El hígado como reloj biológico: cómo sincroniza las proteínas que regulan la grasa

El hígado funciona como un emisor de señales horarias que coordina el metabolismo del resto del cuerpo. Un grupo de investigadores de UT Health San Antonio descubrió que su reloj interno organiza la liberación de proteínas que regulan cómo el organismo procesa y quema la grasa.

Durante años, la ciencia supo que los ritmos biológicos alterados —por turnos nocturnos, sueño fragmentado o comidas irregulares— aumentan el riesgo de obesidad, diabetes y otros trastornos metabólicos, pero el mecanismo preciso por el cual ese reloj regula la comunicación con otros tejidos permanecía sin respuesta. El equipo publicó sus hallazgos en la revista Nature Communications.

El trabajo, realizado en modelos animales, reveló que muchas de las proteínas secretadas hacia el torrente sanguíneo siguen un calendario diario: se liberan en momentos específicos, no de forma continua ni aleatoria. Esa sincronía le permite al órgano enviar instrucciones al tejido graso y a otros sistemas para que el cuerpo opere de manera eficiente.

El reloj que coordina al organismo

Cada célula con núcleo porta su propio mecanismo de temporización molecular, pero esos relojes no operan de forma aislada: se comunican entre sí para sincronizar la actividad de distintos tejidos. Kevin Koronowski, profesor del Joe R. and Teresa Lozano Long School of Medicine, lidera el laboratorio que realizó la investigación.

“Nos interesa cómo las células trabajan juntas y coordinan sus actividades”, explicó Koronowski en el comunicado de prensa de la institución. “El reloj es una manera en que el cuerpo puede organizar la fisiología de forma eficiente y apropiada”, añadió.

Aunque la comunidad científica ya sabía que el hígado regula la secreción de ciertas proteínas, carecía de una medida clara sobre el modo y el momento en que esas proteínas eran liberadas.

Christopher Litwin, estudiante de doctorado en cuarto año en el laboratorio de Koronowski y primer autor del estudio, señaló que “la liberación de proteínas dependiente del tiempo podría ser relevante para coordinar el metabolismo en tejidos como la grasa o el músculo”.

El momento justo para quemar grasa

Los experimentos, realizados en ratones, permitieron identificar cientos de proteínas con patrones de secreción dependientes del momento del día o del reloj circadiano, con diferencias también entre machos y hembras. Entre todas ellas, una concentró la atención del equipo: la endostatina, una sustancia que el organismo produce de forma natural a partir de una proteína estructural del tejido conectivo y que tiene la capacidad de favorecer la degradación del tejido graso.

Según se detalla en el estudio, la endostatina se libera principalmente durante la fase de ayuno y actúa sobre las células grasas reduciendo su respiración mitocondrial —el proceso por el cual esas células generan energía— y aumentando la lipólisis, es decir, la descomposición de la grasa almacenada. Ambos efectos fueron exclusivos de la fase de ayuno, lo que sugiere que el momento del día en que actúa la proteína determina su impacto metabólico.

Su efectividad no es uniforme a lo largo del día: la proteína resultó más eficaz cuando fue liberada siguiendo el ritmo natural del órgano. Ese hallazgo tiene implicancias directas para el desarrollo de futuras terapias, ya que los tratamientos basados en ella podrían necesitar administrarse en un horario específico para maximizar su efecto. La universidad señaló que el equipo continúa explorando nuevas aproximaciones que podrían derivar en beneficios terapéuticos.

“Nos interesa desarrollar y caracterizar péptidos novedosos”, afirmó Koronowski. Un péptido es una cadena corta de aminoácidos —los bloques que forman las proteínas— que puede actuar como señal biológica o como base para medicamentos.

“Queremos encontrar el próximo fármaco tipo GLP-1, o incluso algo mejor que esté por descubrirse”, completó el investigador. El GLP-1 es una hormona natural que regula el azúcar en sangre y la saciedad, cuyas versiones sintéticas se convirtieron en los tratamientos más usados contra la obesidad y la diabetes tipo 2.

Comer a deshora tiene un costo biológico

Los investigadores de UTSA enmarcan su hallazgo en un contexto más amplio: la ciencia lleva tiempo documentando que la irregularidad en los horarios de sueño y alimentación incrementa el riesgo de desarrollar enfermedades metabólicas. El hígado ocupa un lugar central en ese panorama, porque actúa como nodo de comunicación entre lo que el cuerpo ingiere y lo que los tejidos hacen con esa energía.

Lo que el nuevo estudio aporta es una explicación más detallada de ese mecanismo: no es solo que el hígado participe en el metabolismo, sino que lo hace siguiendo un programa temporal estricto, en el que la liberación de proteínas hacia otros órganos está orquestada por el reloj biológico interno.

Alterar ese ritmo —por hábitos irregulares o por enfermedades que afectan la sincronía celular— podría desorganizar esa comunicación y afectar la capacidad del organismo para gestionar la grasa y el azúcar de manera adecuada.

Según se detalla en el estudio, los próximos pasos del laboratorio incluyen la investigación de nuevas moléculas con potencial terapéutico, con la endostatina como punto de partida pero con el horizonte puesto en compuestos que aún no han sido explorados en profundidad.