La estructura de su célula cerebral podría influir en el riesgo de obesidad

Los investigadores que estudian la obesidad han descubierto que las estructuras parecidas a una antena en las células del cerebro que forman parte del circuito de hambre del cuerpo parecen desempeñar un papel clave en la regulación del apetito.
Los científicos continúan explorando la genética detrás de la obesidad.

El documento de estudio, publicado en la revista Genética de la naturaleza, destacó el importante papel que las estructuras parecidas a una antena, o cilios primarios, pueden desempeñar en la señalización cerebral.

En general se pensaba que la mayoría de las señales en el cerebro ocurrían a través de estructuras llamadas sinapsis.

"Estamos construyendo una comprensión unificada de la genética humana de la obesidad", explica el autor principal Christian Vaisse, profesor en el Centro de Diabetes en la Universidad de California, San Francisco.

"Hasta hace poco", agrega, "muchos investigadores de la obesidad apenas habían oído hablar de los cilios primarios, pero eso va a cambiar".

El papel de la genética en la obesidad

En los Estados Unidos, la obesidad afecta a más de un tercio de los adultos (o 78.6 millones).

La obesidad es una gran preocupación de salud pública, sobre todo porque está asociada con una salud mental deficiente y muchos otros problemas médicos graves. Estas incluyen algunas de las principales causas de muerte en los EE. UU. Y en el resto del mundo, como la diabetes, los accidentes cerebrovasculares, las enfermedades cardíacas y algunos cánceres.

Los principales impulsores de la epidemia de obesidad son en gran parte no genéticos, como la combinación de acceso fácil a un suministro ilimitado de alimentos ricos en calorías y "estilos de vida cada vez más sedentarios".

Sin embargo, no todos los expuestos a estas condiciones ambientales se vuelven obesos, lo que sugiere que la genética también juega un papel.

En la mayoría de las enfermedades en las que la genética juega un papel, la causa se debe a las variaciones en varios genes. Pero a veces, la causa puede deberse a variaciones en un solo gen.

Circuito de hambre

En su artículo, los investigadores explican que la mayoría de las causas monogénicas de obesidad severa se deben a alteraciones genéticas en un circuito de hambre que involucra leptina, una proteína de señalización u hormona que es liberada por las células de grasa.

El circuito es una red de células nerviosas, o neuronas, en el área del hipotálamo del cerebro que ayuda a mantener el peso estable al ajustar el apetito y el uso de energía según los niveles de leptina.

Las mutaciones en el gen que codifica la leptina, o en los genes implicados en el control y la respuesta a la proteína, pueden llevar a que no se detecte cuando el cuerpo tiene una cantidad suficiente de grasa. Esto puede suceder en ratones y humanos, haciendo que sigan comiendo "como si estuvieran muriendo de hambre".

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En un trabajo previo, el profesor Vaisse y sus colegas descubrieron que las mutaciones en un gen involucrado en el circuito del hambre de leptina, el gen del receptor de melanocortina 4 (MC4R), representan el 3-5 por ciento de todos los casos de obesidad severa en humanos. La obesidad severa se define como tener un índice de masa corporal (IMC) que está por encima de 40.

La proteína MC4R detecta señales químicas en un grupo especial de neuronas en el hipotálamo que se cree que juegan un papel importante en la reducción del apetito en respuesta a los altos niveles de leptina.

Hasta el nuevo estudio, los científicos no sabían cómo este subconjunto de neuronas hipotalámicas regula el control del apetito.

Cilios primarios relacionados con la obesidad

Otros miembros del equipo de estudio también habían descubierto anteriormente que las variaciones raras en los genes que afectan a los cilios primarios pueden dar lugar a enfermedades que casi siempre van acompañadas de obesidad severa, como los síndromes de Alström y Bardet-Biedl. Sin embargo, no estaba claro cómo los cilios están relacionados con la obesidad.

En el nuevo estudio, los investigadores estudiaron las neuronas hipotalámicas que regulan el apetito en ratones normales y encontraron que la proteína MC4R se concentra en sus cilios primarios.

También encontraron que los ratones diseñados para tener la versión del gen que está vinculada a la obesidad severa en los humanos no tenían la proteína MC4R en esos cilios.

Estos hallazgos hicieron que el equipo se preguntara si estos cilios primarios en las neuronas hipotalámicas eran la ubicación principal para la función reguladora del apetito del circuito de hambre de leptina.

Descubrimientos recientes han revelado que otra proteína llamada adenylyl cyclase 3 (ADCY3) también está relacionada con la obesidad y que también se concentra en los cilios primarios. Se sabe que ADCY3 se conecta con MC4R cuando envía señales.

Ubicaciones clave de las señales de regulación del apetito

En una serie adicional de experimentos, los investigadores descubrieron que después de bloquear ADCY3 en los ratones, los animales aumentaban significativamente su ingesta de alimento y comenzaban a ser obesos.

Los investigadores concluyeron que ADCY3 y MC4R trabajan juntos en los cilios primarios de las neuronas que detectan la leptina para ayudarlos a detectar que los niveles de grasa corporal están aumentando, lo que a su vez reduce el apetito.

La interferencia genética o de otro tipo con estos componentes vitales podría provocar que el cuerpo no pueda aplicar el "freno de emergencia" al control del apetito.

Sin embargo, los investigadores señalan que todavía hay mucho por aprender sobre el papel de los cilios primarios en la regulación del apetito, y es probable que pase bastante tiempo antes de que estén disponibles nuevos tratamientos basados ??en este conocimiento.

"Es emocionante cuánto progreso ha hecho este campo. En los años 90, nos preguntamos si la obesidad es genética o no, hace una década descubrimos que la mayoría de los factores de riesgo de obesidad afectan principalmente al circuito de leptina en el cerebro", dice el Prof. Vaisse.

"[A] nd ahora, estamos a punto de comprender cómo los defectos en esta estructura subcelular específica de un subconjunto particular de neuronas hipotalámicas aumenta el aumento de peso y la obesidad".

Prof. Christian Vaisse