¿Qué sucede en el cuerpo cuando tenemos hambre y vemos y olemos comida? Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck para la Investigación del Metabolismo ha podido demostrar en ratones que las adaptaciones en las mitocondrias del hígado se producen en tan sólo unos minutos. Estimuladas por la activación de un grupo de células nerviosas en el cerebro, las mitocondrias de las células hepáticas cambian y preparan al hígado para la adaptación del metabolismo del azúcar. Los hallazgos, publicados en la revista Science, podrían abrir nuevas vías para el tratamiento de la diabetes tipo 2.
Los investigadores alimentaron a ratones hambrientos que sólo podían ver y oler la comida sin comerla. Al cabo de unos minutos, los investigadores analizaron las mitocondrias del hígado y descubrieron que se activaban procesos normalmente estimulados por la ingesta de alimentos.
Las mitocondrias del hígado se preparan
Los estudios muestran que basta con que los ratones vean y huelan la comida durante unos minutos para influir en las mitocondrias de las células del hígado. Esto está mediado por una fosforilación no caracterizada previamente en una proteína mitocondrial. La fosforilación es una modificación importante para la regulación de la actividad proteica. Los investigadores también muestran que esta fosforilación afecta la sensibilidad del hígado a la insulina. De este modo, los investigadores han descubierto una nueva vía de señalización que regula la sensibilidad a la insulina en el organismo.
Células nerviosas en el hipotálamo.
El efecto sobre el hígado está mediado por un grupo de células nerviosas llamadas neuronas POMC. Estas neuronas se activan en cuestión de segundos al ver y oler la comida, lo que indica al hígado que se prepare para los nutrientes entrantes. Los investigadores también demostraron que la activación de las neuronas POMC por sí sola es suficiente para adaptar las mitocondrias en el hígado, incluso en ausencia de alimentos.
«Cuando nuestros sentidos detectan comida, nuestro cuerpo se prepara para la ingesta de alimentos produciendo saliva y ácido digestivo. Sabíamos por estudios anteriores que el hígado también se prepara para la ingesta de alimentos. Ahora hemos examinado más de cerca las mitocondrias en las células del hígado, porque son orgánulos celulares esenciales para el metabolismo y la producción de energía, y nos dimos cuenta de lo sorprendentemente rápido que se produce esta adaptación», explica Sinika Henschke, primera autora del estudio. Jens Brüning, jefe del estudio y director del Instituto Max Planck para la Investigación del Metabolismo: «Nuestro estudio muestra cuán estrechamente están relacionados la percepción sensorial de los alimentos, los procesos adaptativos en las mitocondrias y la sensibilidad a la insulina. Comprender estos mecanismos también es importante porque la sensibilidad a la insulina está alterado en la diabetes mellitus tipo 2.»
Jens Brüning también es líder de grupo de investigación en el Grupo de Excelencia en Investigación sobre el Envejecimiento CECAD de la Universidad de Colonia y director del Departamento de Endocrinología, Diabetología y Medicina Preventiva del Hospital Universitario de Colonia.