El hipotálamo regula el metabolismo energético mediante un sistema neuroendócrino que integra distintas señales que reflejan el estado nutricional del cuerpo.
México ocupa el primer lugar mundial en obesidad infantil y el segundo en adultos, lo que genera grandes costos al sector salud. La obesidad es una enfermedad compleja y de difícil manejo que se ha vuelto uno de los problemas de salud más importante en el mundo. La obesidad además está asociada con el desarrollo de otras enfermedades mortales como las enfermedades cardiovasculares, síndrome metabólico, algunos tipos de cáncer, desordenes respiratorios, reproductivos, emocionales y problemas neurodegenerativos.
“Las causas de la obesidad son múltiples ya que incluyen a factores genéticos y ambientales que modifican el metabolismo energético y se produce un desbalance entre la ingesta y el almacenamiento de nutrientes. En humanos se han reconocido numerosos genes vinculados a cambios en el índice de masa corporal y se han identificado al menos once formas genéticas de obesidad”, dijo María Chávez Canales, investigadora adscrita a la Unidad de Medicina Traslacional del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM y del Instituto Nacional de Cardiología Dr. Ignacio Chávez.
Explicó que en la mayoría de las formas en las que la obesidad es causada por el cambio de un sólo gen, se afectan vías neuronales que controlan el metabolismo energético.
“El hipotálamo regula el metabolismo energético mediante un sistema neuroendócrino que integra distintas señales que reflejan el estado nutricional del cuerpo. El hipotálamo está compuesto por distintas poblaciones celulares que determinan procesos como el control de la saciedad y el hambre, la acumulación de tejido adiposo, la producción de calor entre otras funciones para lograr un balance energético. Por ello, se considera que la comunicación entre estas poblaciones de células en el hipotálamo es fundamental para el mantenimiento del peso corporal en niveles saludables”, dijo.
Ante este contexto, Chávez Canales y su equipo de investigación buscan determinar el papel de la proteína SPAK en la regulación del balance entre el gasto de energía y el control del peso corporal. Para ello, explorarán la función de la proteína SPAK en una vía de señalización en el hipotálamo que controlan la termogénesis”.
“SPAK es una proteína expresada en casi todas las células de los animales y su activad regula el transporte celular y transepitelial de iones que repercute en procesos como el mantenimiento del volumen celular, la concentración de cloruro intracelular y la regulación del volumen circulante. Esto lo hace a través de regular a otras proteínas que están en la membrana celular, las cuales son las responsables de meter o sacar de las células iones de sodio, potasio y cloro”, explicó. Esto puede modificar la comunicación entre las células y particularmente en las neuronas.
Dijo que en el laboratorio cuenta con ratones transgénicos que expresan una versión inactiva de la proteína SPAK que produce que los ratones sean resistentes a la obesidad inducida por una dieta alta en grasa. “Hemos observado que la pérdida de la función de SPAK produce un aumento en el gasto energético en los ratones, pero no modifica su ingesta de alimento, por lo que estamos enfocados a estudiar el mecanismo que subyace a esta observación”.
Distintos estudios han mostrado que modificaciones de la comunicación dada por el neurotransmisor GABA entre neuronas del hipotálamo controlan el peso corporal y que el efecto del GABA depende de la concentración de cloruro intracelular. Por lo que creemos que la proteína SPAK controla el metabolismo energético al modular esta comunicación por GABA en el hipotálamo.
Chávez Canales, ganadora de una de las Becas para Mujeres en la Ciencia L’Oréal- Unesco-AMC 2019, en el área de ciencias naturales, con el proyecto “Papel de la proteína SPAK en el control del metabolismo energético dependiente de vías GABAérgicas en el hipotálamo”, destacó que ya se ha documentado que la eliminación de SPAK tiene efectos positivos para controlar la obesidad y la hipertensión, “pero nos falta entender a detalle los mecanismos de este proceso para poder entender algún otro mecanismo que impacte en el mantenimiento del peso corporal ”.
El desarrollo de este proyecto, que aún está en su fase experimental, podría servir en el futuro para tener un tratamiento clínico dirigido a personas con obesidad y con hipertensión arterial. “Esto puede ser con compuestos químicos que inactiven directamente a la proteína SPAK, o que afecten vías moduladas por SPAK que controlen el metabolismo energético, y con ello el peso corporal”, consideró.
Foto 1: María Chávez Canales
Foto: Elizabeth Ruiz/AMC
Figura 1. Esquema de la comunicación entre el hipotálamo y el tejido adiposo. Se utiliza como ejemplo a la leptina que es secretada por el tejido adiposo hacia la sangre. Las regiones hipotalámicas esquematizadas son: el núcleo ventromedial (VMN), el núcleo del dorsomedial (DMN), el núcleo paraventricular (PVN), y el área lateral hipotalámica (LHA).
Imagen: Cortesía de la investigadora.
