A la vista del estrés, nuestro cuerpo desvía recursos metabólicos de su respuesta de emergencia. Se ha pensado que el sistema nervioso simpático – sistema instintivo del cuerpo para reaccionar ante el estrés – dirige esta actividad, pero el Instituto Weizmann de Investigación de la Ciencia, ahora muestra que las neuronas en el cerebro tienen un papel sorprendente. Los resultados, que recientemente aparecieron en Cell Metabolism, podrán, en el futuro, contribuir al desarrollo de mejores fármacos para tales patologías relacionadas con el estrés como son los trastornos de la alimentación.
La Dra. Yael Kuperman comenzó este estudio como parte de su investigación doctoral en el laboratorio del prof. Alon Chen, del Departamento de Neurobiología. Kuperman, actualmente científica de planta del Departamento de Recursos Veterinarios. Chen y la estudiante de investigación Meira Weiss se enfocaron en un área del cerebro llamada hipotálamo, que tiene una serie de funciones, entre ellas ayudar al cuerpo a adaptarse a las situaciones de estrés, controlar el hambre, la saciedad, la regulación de la glucosa en sangre y el gasto energético.
Cuando el estrés impacta, las células en el hipotálamo intensifican la activación de un receptor en sus paredes exteriores llamado CRFR1. Se sabía que este receptor contribuye a la rápida activación de la red del nervio simpático – aumentando por ejemplo la frecuencia cardíaca.
Pero desde que esta zona del cerebro regula asimismo el balance energético del cuerpo, el equipo de estudio pensó que el receptor CRFR1 podría del mismo modo, desempeñar un papel importante.
Chen y su grupo caracterizan las células en un área determinada del hipotálamo, encontrandoque el receptor se expresa en alrededor de la mitad de aquello que despierta el apetito y suprime los gastos de energía. Estas células comprenden una de las dos poblaciones principales en el hipotálamo. La segunda promueve la saciedad y la quema de energía. “Esto fue una gran sorpresa” dice Kuperman, “podríamos instintivamente esperar que el receptor se exprese en las células supresoras del hambre”.
Para continuar con la investigación, los investigadores quitaron el receptor CRFR1 solo de las células que despiertan el apetito en el hipotálamo en ratones de laboratorio, y luego observaron cómo esto afectó sus funciones corporales. Al principio, ellos no vieron ningún cambio significativo, lo que confirma que este receptor se guarda para las situaciones de estrés. Cuando se expusieron los ratones a estrés – hambre o frío – consiguieron otra sorpresa.
Cuando se expone al frío, el sistema nervioso simpático activa un tipo único de grasa llamada tejido adiposo marrón, que produce calor para mantener la temperatura interna del cuerpo. Cuando este receptor del cerebro fue removido, la temperatura corporal bajó dramáticamente, pero solo en los ratones hembras. Incluso después la temperatura no logró estabilizarse, mientras que los ratones machos no mostraron casi ningún cambio.
El hambre produce una drástica respuesta similar a la anterior en los ratones femeninos. Normalmente, cuando la comida escasea, el cerebro envía un mensaje al hígado para producir glucosa, conservando un nivel mínimo en la sangre. No obstante, cuando le denegaron la comida a los ratones hembra que perdieron el receptor CRFR1, la cantidad de glucosa producida por el hígado se redujo significativamente.
El metabolismo apenas se vio afectado en los ratones (machos) hambrientos con deficiencia de CRFR1, como esos que fueron expuestos al frío.
“Hemos descubierto que el receptor tiene un efecto inhibidor sobre las células nerviosas y esto es lo que activa el sistema nervioso simpático”, dice Kuperman.
Entre otras cosas -revela exactamente cómo funciona este receptor y cómo contribuye a la respuesta al estrés- los resultados muestran que los órganos masculinos y femeninos pueden presentar diferencias significativas en la respuesta metabólica a los problemas de estrés. En efecto, el hecho de saber que el receptor suprime la alimentación puede ayudar a explicar por qué las mujeres son mucho más propensas a trastornos de la alimentación que los hombres.
Estos hallazgos podrían ayudar en el desarrollo de tratamientos psicofarmacéuticos, especialmente a partir de que los fármacos pueden entrar en el hipotálamo con relativa facilidad. De hecho, varias compañías farmacéuticas han comenzado ya el desarrollo de fármacos para bloquear el receptor CRFR1 para el posible tratamiento de trastornos de ansiedad o depresión.
La investigación del prof. Alon Chen es apoyada por el Instituto Henry Krenter Janoj de Imágenes Biomédicas y Genómica; la Fundación de la Familia Perlman, fundada por Luis L. y Anita M. Perlman; la Fundación Adelis; la Fundación Irving Moskowitz I.; el Consejo Europeo de Investigación; la finca de Bieber, Tony; y el Laboratorio de Investigación de la familia Ruhman en la Neurobiología del Estrés.