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INVESTIGACIÓN


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A FONDO
La AMPK del hipotálamo y la regulación tiroide del balance de energía
Núm. 166 – Diciembre 2010

Núm. 166 - Diciembre 2010

Los investigadores Carlos Diéguez y Miguel López pertenecen al Instituto de Investigaciones Sanitarias de Santiago de la Universidad de Santiago de Compostela y al Centro de Investigación Biomédica en Red de la Fisiopatología de la Obesidad y de la Nutrición (CIBERobn). Dirigido por el Dr. Diéguez, el grupo investiga desde hace más de quince años la obesidad: los mecanismos fisiológicos que regulan la ingesta de alimentos, en concreto en la región del encéfalo (hipotálamo). Sus objetivos son caracterizar los mecanismos moleculares involucrados en la homeostasis del peso corporal y su valoración como dianas terapéuticas. Miguel López, licenciado en Biología (USC), se doctoró bajo la dirección de los profesores del Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina, Carlos Diéguez González y Rosa María Señarís Rodríguez. Realizó una estancia posdoctoral en la Universidad de Cambridge dirigido por el investigador Antonio Vidal-Puig. Cuenta entre otros premios con el 2008 EASO Young Investigator Awards for Basic Science concedido por la Asociación Europea para el Estudio de la Obesidad (EASO) al mejor joven investigador básico de Europa en el campo de la obesidad.

El hipertiroidismo es una disfunción clínica caracterizada por una excesiva producción de hormonas tiroideas (T3 y T4) que causa un estado hipermetabólico, caracterizado por un gran gasto energético y pérdida de peso. Son muchos los efectos celulares de estas hormonas, aunque no se sabe con exactitud cómo los efectos en el sistema nervioso central contribuyen al balance global de energía. Los investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela, Miguel López y Carlos Diéguez en colaboración con el grupo de Antonio Vidal-Puig de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), han mostrado que las hormonas tiroideas regulan el metabolismo lipídico en el hipotálamo. Además han investigado si este efecto puede ser responsable de los cambios en el balance energético asociado con el hipertiroidismo. Los resultados muestran que la lipogénesis de novo aumenta de forma específica en el hipotálamo de las ratas hipertiroideas y que este efecto es mediado por T3. Esta lipogénesis potenciada conlleva la activación del sistema nervioso simpático que inerva el tejido adiposo pardo (BAT: brown adipose tissue), donde se incrementa la expresión de genes implicados en la producción de calor corporal. En concreto, los mecanismos reguladores en el ámbito hipotalámico dependen de la inactivación de la quinasa regulada por AMP (AMPK). La quinasa AMPK es un componente de la cascada de quinasas que actúan como indicadores de los niveles de energía en las células. En conjunto, estos datos indican que la modulación inducida por la hormona tiroide en la actividad de AMPK y el metabolismo de lípidos en el hipotálamo es uno de los principales reguladores de la homeostasis energética. Estas observaciones ofrecen una nueva visión de la patogénesis del hipertiroidismo y, por tanto, sugieren nuevas estrategias terapéuticas.


Mecanismos moleculares de la termogénesis tiroides en el cerebro

Las personas que sufren una patología conocida como hipertiroidismo se caracterizan por su delgadez, a pesar de presentar una elevada ingesta y poseen una mayor tasa metabólica. De forma opuesta, el hipotiroidismo está asociado a una disminución de la misma. Cuando una persona es tratada con la hormona tiroide aumenta su metabolismo y la producción de calor. El fenómeno de latermogénesis es conocido desde hace más de cien años. Sin embargo, los trabajos encaminados a identificar los procesos celulares y moleculares de la termogénesis no han sido todavía concluyentes. Una de las razones es que las hormonas tiroideas, T4 y T3, producen efectos en la expresión y diferenciación génicas en casi todos los tejidos del cuerpo humano, cuyo mecanismo se ha asociado a la producción de calor.1 Mucho más complejo ha sido identificar los mecanismos moleculares de la producción de calor en la tiroides. Hasta hoy la investigación de los efectos de las hormonas tiroideas se explicaba mediante mecanismos periféricos; en cambio, en la actualidad, pasa a ser resultado de una «centralización» de los efectos.2 En este sentido, la investigación desarrollada por M. López et al. propone un mecanismo que supone un cambio de paradigma en esta área metabólica.3 El estudio relaciona la estimulación del hipotálamo con una activación del tejido adiposo pardo. La elección del hipotálamo como diana representa una nueva estrategia para el tratamiento de enfermedades que estén relacionadas con un balance incorrecto de energía. Si bien estos nuevos estudios no conducen a un cambio directo en el tratamiento clínico del hipertiroidismo, alteran de manera sustancial conceptos generales sobre el metabolismo. La posibilidad de modificar las velocidades metabólicas vía manipulación del hipotálamo puede sugerir nuevos cauces también en el tratamiento de la obesidad.

NOTAS
1. Silva J.E.: Thyroid hormone control of thermogenesis and energy balance». Thyroid 1995; 5: 481-92.
2. Kalsbeek A.; Yi C.X.; La Fleur S.E.; Fliers E. «The hypothalamic clock and itscontrol of glucose homeostasis. Trends Endocrinol Metab 2010; 21 (7): 402-10.
3. a) López M.; Vidal-Puig A.: «Brain lipogenesis and regulation of energymetabolism». Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2008; 11 (4): 483-90. b) Cannon B.; Nedergaard J.: «Thyroid hormones: igniting brown fat via the brain». NatMed 2010; 16 (9): 965-7.




López M.; Varela L.; Vázquez M.J.; Rodríguez-Cuenca S.; González C.R.; Velagapudi V.R.; Morgan D.A.; Schoenmakers E.; AgassandianK.; Lage R.; Martínez de Morentin P.B; Tovar S.; Nogueiras R.; Carling D.; Lelliott C.; Gallego R.; Oresic M.; Chatterjee K; Saha A.K.; Rahmouni K.; Diéguez C.; Vidal-Puig A.: «Hypothalamic AMPK andfatty acid metabolism mediate thyroid regulation of energy balance». Nat Med 2010; 16 (9): 1001-8.




ISSN: 1696-4837
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