Los relojes circadianos juegan un papel clave en el crecimiento de las células grasas

La interrupción de los relojes circadianos que mantienen al cuerpo y sus células sincronizados con el ciclo día-noche de 24 horas juega un papel fundamental en el aumento de peso, según un par de estudios realizados por investigadores de Weill Cornell Medicine.

Un estudio, publicado el 27 de junio en Informes de celda reveló que el estrés causado por la administración crónica de hormonas glucocorticoides del estrés y la alteración del ciclo diario normal de liberación desencadena un mecanismo de protección temporal en ratones. Este mecanismo estimula el crecimiento de las células grasas y la producción de insulina al mismo tiempo que reduce el exceso de azúcar en la sangre y los niveles de grasa en el torrente sanguíneo y el hígado.

El segundo estudio, publicado el 8 de agosto en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, muestra que los precursores de las células grasas se comprometen a convertirse en células grasas durante el período de descanso de los ratones. Los estudios sugieren que el estrés y otros factores que alteran el ritmo de los «relojes» del cuerpo pueden contribuir al aumento de peso y sugieren nuevos enfoques de tratamiento para la obesidad.

«Muchas fuerzas actúan en contra de un metabolismo saludable cuando estamos fuera del ritmo circadiano», explicó la autora principal de ambos estudios, la Dra. Mary Teruel, profesora asociada de bioquímica y miembro del Instituto Gale e Ira Drukier para la Salud Infantil. en Medicina Weill Cornell. «Cuanto más comprendamos, más probable será que podamos hacer algo al respecto».

En el primer estudio, el Dr. Teruel y sus colegas imitaron los efectos disruptivos que tienen condiciones como la enfermedad de Cushing o el estrés crónico en las fluctuaciones diarias habituales de los glucocorticoides, una clase de hormonas relacionadas con el estrés. Para ello, implantaron gránulos que liberaban glucocorticoides a un ritmo constante durante 21 días bajo la piel de ratones y los compararon con ratones normales que tienen fluctuaciones diarias normales. La cantidad de grasa marrón y blanca en los ratones con gránulos de glucocorticoides se duplicó en 21 días, y los niveles de insulina en sus cuerpos se dispararon a pesar de que los ratones seguían consumiendo la misma dieta saludable que los ratones normales.

«Si estresas a los animales en el momento equivocado, tiene un efecto dramático», dijo el Dr. Teruel. «Los ratones no están comiendo de manera diferente, pero un gran cambio en el metabolismo provoca un aumento de peso».

Sorprendentemente, estas alteraciones metabólicas parecían tener un «efecto protector» al mantener bajos los niveles de azúcar en la sangre y evitar que la grasa se acumulara en la sangre o el hígado. Cuando retiraron los gránulos, los cambios metabólicos se revirtieron rápidamente.

«Muestra que los animales pueden hacer frente al estrés crónico por un tiempo», dijo.

En el segundo estudio, la Dra. Teruel y sus colegas unieron una proteína fluorescente roja a la proteína que controla la expresión de importantes genes del reloj circadiano y una proteína fluorescente amarilla al receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas (PPARG), una proteína que regula la producción de células grasas. Utilizaron estos dos marcadores fluorescentes para monitorear las fluctuaciones diarias de PPARG y la expresión génica circadiana en precursores de células grasas de ratón. Durante el período de descanso del día, encontraron que una proteína circadiana llamada CCAAT Enhancer Binding Protein Alpha (CEBPA) provoca un rápido aumento en la producción de PPARG. Una vez que los niveles de PPARG alcanzan un cierto umbral, las células precursoras se comprometen a convertirse en células grasas, un proceso que tarda unos días en completarse.

«La decisión de convertirse en una célula de grasa ocurre rápidamente durante cuatro horas. Es como un cambio», dijo. «Solo sucede en un momento determinado del día».

La Dra. Teruel y sus colegas ahora están trabajando para comprender por qué la alteración de los ritmos diarios de los glucocorticoides desencadena cambios metabólicos protectores temporales. También quieren saber si el estrés prolongado o una dieta alta en grasas hacen que estos cambios sean permanentes. Los resultados de estos estudios podrían ayudar a determinar cuánto tiempo es seguro tratar a las personas con medicamentos glucocorticoides para afecciones como el asma.

La investigación también podría conducir al desarrollo de medicamentos que ayuden a restablecer los ritmos circadianos en personas con obesidad como alternativa a tratamientos más invasivos como la cirugía bariátrica. Otra posibilidad podrían ser las terapias dirigidas a la ventana de 4 horas cuando los precursores de las células grasas se comprometen a convertirse en células grasas para evitar la acumulación excesiva de grasa.

La Dra. Teruel y sus colegas también creen que aprender a sincronizar los relojes circadianos celulares y maestros del cuerpo será esencial.

«Cada célula de nuestro cuerpo tiene un reloj celular intrínseco, al igual que las células grasas, y tenemos un reloj maestro en nuestro cerebro, que controla la secreción de hormonas», dijo. «Estamos tratando de entender cómo funcionan juntos y cómo podemos coordinarlos».