Por qué un hallazgo en el cerebro de ranas toro podría abrir nuevas pistas sobre el Alzheimer y la ELA

Los investigadores de la Universidad de Misuri, en Estados Unidos, determinaron en un estudio que los cerebros de las ranas toro pueden producir cuerpos cetónicos, moléculas que este órgano utiliza como fuente de reserva de energía cuando disminuyen los niveles de glucosa.

El hallazgo publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias describe un mecanismo local que permite sostener funciones neuronales esenciales durante una escasez energética.

De acuerdo con el artículo divulgado en Phys.org, la glucosa es el combustible principal del organismo y, en la mayoría de los animales, su agotamiento altera la actividad de las neuronas y esa interrupción puede causar daños cerebrales permanentes.

El análisis plantea además posibles aportes para analizar trastornos neurológicos humanos vinculados con deficiencias en el metabolismo energético. Entre ellos figuran la enfermedad de Alzheimer, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), un padecimiento que afecta a las neuronas que controlan los músculos, y la esquizofrenia.

La producción de cetonas no depende por completo del hígado

En condiciones habituales, los cuerpos cetónicos se forman en el hígado cuando bajan los niveles de glucosa, por ejemplo, durante el ayuno, la inanición o el ejercicio prolongado; el órgano transforma ácidos grasos en estas moléculas, que llegan a otros tejidos a través de la sangre.

El cerebro puede usar esas sustancias como combustible, pero el trabajo concluyó que estos organismos tienen otra posibilidad. En vez de esperar el aporte procedente del hígado, crean cetonas en el tejido cerebral cuando su provisión energética resulta insuficiente.

Joseph Santin, profesor asociado de Ciencias Biológicas y autor principal de la investigación, explicó que “los científicos generalmente creen que las cetonas llegan al cerebro desde otras partes del cuerpo”. Según el investigador, ese supuesto no se cumple de la misma forma en estos anfibios.

Santin afirmó que “eso es lo que hace que este descubrimiento sea tan emocionante. Es como encontrar un generador de respaldo dentro de un edificio que todos suponían que solo tenía una fuente de energía”. La producción local funciona como una reserva disponible en el lugar donde se requiere sostener la actividad neuronal.

El invierno pone a prueba las reservas de aporte energético

El mecanismo puede ayudar a explicar la supervivencia de las ranas toro durante el invierno. En esa etapa, entran en un estado parecido a la hibernación, una reducción de la actividad metabólica que también consume sus reservas de energía.

Cuando llega la primavera, los animales deben reactivar con rapidez los circuitos cerebrales que regulan las funciones corporales. En ese momento también enfrentan una menor disponibilidad de oxígeno y energía, que son elementos necesarios para el funcionamiento de las células.

Los investigadores consideran que la generación cerebral de cetonas podría facilitar esa reactivación. La hipótesis se suma a trabajos anteriores del laboratorio del profesor sobre la capacidad de las ranas para resistir situaciones que causarían lesiones graves o la muerte en la mayoría de los animales.

Esas investigaciones ya habían mostrado que la hibernación mejora la respuesta de los circuitos neuronales de las ranas toro ante un déficit grave de oxígeno. Un trabajo publicado en PubMed Central observó ese efecto tanto en el tronco encefálico como en la médula espinal.

El tronco encefálico controla la respiración y la médula espinal transmite señales entre el cerebro y el cuerpo. Tras la hibernación, la red cerebral que controla la respiración conservó su funcionamiento bajo ausencia de oxígeno durante un tiempo aproximadamente 11 veces mayor que en los animales de control.

El informe deja abiertas preguntas sobre el mecanismo

El nuevo estudio suma otro elemento a esa capacidad: la producción de cetonas en el cerebro cuando el metabolismo de la glucosa se ve afectado.

El equipo busca determinar qué señales activan el cambio hacia la producción de cetonas y durante cuánto tiempo puede conservarse. Los autores no plantean que se trate de una modificación permanente del metabolismo de los ejemplares.

Por ahora, el hallazgo indica que el mecanismo actúa como un recurso de respaldo cuando la fuente de combustible habitual no alcanza.

Santin señaló que los anfibios y los seres humanos comparten numerosos procesos biológicos fundamentales, por lo que el resultado puede aportar referencias para futuras investigaciones sobre patologías neurológicas.