La misma proteína potencia el rendimiento muscular y el aprendizaje

Las neuronas se alimentan únicamente de glucosa. Gracias a la oxidación de su producto, la mitocondria puede generar ATP, que es la moneda de cambio energética del organismo.

El resto del cuerpo, por otra parte, es capaz de utilizar otras fuentes de energía aparte de la glucosa para funcionar correctamente. La más conocida es la grasa. Al igual que en el cerebro, la mitocondria es la responsable de producir ATP a partir de la oxidación de los ácidos grasos.

Las demandas de ATP en los distintos tejidos varían en función de los requerimientos, lógicamente. Si se está realizando una tarea física exigente, por ejemplo, la energía dirigida a los músculos será mayor. En este proceso el receptor gamma relaconado con el estrógeno (ERRγ) es fundamental.

Se sabe que la activación de este receptor promueve la activación de una importante cantidad de genes que participan en la oxidación de ácidos grasos en las mitocondrías del músculo esquelético y cardíaco 1. Por ese motivo se le considera como una especie de interruptor metabólico maestro y ocupa en los últimos años un puesto privilegiado entre las dianas terapéuticas para la obesidad y al diabetes tipo II 2.

Esquema que muestra el papel central de EERy en la red de transcripción que regula la función en el músculo (Fuente: Rangwala SM, et al., 2010)

Esquema que muestra el papel central de EERγ en la red de transcripción que regula la función en el músculo (Adaptado de Rangwala SM, et al., 2010).

Curiosamente, esta proteína se encuentra también en el cerebro. Y se encuentra de manera activa. El motivo por el que esto es así se desconoce, dado que, como comentaba al inicio de la entrada, las neuronas se alimentan de azúcar y el ERRγ participa en la movilización de la grasa.

Esta incongruencia fue lo que motivó al equipo liderado por Ronald Evans a examinar el asunto más a fondo.

En cultivos de neuronas, los investigadores del Laboratorio de Expresión Génica de Salk descubrieron que al igual que ocurre en el músculo, ERRγ activa docenas de genes metabólicos. Sin embargo, en las neuronas esta activación está relacionada con la movilización de la glucosa, no la grasa. Por su parte, las neuronas que carecían de este receptor no eran capaces de aumentar la producción energética, por lo que su rendimiento se veía comprometido.

Es más, observaron que esta proteína se encuentra especialmente activa en el hipocampo. La pregunta siguiente estaba clara: ¿tiene ERRγ algún papel en el aprendizaje y la memoria?

A pesar de mostrar una actividad, visión y equilibrio normal, en comparación con ratones con niveles normales de ERRγ los ratones carentes de este receptor aprendían más lentamente la ruta hacia la plataforma en el paradigma de Water Maze. Y no sólo eso, sino que recordaban peor el laberinto en posteriores exposiciones.

errgammabrain

Resumen gráfico que muestra el papel del ERRγ en la regulación neuronal de genes que promueven la oxidación metabólica mitocondrial, clave para cubrir las demandas energéticas de la formación de memoria y aprendizaje espacial (Fuente: Pei et al., 2015).

En conclusión, parece que el papel del ERRγ no está limitado únicamente a la movilización de energía en el músculo, sino que más bien se dedica a dirigir la energía hacia las mitocondrias que más la requieren, ya sea el cerebro para crear nuevos recuerdos, o el músculo para hacer frente a la demanda física de la tarea presente. Hasta ahora, se había asumido que el papel de ERRγ era el mismo en el cerebro que en el resto del cuerpo, pero se ha visto que no es así; en el músuclo activa vías de movilización de grasa, en el cerebro, vías de movilización de azúcar.

El hallazgo, publicado en Cell Metabolism, hace hincapié también en la posibilidad de utilizar este receptor como alternativa en los posibles tratamientos para la medicina regenerativa y del desarrollo, así como para hacer frente a problemas de memoria y aprendizaje.

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Referencia:

Pei L., et al. Dependence of Hippocampal Function on ERRγ-Regulated Mitochondrial Metabolism. Cell Metabol, 2015; 21:628–636.

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