Descubren que las neuronas recurren a los triglicéridos para obtener energía cuando escasea la glucosa

Un estudio internacional liderado por investigadores de Weill Cornell Medicine y Yale University ha desafiado la creencia establecida de que el cerebro depende casi exclusivamente de la glucosa para obtener energía. Los científicos han demostrado que las neuronas del cerebro pueden recurrir a los triglicéridos almacenados en pequeñas gotas de grasa como fuente de energía clave para mantener la actividad sináptica.

Este hallazgo, publicado en Nature Metabolism, tiene implicaciones significativas para la comprensión de cómo el cerebro gestiona su energía y podría abrir nuevas perspectivas para tratar enfermedades neurológicas.

Tradicionalmente, se ha pensado que el cerebro se alimenta principalmente de glucosa, la forma más común de azúcar en el cuerpo. Sin embargo, el equipo de investigación descubrió que, bajo ciertas condiciones, las neuronas también almacenan y utilizan triglicéridos —grasas— en forma de gotas lipídicas para alimentar sus sinapsis, las conexiones entre las neuronas donde se transmite la información. Este proceso ocurre especialmente cuando la demanda energética es alta o cuando el suministro de glucosa es limitado.

El Dr. Mukesh Kumar, autor principal del estudio y asociado postdoctoral en bioquímica en Weill Cornell Medicine explicó: “Nuestros datos muestran que, en lugar de depender exclusivamente de la glucosa, las neuronas también tienen la capacidad de movilizar ácidos grasos desde las gotas lipídicas para producir ATP”, que es la principal fuente de energía celular. Estas gotas lipídicas son pequeñas acumulaciones de grasa dentro de las células, que se utilizan como reservas de energía.

El mecanismo detrás del uso de grasas en las neuronas

El equipo de investigación se centró en una enzima clave para este proceso, conocida como DDHD2. Esta enzima descompone los triglicéridos en las neuronas. Se ha demostrado que las mutaciones en el gen que codifica esta enzima están asociadas a una forma rara de paraplejía espástica hereditaria, una enfermedad neurológica que causa deterioro motor y cognitivo. Al bloquear la actividad de DDHD2 en ratones, los investigadores observaron cómo las neuronas acumulaban gotas lipídicas, lo que sugería que estas reservas de grasa eran una fuente importante de energía para el cerebro.

El Dr. Timothy A. Ryan, investigador principal del estudio y profesor de bioquímica en Yale University, explicó que “cuando las neuronas están activas, se movilizan estos ácidos grasos hacia las mitocondrias, las fábricas de energía de las células, donde se oxidan para producir ATP”. Este proceso es esencial para mantener la actividad sináptica y el funcionamiento neuronal.

El impacto de bloquear esta vía metabólica en animales vivos

Los investigadores no solo analizaron el mecanismo en células en cultivo, sino que también estudiaron su impacto en animales vivos. Al inhibir la función de DDHD2 o bloquear el transportador mitocondrial CPT1, que es esencial para el transporte de ácidos grasos hacia las mitocondrias, los ratones entraron en un estado de letargo similar a la hibernación. Los animales mostraron una caída en la temperatura corporal y una reducción drástica en su actividad, un fenómeno conocido como torpor.

Este hallazgo subraya la importancia de los triglicéridos para la función cerebral. Como señaló el Dr. Kumar, “cuando se interrumpe este proceso de movilización de lípidos, se produce un déficit energético agudo que afecta gravemente la actividad cerebral”. De hecho, los ratones que no podían acceder a sus reservas de grasa mostraron síntomas de letargo profundo, lo que indica que las neuronas dependen de estas reservas lipídicas para mantener su funcionamiento normal.

Una nueva visión del metabolismo cerebral y sus implicaciones clínicas

Hasta ahora, se había asumido que las neuronas no almacenaban ni utilizaban grasas como fuente de energía. Sin embargo, este estudio revela que las neuronas mantienen un equilibrio dinámico de gotas lipídicas que se forman y se consumen constantemente, y que este mecanismo es crucial para la función cerebral. Este descubrimiento podría tener un impacto directo en la comprensión de enfermedades neurológicas y trastornos metabólicos, ya que las mutaciones en DDHD2 se asocian con trastornos como la paraplejía espástica hereditaria, que afecta tanto a las capacidades motoras como cognitivas.

El Dr. Ryan afirmó que este estudio abre nuevas posibilidades para comprender enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, donde el metabolismo cerebral se ve alterado. “Al comprender cómo se regula el uso de los triglicéridos en el cerebro, podríamos descubrir nuevas formas de tratar estos trastornos y proteger el cerebro de daños metabólicos”, concluyó.

La interacción entre glucosa y triglicéridos en el cerebro

Aunque el estudio ha mostrado la importancia de los triglicéridos en el cerebro, aún queda mucho por aprender sobre cómo interactúan estos con la glucosa en condiciones normales y en situaciones de estrés energético. Los investigadores esperan que futuras investigaciones puedan esclarecer cómo el cerebro equilibra el uso de estos dos combustibles en distintas circunstancias y cómo esta interacción podría verse afectada por el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas.

El estudio realizado por Weill Cornell Medicine y Yale University ha demostrado que las neuronas no solo dependen de la glucosa, sino también de los triglicéridos almacenados en las gotas lipídicas para mantener su actividad. Este descubrimiento podría revolucionar nuestra comprensión del metabolismo cerebral y proporcionar nuevas estrategias para el tratamiento de enfermedades neurológicas. La capacidad del cerebro para movilizar reservas de grasa para alimentar las sinapsis resalta la importancia de la flexibilidad metabólica en el funcionamiento cerebral y abre nuevas vías para la investigación en neurociencia.