La colaboración entre equipos del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), la Universidad de California, Irvine (UCI) y el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) ha demostrado que la interacción entre los relojes circadianos del hígado y el músculo esquelético controla el metabolismo de la glucosa.
Los hallazgos revelan que la función del reloj local en cada tejido no es suficiente para controlar el metabolismo de la glucosa en todo el cuerpo, sino que también requiere las señales de los ciclos de alimentación y ayuno para mantener adecuadamente los niveles de glucosa en el organismo. Comprender los componentes que subyacen al equilibrio de la glucosa presenta claras implicaciones para enfermedades metabólicas como la diabetes u otros trastornos relacionados con la edad.
Reloj del hígado y músculo: así afectan al procesamiento de la glucosa
Los relojes circadianos están presentes en prácticamente todas las células del cuerpo. Ajustan los procesos biológicos a un ciclo de 24 horas para sincronizar los cambios físicos, mentales y de comportamiento. Este proceso cuenta con el apoyo del reloj central del cerebro, que sincroniza los relojes de los tejidos periféricos.
“El mantenimiento de los ritmos circadianos está relacionado con la salud general cuando es robusto, pero es con la enfermedad cuando se altera. Así, las alteraciones circadianas pueden afectar al metabolismo de los hidratos de carbono e inducir anomalías similares a la diabetes”, explica la doctora Pura Muñoz-Cánoves, autora principal del estudio en el MELIS-UPF.
El estudio publicado hoy en Cell Reports demuestra, sorprendentemente, que los relojes del hígado y el músculo pueden mantener el tiempo por sí solos en ausencia del reloj central del cerebro, aunque la fuerza de sus ritmos se reduce.
También descubre que, en estas condiciones, se alteran los niveles de captación y procesamiento de glucosa. Sin embargo, la combinación de los relojes con ciclos de alimentación y ayuno mejora la función de cada uno de los relojes y restablece la regulación de la glucosa en el sistema combinado. Este hallazgo demuestra que un ritmo diario de alimentación-ayuno es clave para la sinergia de los relojes hepático y muscular y para el restablecimiento del control metabólico de la glucosa.
Un hallazgo prometedor para tratar la diabetes
El doctor Jacob Smith, investigador postdoctoral en el MELIS-UPF que ha codirigido el estudio con el doctor Kevin Koronowski, comenta: “Nuestro estudio revela que se necesita una red mínima de relojes para la tolerancia a la glucosa. El reloj central, que controla los ciclos diarios de alimentación, coopera con los relojes locales del hígado y el músculo. Ahora, el siguiente paso es identificar los factores de señalización implicados en esta interacción”.
“Creemos que este hallazgo puede ser prometedor para el tratamiento de enfermedades humanas como la diabetes, en la que esta red hígado-músculo puede ser objetivo del beneficio terapéutico, y para otros trastornos relacionados con la edad”, añade la doctora Muñoz-Cánoves, que ahora también es investigadora principal en Altos Labs en San Diego.
Los hallazgos se han logrado utilizando un modelo de ratón ‘sin reloj’ desarrollado en el laboratorio del doctor Salvador Aznar Benitah en el IRB Barcelona, en el que han restaurado solo el reloj del hígado, el del músculo esquelético o un reloj combinando ambos órganos.
Comunicación entre tejidos
“Este es un gran ejemplo de cómo estudiando la comunicación entre tejidos periféricos se empieza a entender la compleja interacción de cómo tiene lugar la comunicación sistémica. Estamos encantados de ver cómo la coordinación diaria entre el hígado y el músculo es capaz de mantener la tolerancia sistémica a la glucosa, algo que no esperábamos”, explica el doctor Aznar Benitah, investigador del ICREA y jefe del laboratorio de Células Madre y Cáncer del IRB Barcelona.
Artículo de referencia: Liver and muscle circadian clocks cooperate to support glucose tolerance in mice
Jacob G. Smith*, Kevin B. Koronowski*, Thomas Mortimer, Tomoki Sato, Carolina M. Greco, Paul Petrus, Amandine Verlande, Siwei Chen, Muntaha Samad, Ekaterina Deyneka, Lavina Mathur, Ronnie Blazev, Jeffrey Molendijk, Arun Kumar, Oleg Deryagin, Mireia Vaca-Dempere, Valentina Sica, Peng Liu, Valerio Orlando, Benjamin L. Parker, Pierre Baldi, Patrick-Simon Welz, Cholsoon Jang, Selma Masri, Salvador Aznar Benitah*, Pura Muñoz-Cánoves*, and Paolo Sassone-Corsi*
Cell Reports (2023) DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112588
Recordamos que SALUD A DIARIO es un medio de comunicación que difunde información de carácter general relacionada con distintos ámbitos sociosanitarios, por lo que NO RESPONDEMOS a consultas concretas sobre casos médicos o asistenciales particulares. Las noticias que publicamos no sustituyen a la información, el diagnóstico y/o tratamiento o a las recomendaciones QUE DEBE FACILITAR UN PROFESIONAL SANITARIO ante una situación asistencial determinada.
SALUD A DIARIO se reserva el derecho de no publicar o de suprimir todos aquellos comentarios contrarios a las leyes españolas o que resulten injuriantes, así como los que vulneren el respeto a la dignidad de la persona o sean discriminatorios. No se publicarán datos de contacto privados ni serán aprobados comentarios que contengan 'spam', mensajes publicitarios o enlaces incluidos por el autor con intención comercial.
En cualquier caso, SALUD A DIARIO no se hace responsable de las opiniones vertidas por los usuarios a través de los canales de participación establecidos, y se reserva el derecho de eliminar sin previo aviso cualquier contenido generado en los espacios de participación que considere fuera de tema o inapropiados para su publicación.
* Campos obligatorios