De qué forma el cerebro puede regular el nivel de azúcar en sangre

Para tener un buen estado de salud, el nivel de glucosa en la sangre debe mantenerse en un rango relativamente estrecho. Es decir que no puede ser demasiado alto, ya que puede conducir a la diabetes, pero tampoco demasiado bajo, debido a que puede causar desmayos o, incluso, la muerte. En ese sentido, una inquietud recurrente es el rol que juega el cerebro en esta regulación de la glucosa.

En ese sentido, el concepto aceptado hasta el momento por la ciencia indica que estos niveles están estrictamente controlados por hormonas secretadas en el páncreas, como la insulina y el glucagón. Sin embargo, algunos científicos se preguntaron si es posible que las neuronas sensibles a la glucosa en el cerebro actúen de alguna forma en la regulación del nivel de azúcar en todo el cuerpo. En un estudio publicado en Journal of Clinical Investigation, especialistas examinaron el papel de un grupo particular de estas neuronas en el mantenimiento de su equilibrio en sangre en modelos animales.

“Ahora sabemos que hay muchas neuronas sensibles a la glucosa en el cerebro que se cree participan activamente en la detección de pequeños cambios en los niveles de glucosa en el cuerpo y luego desencadenan respuestas correspondientes para devolver el nivel a un rango saludable -indicó Yong Xu, profesor de pediatría, nutrición, biología molecular y celular y medicina en la Facultad de Medicina Homa Shalchi Baylor y autor principal de una nueva investigación que confirma este descubrimiento-. Pero la ciencia se hecho varias preguntas sobre esto durante mucho tiempo”.

“Estas células, en particular, se pueden dividir en dos grupos según cómo respondan a las fluctuaciones de la glucosa. Un grupo de ellas se llama neuronas excitadas por glucosa (GE) y el otro son las neuronas inhibidas por la sustancia (GI). En este estudio, nos enfocamos en el segundo grupo, el menos estudiado de los dos”, explicó Xu.

El cerebro, un regulador inesperado

Las neuronas GE se activan o excitan cuando el nivel de glucosa a su alrededor es más alto. “Esto es de esperar porque dicha sustancia es un combustible para la mayoría de las células, incluidas las neuronas - dijo Xu-. Tener más combustible disponible apoyaría una mayor actividad celular”.

Por otro lado, las neuronas GI se inhiben cuando los niveles de glucosa son más altos y, paradójicamente, se activan cuando son más bajos. “Esto ha sido desconcertante para los investigadores, ya que esperaban lo contrario, menos actividad neuronal cuando la glucosa es baja. Queríamos comprender el mecanismo que desencadenaba la actividad neuronal gastrointestinal con niveles bajos de glucosa y si esto contribuía al equilibrio de ella en sangre”, amplió Xu.

Los especialistas se centraron en las neuronas GI ubicadas en una región llamada núcleo hipotalámico ventromedial (VMH) en el cerebro del ratón. Específicamente, estudiaron qué canales iónicos en las neuronas gastrointestinales mediaban en la detección de niveles bajos de glucosa. Esos canales son proteínas en la superficie de las neuronas que permiten que los iones cargados entren y salgan de la célula.

Este proceso es necesario para la activación o disparo neuronal, según Xu, quien indicó: “Descubrimos que se requiere un canal de iones llamado anoctamin 4 (ano4) para la activación de las neuronas GI en respuesta a la glucosa baja. De hecho, nuestros datos muestran que ano4 es un marcador que define las neuronas GI. Si una neurona VMH expresa ano4, entonces es una neurona GI. Si no lo expresa, no lo es”.

A continuación, los profesionales investigaron el papel de las neuronas gastrointestinales en la regulación de la glucosa en sangre en un modelo de ratón con diabetes tipo 1. En este caso, las células beta pancreáticas productoras de insulina están ausentes. La falta de insulina desencadena un aumento de los niveles de azúcar en la sangre, el sello distintivo de la diabetes.

Al eliminar genéticamente el gen ano4 en las neuronas GI ubicadas en el VMH en estos ratones diabéticos, los investigadores normalizaron sustancialmente los niveles de azúcar en la sangre. “Nuestros hallazgos sugieren que las neuronas sensibles a la glucosa en el cerebro son importantes para su regulación en todo el cuerpo. Descubrimos que las neuronas GI tienen una función importante durante la diabetes, cuando las células beta pancreáticas no producen insulina para controlar los niveles de azúcar en la sangre”, dijo Xu.

Y sumó: “En este caso, los niveles de glucosa en sangre se pueden manipular con bastante eficacia en el modelo de ratón eliminando un solo gen en las neuronas gastrointestinales, un pequeño grupo de células en el cerebro. A continuación, queremos determinar si la inhibición farmacológica de ano4 también ayudaría a controlar los niveles en este modelo de diabetes tipo 1 y en modelos de diabetes tipo 2″.

Otros colaboradores de este trabajo incluyen a Longlong Tu, Jonathan C. Bean, Yang He, Hailan Liu, Meng Yu, Hesong Liu, Nan Zhang, Na Yin, Junying Han, Nikolas Anthony Scarcelli, Kristine Marie Conde, Mengjie Wang, Yongxiang Li, Bing Feng, Peiyu Gao, Zhao-Lin Cai, Makoto Fukuda, Mingshan Xue, Qingchun Tong, Yongjie Yang, Lan Liao, Jianming Xu, Chunmei Wang y Yanlin He.

Seguir leyendo: