Se descubre que un receptor en el cerebro regula las respuestas metabólicas a situaciones de estrés de manera distinta en ratones machos y hembras
En respuesta al estrés, nuestro cuerpo desvía recursos metabólicos hacia su respuesta a la emergencia. Se creía que el sistema nervioso simpático (nuestro sistema instintivo de reacción al estrés) dirigía esta actividad. Sin embargo, una investigación realizada en el Instituto Weizmann de Ciencias muestra que las neuronas en el cerebro poseen un sorprendente rol. Los hallazgos, que fueron recientemente publicados en Cell Metabolism, podrían en un futuro ayudar a desarrollar mejores medicamentos para combatir patologías relacionadas al estrés y desórdenes alimenticios.
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, quien actualmente forma parte del personal científico del Departamento de Recursos Veterinarios, junto a Chen y la estudiante de investigación Meira Weiss, enfocaron en una región del cerebro llamada hipotálamo. Esta cuenta con varias funciones, entre ellas ayudar al cuerpo a adaptarse a situaciones estresantes, controlar el hambre y la saciedad, y regular los niveles de glucosa en la sangre y el gasto energético.
En situaciones estresantes, las células en el hipotálamo aumentan la activación de un receptor localizado en sus membranas llamado CRFR1. Se sabía que este receptor contribuye a la activación rápida de una red de reacción al estrés del sistema nervioso simpático, incrementando el ritmo cardíaco, por ejemplo. Sin embargo, ya que esta región del cerebro también regula el balance energético del cuerpo, el equipo pensó que el receptor CRFR1 podría también influir en estos procesos.
Chen y su equipo caracterizaron las células en cierta región del hipotálamo, descubriendo que el receptor se expresa en alrededor de la mitad de las células que despiertan el apetito y suprimen el consumo de energía. Estas células componen una de las dos principales poblaciones del hipotálamo. La segunda población promueve la saciedad y el consumo de energía. “Esto fue una pequeña sorpresa”, dice Kuperman, “ya que instintivamente hubiéramos esperado que el receptor se expresara en las células que suprimen el hambre.”
Para continuar investigando, los científicos removieron el receptor CRFR1 solo en las células que despiertan el apetito en el hipotálamo en los ratones de laboratorio, y luego observaron cómo esto afecta a las funciones corporales. Inicialmente, ellos no vieron cambios significativos, confirmando que este receptor solo es utilizado en situaciones estresantes. Cuando expusieron a los ratones a situaciones de estrés (frío o hambre) se sorprendieron nuevamente.
Al ser expuestos al frío, el sistema nervioso simpático activa un tipo único de grasa llamada grasa marrón que produce calor para mantener la temperatura interna del cuerpo. Al ser removido el receptor, la temperatura del cuerpo disminuyó dramáticamente, pero solo en los ratones hembra. Incluso posteriormente su temperatura no pudo estabilizarse, mientras que los ratones macho no sufrieron prácticamente ningún cambio.
El ayuno produjo una respuesta dramática similar en los ratones hembra. Normalmente cuando la comida es poca, el cerebro manda un mensaje al hígado para que produzca glucosa, manteniendo cierto nivel mínimo en la sangre. Sin embargo, al suprimir el alimento a los ratones hembra carentes del receptor CRFR1, la cantidad de glucosa producida por sus hígados disminuyó significativamente. En el caso de ratones macho hambrientos y carentes de CRFR1, de la misma manera que al ser expuestos al frío, su metabolismo no fue prácticamente afectado.
“Descubrimos que el receptor tiene un efecto inhibidor en las células nerviosas, y es esto lo que activa al sistema nervioso simpático”, dice Kuperman.
Entre otras cosas, al revelar exactamente cómo este receptor funciona y cómo contribuye a la respuesta al estrés, estos resultados muestran que el cuerpo de machos y hembras puede exhibir diferencias significativas en sus respuestas metabólicas a desafíos estresantes. Ciertamente, el hecho de que el receptor suprima el apetito en hembras puede ayudar a explicar por qué las mujeres son más susceptibles a desórdenes alimenticios que los hombres.
Estos descubrimientos podrían ayudar a desarrollar tratamientos psicofarmacéuticos, especialmente debido a que los medicamentos pueden ingresar relativamente fácil en el hipotálamo. De hecho, varias compañías farmacéuticas han comenzado a desarrollar medicamentos para bloquear el receptor CRFR1 para el posible tratamiento de desórdenes de ansiedad o depresión. Sin embargo, los científicos advierten que debido a que las células están involucradas en el balance energético, bloquear el receptor podría producir efectos secundarios como el incremento de peso.
Los proyectos de investigación del Prof. Alon Chen son financiados por el Instituto Henry Chanoch Krenter de Imagen Biomédica y Genómica; la Fundación de la Familia Perlman establecida por Louis L. y Anita M. Perlman; la Fundación Adelis; la Fundación Irving I. Moskowitz; el Consejo Europeo de Investigación; el Fondo Tony Bieber; y el Laboratorio de la Familia Ruhman para la Investigación de la Neurobiología del Estrés.
Los proyectos de Investigación de la Dra. Yael Kuperman son financiados por el Laboratorio en Honor de Sarah y Rolando Uziel, México. La Dra. Kuperman es titular de la Cátedra Sarah y Rolando Uziel de Investigación.
Fuente : Instituto Weizmann