«¿Almacenar azúcar como grasa? ¡No en mi turno!» – dice G3PP

Que el consumo excesivo de azúcar* facilita la aparición de obesidad parece estar, a estas alturas, fuera de debate. Recientemente, incluso se ha achacado a este glúcido una importancia mayor que la que tiene la grasa saturada en las enfermedades cardiovasculares 1.

La lipogénesis es el proceso por el que se crean los triglicéridos. Lo que comúnmente se conoce como la grasa. Es el resultado final de un complejo proceso que une ácidos grasos y glicerol.

En este proceso, muchísimas moléculas y enzimas participan. Moléculas y enzimas no sólo implicadas en la lipogénesis, sino también en otros procesos relacionados. Por ejemplo, la regulación de la glucosa.

Uno de los productos del metabolismo de la glucosa es una molécula llamada glicerol-3-fosfato (Gro3P). Curiosamente, GroP3 es fundamental en el metabolismo lipídico. Se utiliza para la formación de triglicéridos, ya que su degradación aporta el glicerol necesario en la unión con los ácidos grasos. Así pues, es una molécula clave, dado que sirve como nexo de unión entre el metabolismo de lípidos y de glucosa.

gro3P

Estructura química de Gro3P

No obstante, el mecanismo por el que este proceso ocurre no está del todo explicado y deja cabos sueltos. El descubrimiento que han realizado el equipo de Prentki y Madiraju ata varios de estos cabos, dado que han descrito una nueva ruta metabólica de la Gro3P. En concreto, los investigadores han identificado una enzima desconocida hasta ahora en mamíferos, la Gro3P fosfatasa (G3PP), responsable de transformar la Gro3P en glicerol. Los autores han comprobado que mediante el control de los niveles de Gro3P, esta enzima regula procesos tan importantes como:

Tras su descubrimiento, se realizaron experimentos in vivo para comprobar cómo se comporta el organismo ante diferentes condiciones de G3PP.

Los resultados demostraron que la sobrexpresión de G3PP en el hígado generaba una disminución en el aumento de peso y la producción de glucosa hepática, al tiempo que incrementaban los niveles de HDL.

Comprobaron también que esta enzima se expresa en diferentes tejidos, y que su expresión varía de acuerdo al estado nutricional de estos.

Dada la posición privilegiada que Gro3P ostenta en el cruce de caminos entre el metabolismo de la glucosa y los lípidos, el control de la disponibilidad de G3PP añade un nivel clave en la regulación metabólica. Puede que resulte interesante tenerlo en cuenta como posible diana terapéutica para trastornos del metabolismo y otros, como la diabetes. Siempre y cuando, claro está, se pueda replicar este resultado y comprobar que la función que se observa en las ratas es similar en humanos.

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Referencia:

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* excepto el que se encuentra de manera natural frutas y verduras.

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.

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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.