El estrés excesivo durante la adolescencia puede causar alteraciones en el perfil de los genes que se expresan en el cerebro, especialmente de aquellos relacionados con las funciones bioenergéticas. Tales cambios tienen efectos sobre el proceso de respiración celular, y esto estaría asociado con problemas conductuales y trastornos psiquiátricos en la edad adulta. Esta conclusión surge de un estudio con ratas realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto, de la Universidad de São Paulo (FMRP-USP), en Brasil. Y los resultados del mismo salieron publicados en la revista Translational Psychiatry.

No es novedad que la adolescencia lleva la impronta de una serie de cambios en el cuerpo y en la conducta. Durante ese período de la vida, el cerebro pasa por alteraciones estructurales y funcionales moldeadas por factores tanto neurobiológicos como sociales. “En efecto, al igual que sucede en los humanos, los cerebros de las ratas adolescentes son extremadamente plásticos, y esa plasticidad se observa tanto a nivel molecular como en el ámbito conductual. Los cambios en los perfiles de expresión de genes específicos en diferentes áreas del cerebro generan alteraciones de conectividad celular, lo que se amplifica sistémicamente y deriva en alteraciones de conducta persistentes en la edad adulta, que están correlacionadas con trastornos psiquiátricos”, explica Thamyris Santos-Silva, por entonces doctoranda en farmacología en la FMRP-USP y autora principal del trabajo.

La adolescencia constituye un período crítico para la plasticidad cerebral dependiente de las conductas sociales”, añade Felipe Villela Gomes, docente del Departamento de Farmacología de la FMRP-USP y coordinador del estudio. “Durante esa etapa, aumenta la susceptibilidad a los factores socioambientales adversos, tales como traumas, insultos y malos tratos, y las experiencias sociales pueden tener influjo sobre la vulnerabilidad y la resiliencia al estrés.”

La corteza prefrontal es un área cerebral extremadamente susceptible a la acción de estresores durante la adolescencia. Y es aquella que, al madurar, hace posible tener un mayor control cognitivo sobre las emociones, tal como puede observarse en la edad adulta. En las ratas estresadas durante la adolescencia, esa área exhibió menores niveles de expresión de genes claves en la función respiratoria de las mitocondrias. Estos orgánulos son los principales productores de la energía química destinada al funcionamiento de las neuronas, las células fundamentales del cerebro. Esto refuerza la participación de las mitocondrias como reguladoras de conductas sociales, entre ellas la respuesta al estrés.

En la referida investigación, apoyada por la FAPESP, se analizaron durante una primera etapa las consecuencias conductuales del estrés –sobre la ansiedad, la sociabilidad y la cognición– en ratas al final de la adolescencia. Para ello se expuso a los animales a un protocolo de estrés durante diez días consecutivos, coincidentes con un intenso período de plasticidad cerebral. Posteriormente, se los sometió a evaluaciones específicas, que mostraron perjuicios significativos en todos los test conductuales. “Observamos que durante esa fase de la vida los animales estresados exhibían de manera más acentuada un perfil conductual deteriorado, con ansiedad y mengua de la sociabilidad y de la función cognitiva”, comenta Villela Gomes.

Para analizar si estas variaciones se reflejaban también en la expresión génica, se enviaron muestras de ARN al Laboratorio de Genética del Comportamiento del Brain Mind Institute, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza), liderado por la profesora e investigadora Carmen Sandi. Allí se realizó la secuenciación de ARN mensajero, que refleja el perfil de los genes expresados en los cerebros analizados. Los datos se examinaron con herramientas de bioinformática, una etapa financiada por el Programa PrInt USP/Capes, el Programa Institucional de Internacionalización mantenido en conjunto por la USP y la Capes (la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior, la agencia científica de fomento del Ministerio de Educación de Brasil).

Este análisis mostró alteraciones en los genes de la corteza prefrontal de los animales estresados: entre los diez principales genes afectados, varios aparecieron asociados con vías relacionadas con el estrés oxidativo y con la función mitocondrial, un componente celular fundamental para la producción de la energía destinada cerebro”, dice Villela Gomes. El trabajo comprendió también un análisis tendiente a evaluar el consumo de oxígeno mitocondrial en el cerebro de esos animales, que también apareció perjudicado por el estrés.

“Por ende, contamos ahora con diversas evidencias que señalan la importancia de la función mitocondrial en ese perfil de comportamiento”, afirma Villela Gomes.

Ver artículo completo: Santos Silva T, Hazar Ulgen D, Baeta Lopes CB, Guimarães FS, Alberici LC, Gomes FV. Transcriptomic analysis reveals mitochondrial pathways associated with distinct adolescent behavioral phenotypes and stress response. Translational Psychi[Internet]. 2023. [citado 29 ene 2024]. Disponible en: https://www.nature.com/articles/s41398-023-02648-3

  29 enero 2024| Fuente: Dicyt.com| Tomado de| Noticias| Salud Brasil

Un reciente estudio ha revelado un mecanismo epigenético relacionado con el sobrepeso. Imagen: neuronas producidas a partir de células madre humanas (en rojo y verde). El gen POMC es activo en las células marcadas en naranja y en azul se muestran los núcleos celulares. Imagen: © Charité, Lara Lechner.

El sobrepeso es un factor de riesgo para numerosas enfermedades, entre ellas la diabetes o el cáncer. En su desarrollo intervienen tanto factores genéticos como ambientales, como el estilo de vida. No obstante, la suma de ambos no es suficiente para explicar todos los casos.

Diferentes estudios han planteado que los mecanismos epigenéticos, que regulan la expresión génica sin afectar a la secuencia del ADN, podrían influir también en si una persona es propensa al sobrepeso. Un reciente estudio confirma esta posibilidad, al encontrar que una modificación epigenética en el gen POMC, implicado en la regulación de la saciedad y gasto de energía, aumenta el riesgo a tener obesidad, especialmente en mujeres.

Regulación epigenética de una proteína ya relacionada con la saciedad y obesidad

El gen POMC contiene las instrucciones para producir la proteína proopiomelanocortina, que participa, entre otros procesos, en la regulación de la sensación de saciedad, a través de su participación en la ruta de señalización de la melanocortina.

En el estudio, los investigadores del equipo dirigido por Peter Kühnen, director de Departamento de Endocrinología Pediátrica de la Universidad de Berlín, analizaron la metilación del gen POMC en más de 1100 personas, para determinar su posible relación con el sobrepeso.

El equipo encontró un exceso de metilación en el gen, asociada a la obesidad, pero únicamente en las personas de sexo femenino. Estudios posteriores en células revelaron que el aumento en metilación, mecanismo epigenético que consiste en la adición de grupos metilo en determinadas secuencias del ADN, está relacionado con una reducción en la expresión del gen. No obstante, de momento se desconoce por qué este mecanismo epigenético afecta más al sobrepeso en mujeres.

“Un 44 % de aumento en el riesgo de obesidad, es más o menos el mismo efecto que se ha observado en variantes genéticas individuales”, ha señalado Kühnen, quien indica también que los factores socioeconómicos tienen mayor efecto.

La metilación del gen POMC se establece de forma temprana en el desarrollo

La siguiente cuestión que se plantearon los investigadores fue cuándo se adquiere el patrón de metilación excesiva relacionado con la obesidad y si puede intervenirse en este proceso.

A partir de aproximaciones con células madre, el equipo determinó que el patrón epigenético del gen POMC se establece de forma temprana en el desarrollo, poco después de la fecundación. Además, su adquisición no parece ser influida por nutrientes que proporcionan grupos metilo, como el ácido fólico.

“Hemos observado que el sistema de formateo del ADN es muy estable en general y las células compensan las fluctuaciones pequeñas en el suplemento de nutrientes”, ha señalado Kühnen. “Por otra parte hay indicaciones de que la variación en este formateo se desarrolla de forma aleatoria. Esto significa que no es posible -no todavía en ninguna tasa- influir externamente si una persona tiene más o menor metilación en la región POMC”.

Implicaciones terapéuticas de los resultados

Los resultados del trabajo, que conectan la metilación y reducida expresión de POMC con el desarrollo de obesidad, ofrecen también una opción terapéutica.

Los investigadores trataron a cinco personas con obesidad grave e hipermetilación de POMC (cuatro hombres y un hombre) con un fármaco que induce la activación de la ruta de señalización de la melanocortina y ha sido utilizado con éxito en pacientes con obesidad causada por mutaciones en la secuencia del gen. Tras varios meses en tratamiento los cinco pacientes experimentaron una reducción en su peso, así como un mejor control de la sensación de saciedad.

”Estos resultados muestran que, cuando el gen POMC sufre cambios epigenéticos, potencialmente puede actuarse a través de la medicación”, señala Kühnen. “Serán necesarios estudios controlados de mayor tamaño para mostrar si el tratamiento con este fármaco podría ser efectivo durante un mayor tiempo y cómo de efectivo y seguro es”, indica el investigador, quien resalta que, en cualquier caso, una medicación de este tipo debería ser una de las piezas de una estrategia de tratamiento más completa.

23 agosto 2023,  Fuente: Genética Médica News

Referencia: Lechner L et al. Early-set POMC methylation variability is accompanied by increased risk for obesity and is addressable by MC4R agonist treatment. Sci Transl Med 2023 Jul 19. doi: http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.adg1659

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adg1659

Está claro que comer alimentos salados aumenta la sed, sin embargo, lo que suena como un buen consejo nutricional resulta no ser cierto. En un estudio realizado durante una misión simulada a Marte, un grupo internacional de científicos ha encontrado exactamente lo contrario: los cosmonautas que comían más sal retenían más agua, no estaban tan sedientos y necesitaban más energía.

Hasta la fecha no se había realizado un estudio a largo plazo para determinar la relación entre la cantidad de sal en la dieta de una persona y sus hábitos de consumo. Los científicos conocían que el aumento de la ingesta de sal por parte de una persona estimula la producción de más orina y simplemente se ha asumido que el líquido extra viene de beber.

Sin embargo, no parece ser así, según investigadores del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), el Centro Max Delbrück de Medicina Molecular (MDC), en Alemania, y la Universidad Vanderbilt, en Estados Unidos. Recientemente aprovecharon una misión simulada a Marte para poner a prueba la vieja creencia y sus conclusiones aparecen en dos artículos publicados en The Journal of Clinical Investigation. ¿Qué tiene que ver la sal con Marte? Nada excepto que en un largo viaje espacial conservar cada gota de agua puede ser crucial. Una conexión entre la ingesta de sal y la bebida podría afectar a los cálculos. Sin embargo, el interés real en la simulación era proporcionar un ambiente en el cual cada aspecto de la nutrición, desde el consumo de agua a la sal, de una persona pudiera controlarse y medirse.

Los estudios fueron realizados por Natalia Rakova, del Hospital Charité y MDC y su equipo con dos grupos de diez voluntarios masculinos en una nave simulada para realizar dos vuelos simulados a Marte. Al primer grupo se le evaluó durante 105 días y al segundo más de 205 días. Ambos tenían dietas idénticas excepto que durante periodos de varias semanas se les dio tres niveles diferentes de sal en su comida.

La sal activa un mecanismo para conservar agua en los riñones
Los resultados confirmaron que comer más sal llevó a un mayor contenido de esta en la orina, lo cual no resulta extraño; igual que no hubo ninguna sorpresa en una correlación entre las cantidades de sal y la cantidad total de orina. Pero el aumento no se debió a que se bebió más líquido, ya que, de hecho, una dieta salada hizo que los sujetos bebieran menos. La sal estaba activando un mecanismo para conservar el agua en los riñones.

Antes del estudio, la hipótesis dominante era que los iones cargados de sodio y cloruro en la sal se unían a las moléculas de agua y las arrastraban con la orina. Los nuevos resultados mostraron algo diferente: la sal se mantuvo en la orina, mientras que el agua regresó al riñón y al cuerpo, lo cual fue completamente desconcertante, según Jens Titze, de la Universidad de Erlangen y Vanderbilt University Medical Center y su equipo. «¿Qué fuerza motriz alternativa podría hacer que el agua retroceda?», plantea Titze.

Los experimentos en ratones sugirieron que la urea podría estar involucrada. En lo sanimales, la urea se acumulaba en el riñón, donde contrarresta la fuerza de extracción de agua de sodio y cloruro. Pero la síntesis de urea requiere mucha energía, lo que explica por qué los roedores con una dieta alta en sal comían más. La sal más alta no aumentaba su sed, pero sí les hacía estar más hambrientos. También los cosmonautas que recibieron una dieta salada se quejaban de estar hambrientos.

El proyecto revisa la visión de los científicos sobre la función de la urea en el organismo. «No es solo un producto de deshecho, como se ha supuesto. En cambio, resulta ser un osmolito muy importante, un compuesto que se une al agua y ayuda a transportarla. Su función es mantener el agua cuando el organismo se deshace de la sal. La naturaleza ha encontrado aparentemente una manera de conservar el agua que de otra manera se llevaría a la orina por la sal», ha explicado Friedrich C. Luft, de Charité y MDC.

Los nuevos hallazgos cambian la forma en que los científicos consideraban el proceso por el cual el cuerpo logra la homeostasis del agua, manteniendo una cantidad adecuada y el equilibrio, lo cual ocurre si un cuerpo se está enviando a Marte o no. «Ahora tenemos que ver este proceso como una actividad concertada del hígado, los músculos y los riñones. Aunque no abordamos directamente la presión arterial y otros aspectos del sistema cardiovascular, también está claro que sus funciones están estrechamente conectadas con la homeostasis del agua y el metabolismo energético», ha concluido Jens Titze.
abril 18/2017 (diariomedico.com)

Un estudio poblacional muestra que la diabetes tipo 2 podría estar asociada con una reducción del riesgo de esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Marianthi-Anna Kioumourtzoglou, de la Escuela de Salud Pública de Harvard, en Boston, y su equipo publican sus resultados en «JAMA Neurology«.

El análisis de un registro de 3650 pacientes de ELA diagnosticados entre 1982 y 2009 y de 365 000 sujetos sanos que sirvieron como controles reveló que la diabetes tipo 2, pero no la obesidad, estaba relacionada con un menor riesgo de ELA. Los investigadores creen que la explicación habría que buscarla en el papel que juega el metabolismo energético en la patogénesis de la ELA.
junio 11/2015 (Diario Médico)