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Bajos niveles de glucosa en el cerebro pueden desencadenar el Alzheimer
Nuestro cerebro funciona con azúcar, y una nueva investigación vincula la falta de glucosa con el deterioro cognitivo típico de la enfermedad de Alzheimer y la demencia. Además, los investigadores pueden haber identificado un nuevo objetivo de drogas para tratar la enfermedad neurodegenerativa.
Usando un modelo de ratón, los investigadores han descubierto el mecanismo por el cual la privación de glucosa en el cerebro conduce a un deterioro cognitivo.
Más de 5 millones de personas en los Estados Unidos viven con la enfermedad de Alzheimer. Antes de desarrollar la enfermedad en toda regla, muchos de estos pacientes comienzan a experimentar una forma leve de deterioro cognitivo.
Esto puede incluir problemas con su razonamiento, criterio o memoria que son mayores de lo normal, pero que no interfieren con el funcionamiento diario.
Como estudios recientes han sugerido, incluso antes de los primeros signos de deterioro cognitivo, los niveles de glucosa en el cerebro comienzan a disminuir.
La glucosa es crucial para un buen funcionamiento cognitivo. De hecho, nuestros cerebros dependen en gran medida de esta fuente de energía, utilizando la mitad de todo el azúcar en nuestro cuerpo para alimentar el razonamiento, la memoria y el aprendizaje.
Una nueva investigación, dirigida por el Dr. Domenico Praticò, profesor del Centro de Medicina Traslacional de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple en Filadelfia, Pensilvania, investiga más profundamente el impacto que la privación de glucosa tiene en el cerebro.
Los hallazgos fueron publicados en Naturaleza diario Psiquiatría traslacional.
Estudiar el impacto de la privación de glucosa en el cerebro
El Dr. Praticò ha demostrado en un estudio anterior que, para compensar la falta de glucosa, el cerebro crea la proteína llamada tau fosforilada.
La proteína tau luego crea los llamados ovillos en forma de "enredos" de fibras retorcidas de tau que bloquean el transporte de nutrientes a través de las neuronas. Eventualmente, estos enredos hacen que las células del cerebro mueran. Una mayor cantidad de ovillos tau generalmente se asocia con una mayor gravedad de la enfermedad de Alzheimer y la demencia.
El estudio anterior realizado por el Dr. Praticò investigó este mecanismo in vitro y mostró que la acumulación de tau se produce mediante la vía de la P38 quinasa.
En esta nueva investigación, el equipo ha examinado el mecanismo de la fosforilación de tau como respuesta a la privación de glucosa in vivo, utilizando un modelo de ratón.
El Dr. Praticò y sus colegas utilizaron ratones que se han modificado genéticamente de forma que se replican los problemas de memoria y la patología tau típica de la enfermedad de Alzheimer.
Cuando los ratones tenían 4 o 5 meses de edad, a algunos de ellos se les administró 2-desoxiglucosa (DG), un compuesto químico que evita que la glucosa entre en la célula y se procese en energía.
A los ratones se les inyectó la sustancia durante varios meses y, al final, se les evaluó la función cognitiva mediante pruebas de laberinto para evaluar la memoria y el aprendizaje.
P38 quinasa directamente asociada con deterioro de la memoria
Los ratones privados de glucosa tuvieron un desempeño mucho peor en las pruebas de cognición que aquellos que no habían recibido DG.
Además, una evaluación microscópica de los cerebros de los ratones reveló que las neuronas en los ratones privados de glucosa tenían un funcionamiento sináptico anormal. La codificación de la memoria y el almacenamiento se vieron afectados debido a que las sinapsis interneurales no podían comunicarse entre sí de manera adecuada.
Además, los investigadores también encontraron altos niveles de tau fosforilada y un alto número de células muertas en los cerebros de ratones tratados con DG.
Siguiendo la investigación previa del Dr. Praticò, el equipo examinó la activación de P38 y descubrió que estaba directamente asociada con los déficits de memoria.
"Los hallazgos son muy emocionantes", dice el Dr. Praticò. "Ahora hay mucha evidencia para sugerir que P38 está involucrado en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer".
Según él, los hallazgos respaldan el hecho de que incluso pequeños episodios de privación crónica de glucosa pueden dañar el cerebro. "Existe una alta probabilidad de que esos tipos de episodios estén relacionados con la diabetes, que es una condición en la que la glucosa no puede ingresar a la célula. La resistencia a la insulina en la diabetes tipo 2 es un factor de riesgo conocido para la demencia", explica el Dr. Praticò.
Los autores concluyen señalando que esta es la primera vez que un estudio ha ofrecido "evidencia experimental in vivo" de que la privación de glucosa en el cerebro -mediante la activación de la vía de la cinasa P38- desencadena la memoria y el deterioro cognitivo, falta de comunicación sináptica entre neuronas y neuronal muerte.
También comentan sobre las posibilidades de tratamiento, ya que es la primera vez que se identifica a P38 como un posible nuevo objetivo farmacológico para la enfermedad de Alzheimer:
"Las drogas dirigidas a esta quinasa en el cerebro pueden representar un enfoque terapéutico adecuado para el tratamiento de la EA [enfermedad de Alzheimer] y las tauopatías relacionadas para las cuales el deterioro de la utilización de la glucosa es un factor de riesgo establecido".
"Es una vía de investigación emocionante", agrega el Dr. Praticò. "Un medicamento dirigido a esta proteína podría traer grandes beneficios para los pacientes".
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