurocircuitos subyacentes a las propiedades de quema de grasa de la grasa marrón.
“Nuestro grupo ha desarrollado un programa de investigación con el objetivo general de desentrañar el 'diagrama de cableado' mediante el cual el cerebro controla el apetito y la quema de calorías”, dijo el autor principal Bradford Lowell, M.D., Ph.D.
“Para avanzar en nuestra comprensión a este nivel, necesitamos conocer la función de subconjuntos específicos de neuronas y, además, las neuronas aguas arriba que proporcionan entrada y las neuronas aguas abajo que reciben salida de estas neuronas funcionalmente definidas. Hasta hace poco, ese conocimiento en el hipotálamo ha sido en gran parte inalcanzable ".
El hipoptalmo es una región del tamaño de una perla que dirige varias funciones importantes en el cuerpo y sirve como centro de control del cerebro para el equilibrio energético.
Este equilibrio se produce cuando el cerebro recibe señales de retroalimentación del cuerpo que comunican el estado de las reservas de combustible. Luego integra esto con la información del mundo externo, así como el estado emocional de una persona para modificar el comportamiento de alimentación y el gasto de energía.
En este nuevo estudio, los investigadores investigaron una población única de neuronas que se encuentran en la base del cerebro en el hipotálamo.
“Diseñamos ratones genéticamente para que tengan un defecto específico que impide que estas neuronas liberen el neurotransmisor inhibidor, GABA”, dijo Lowell. “Los ratones con este defecto desarrollaron una obesidad marcada y, sorprendentemente, su obesidad se debió enteramente a un defecto en la quema de calorías”, explica, y agrega que la ingesta de alimentos no se vio afectada en absoluto.
Luego, los investigadores diseñaron otro grupo de ratones en el que estas neuronas podrían activarse selectivamente en diferentes momentos. A partir de esto, el equipo pasó a demostrar que las neuronas impulsan el gasto de energía en la grasa marrón.
La grasa marrón ha estado en los titulares últimamente porque muchos estudios recientes han revelado que, a diferencia de la grasa blanca que almacena energía, la grasa marrón quema energía para generar calor. Este proceso se llama termogénesis.
“El gasto de energía mediado por el tejido adiposo marrón es fundamental para mantener el peso corporal y previene la obesidad inducida por la dieta. Sin embargo, su mecanismo regulador basado en el cerebro aún no se comprende bien ”, dijo el primer autor Dong Kong, Ph.D.
"Nuestro descubrimiento de un neurocircuito basado en el hipotálamo que en última instancia controla la termogénesis es un avance importante", agregó Lowell.
Además, los investigadores encontraron que cuando activaban estas neuronas, el gasto de energía dependía por completo de la liberación de GABA. Estos resultados revelan que la liberación de GABA impulsa selectivamente el gasto energético. “Nuestros hallazgos han avanzado enormemente nuestra comprensión del control del gasto energético y han proporcionado nuevos conocimientos sobre la patogenia de la obesidad”, dijo Kong.
Las características únicas de las neuronas del hipotálamo son importantes porque podrían brindar la oportunidad de modificar experimentalmente el control del gasto energético del cerebro. Específicamente, es probable que las neuronas que reciben señales mediadas por GABA de estas neuronas desempeñen funciones importantes en la regulación del gasto energético, pero no de la ingesta de alimentos.
"Ahora es importante delinear completamente las neuronas aguas arriba que controlan estas neuronas reguladoras de la termogénesis, y también las neuronas aguas abajo que completan el 'circuito' hacia el tejido adiposo marrón", dijo Lowell.
Dicho trabajo podría descubrir nuevas oportunidades para intervenciones farmacológicas que podrían conducir a tratamientos efectivos para la obesidad y sus complicaciones relacionadas, como la diabetes.
Fuente: Centro Médico Beth Israel Deaconess
