Utilizando ratones, los científicos han revelado por primera vez cómo las hormonas del estrés controlan los niveles de grasa y azúcar durante un ciclo de 24 horas. Además, han demostrado que una dieta alta en calorías puede alterar la sensibilidad temporal de los ciclos metabólicos.
El nuevo estudio, dirigido por investigadores de Helmholtz Zentrum München y el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes (DZD), también en Munich, Alemania, ayuda a explicar la naturaleza rítmica de las hormonas del estrés, cuyos niveles aumentan antes de despertarse, alimentarse y refluir durante el sueño y rápido.
Los hallazgos también aclaran cómo este ciclo hormonal se vincula con la rutina diaria que el hígado sigue para almacenar y liberar azúcar y grasa.
Un reciente Célula molecular El artículo describe cómo los investigadores hicieron estos descubrimientos al investigar la actividad de los glucocorticoides en los hígados de los ratones.
Debido a que el receptor de glucocorticoides también es el objetivo de los esteroides sintéticos antiinflamatorios, los resultados sugieren que los medicamentos con glucocorticoides podrían tener diferentes efectos en personas con y sin obesidad.
Las hormonas del estrés suben y bajan
Las glándulas suprarrenales lanzamiento hormonas glucocorticoides en la mañana bajo el control de las señales del cerebro relacionadas con el reloj.
El reloj biológico que reside en cada célula del cuerpo ayuda a regular el tiempo diario de liberación de hormonas. La luz solar y los factores de estilo de vida ayudan a mantener sincronizado el reloj biológico.
Las glándulas también liberan las hormonas en respuesta al estrés, por eso también se les llama hormonas del estrés.
Las hormonas del estrés alcanzan su punto máximo antes de despertarse, ayudando al cuerpo a prepararse para las actividades del día al obtener energía de los niveles elevados de grasas y azúcar.
Sin embargo, la interrupción de los relojes biológicos, como por turnos de trabajo o por desfase horario, puede alterar en gran medida el metabolismo y contribuir a trastornos relacionados, como la diabetes tipo 2, la obesidad y el hígado graso.
Los medicamentos glucocorticoides y una afección llamada síndrome de Cushing, que aumentan los niveles de glucocorticoides, pueden tener el mismo efecto.
Estudio centrado en receptores de glucocorticoides
El nuevo estudio tuvo como objetivo comprender la conexión entre los aumentos diarios de la hormona del estrés, el reloj biológico y los ciclos metabólicos, centrándose en los receptores de glucocorticoides.
Los glucocorticoides regulan numerosos procesos moleculares en funciones que van desde el metabolismo y la inmunidad hasta el crecimiento óseo y la cognición.
Casi todas las células del cuerpo tienen receptores para estas hormonas. Sin el receptor correspondiente, la hormona no puede ingresar a la célula e influir en ella.
Para el nuevo estudio, el equipo investigó la actividad metabólica de los glucocorticoides en los hígados de ratones mediante la evaluación de las propiedades de su receptor correspondiente.
Utilizaron una variedad de técnicas avanzadas para mapear lo que sucedió con los receptores de glucocorticoides en los hígados de ratones cada 4 horas durante un ciclo de 24 horas. Utilizaron dos grupos de ratones: un grupo tenía una dieta normal y el otro grupo se alimentaba con una dieta alta en grasas.
El equipo también examinó en detalle lo que sucedió con el metabolismo hepático de 24 horas de los ratones como resultado de los aumentos diarios en la secreción de glucocorticoides.
Los métodos que usaron les permitieron mostrar que los efectos de los glucocorticoides eran diferentes cuando los animales ayunaban durante el sueño y mientras se alimentaban cuando estaban despiertos y activos.
Las hormonas del estrés regulan los genes circadianos.
Los investigadores encontraron que el receptor de glucocorticoides ejercía estos efectos a través de la unión sensible al tiempo con los genomas de las células hepáticas.
Además, parece que el receptor, y por lo tanto las hormonas del estrés asociadas, ayudan a regular casi todos los genes circadianos.
"Destacando el papel dominante (el receptor de glucocorticoides) juega en la sincronización de las amplitudes circadianas", escriben los autores, "encontramos que la mayoría de los genes oscilantes están unidos y dependen de (el receptor de glucocorticoides)".
Los investigadores mostraron que los hígados de los ratones que carecían del receptor no controlaban los niveles de grasa y azúcar según el día y la noche.
El equipo sugiere que los hallazgos revelen cómo el hígado controla los niveles de azúcar y grasa en la sangre de manera diferente durante el día en comparación con la noche.
Un conjunto adicional de experimentos también reveló que los ratones obesos y de peso normal respondían de manera diferente a un fármaco glucocorticoide.
El equipo cree que el estudio es el primero en mostrar que la dieta puede alterar el efecto de las hormonas y las drogas en los tejidos metabólicos.
Los investigadores sugieren que sus hallazgos ayudarán a informar el campo emergente de la cronomedicina, que enfatiza el papel del reloj biológico en la salud y la enfermedad.
"Podríamos describir un nuevo vínculo entre el estilo de vida, las hormonas y la fisiología a nivel molecular, lo que sugiere que las personas obesas pueden responder de manera diferente a la secreción hormonal diaria o a los medicamentos glucocorticoides", dice la autora principal del estudio, Nina Henriette Uhlenhaut, profesora en Helmholtz Zentrum München .
"Comprender cómo los glucocorticoides controlan los ciclos de 24 horas de actividad genética en el hígado y, en consecuencia, los niveles de azúcar y grasa en la sangre, proporciona nuevos conocimientos sobre la cronomedicina y el desarrollo de enfermedades metabólicas ".
Prof. Nina Henriette Uhlenhaut