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Investigadores del IRB Barcelona desvelan una vía de comunicación entre el reloj biológico de órganos y tejidos independiente de la regulación por el sistema nervioso central.
Las alteraciones del ritmo circadiano están relacionadas con el envejecimiento prematuro.
El trabajo se ha publicado en la revista Science Advances.
El reloj biológico/ritmo circadiano es el mecanismo que regula que un determinado proceso fisiológico se lleve a cabo en un momento concreto del día o de la noche. Está coordinado por el cerebro a nivel general, pero hay una regulación específica de cada órgano o tejido. Ajustarse al tiempo geofísico/horario es una manera de optimizar los procesos, pero ¿cómo “sabe” el hígado si es de día o de noche?
Científicos del IRB Barcelona liderados por el investigador ICREA Dr. Salvador Aznar-Benitah han descubierto cómo la actividad del músculo esquelético regula la función del hígado y condiciona el metabolismo de las grasas. En concreto, una molécula que secreta el músculo y que alcanza el hígado a través del suero es la responsable de modular cerca del 35% de las funciones metabólicas del hígado. El resto de las funciones basales del hígado y otras relacionadas con el metabolismo de los azúcares son independientes de la actividad muscular y están reguladas por el ritmo circadiano basal, es decir, por el cerebro.
“Es un descubrimiento muy bonito porque por primera vez se demuestra la necesaria comunicación entre los relojes circadianos de tejidos y órganos al margen del cerebro, y podemos ver que esta comunicación entre el músculo y el hígado es la que se ve alterada con el envejecimiento”, explica el Dr. Aznar-Benitah. “Cuando nos hacemos mayores las células dejan de obedecer al reloj biológico y empiezan a realizar las funciones de manera no-optima, generando así errores que provocan el envejecimiento de los tejidos”.
Este trabajo ha sido una colaboración con los laboratorios del Dr. Paolo Sassone-Corsi en la Universidad de California Irvine (EEUU), la Dra. Pura Muñoz-Cánoves en la Universidad Pompeu Fabra (España) y el Dr. Kenneth A. Dyar en el Helmholtz Zentrum München (Alemania).
El hígado, director de orquesta del metabolismo de azúcares y grasas
El hígado es un órgano cuya función principal es ayudar al organismo a digerir los alimentos, principalmente las grasas y los azúcares. El cerebro es el principal consumidor de azucar de nuestro cuerpo, mientras que el principal consumidor de grasa es el músculo esquelético, el que nos permite movernos, correr y saltar y, también, bombear el corazón.
El mecanismo que han publicado el equipo de científicos en la revista Science Advances desvela que, en el el metabolismo de las grasas, el hígado no es autónomo y es el músculo el que lanza el mensaje de que es el momento de activar el metabolismo de los ácidos grasos, y cómo debe hacerse. “No esperábamos encontrar esta conexión entre el hígado y el músculo porque no se conocía con anterioridad pero, pensándolo bien, tiene todo el sentido del mundo que la gestión de las grasas esté coordinada por uno de sus principal consumidores”, concluye el Dr. Aznar-Benitah. El metabolismo de los azúcares es dependiente de la coordinación basal que ejerce el cerebro.
Ritmo circadiano y envejecimiento
El laboratorio de Células Madre y Cáncer que dirige el Dr. Aznar-Benitah publicó en el 2011 y el 2017 tres estudios que explicaban cómo, con la edad, el ritmo circadiano se altera y ya no se centra en acompasar los procesos con el ciclo día/noche para optimizar resultados, si no que se focaliza en procesos de reparación de daños. Este cambio, “descuida” los procesos fisiológicos y provoca un envejecimiento acelerado de los tejidos y los órganos.
Los autores demostraron, también, que el ritmo circadiano se conserva mejor con una dieta baja en calorías.
Artículo de referencia:
Integration of Feeding Behaviour by the Liver Circadian Clock Reveals Network Dependency of Metabolic Rhythms
Carolina M. Greco, Kevin B. Koronowski, Jacob G. Smith, Jiejun Shi, Paolo Kunderfranco, Roberta Carriero, Siwei Chen, Muntaha Samad, Patrick-Simon Welz, Valentina M. Zinna, Thomas Mortimer, Sung Kook Chun, Kohei Shimaji, Tomoki Sato, Paul Petrus, Arun Kumar, Mireia Vaca-Dempere, Oleg Deryagian, Cassandra Van, José Manuel Monroy Kuhn, Dominik Lutter, Marcus M. Seldin, Selma Masri, Wei Li, Pierre Baldi, Kenneth A. Dyar, Pura Muñoz-Cánoves, Salvador Aznar Benitah* and Paolo Sassone-Corsi* (*co-corresponding authors)
Science Advancces (2021) DOI: 10.1126/sciadv.abi7828
IRB Barcelona
El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para curar el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge alrededor de 400 científicos de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
