¿Tienes hambre? El cerebro le dice al hígado que empiece a reciclar
Tras un ayuno breve, el cerebro libera una hormona que estimula la autofagia
El ayuno desencadena la autofagia en nuestro organismo. El organismo pone en marcha el sistema de eliminación de residuos en las células y obtiene nueva energía. Investigadores del Instituto Max Planck de Investigación del Metabolismo de Colonia han demostrado ahora en ratones que el cerebro desempeña un papel decisivo en este proceso. Incluso tras un breve periodo de ayuno, el cerebro desencadena la liberación de la hormona corticosterona e inicia así la autofagia en el hígado. Hasta ahora, se suponía que eran principalmente las propias células hepáticas las responsables de ello. A largo plazo, estos hallazgos podrían ayudarnos a entender por qué el ayuno es tan saludable para el organismo.
Las neuronas AgRP del cerebro se activan con el ayuno. Las imágenes muestran inmunotinción de neuronas de ratones que ayunan durante 4 horas (derecha) y ratones que no ayunan (izquierda).
Weiyi Chen, Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung
La autofagia es esencial para la supervivencia. Las moléculas defectuosas o dañadas son trituradas y degradadas por el propio sistema de eliminación de residuos de la célula, y a partir de ahí se genera nueva energía. Este tipo de desintoxicación del organismo lo mantiene en forma y, muy probablemente, joven. "Hasta ahora, se suponía que las células de nuestro cuerpo principalmente perciben por sí mismas cuándo están bajas de energía y entonces impulsan la autofagia", explica Weiyi Chen, investigador postdoctoral del Instituto Max Planck de Investigación del Metabolismo y primer autor del estudio publicado en Cell Metabolism. "Pero ahora hemos descubierto en ratones que el cerebro desempeña un papel crucial".
Sin desayuno
En su estudio, los investigadores no alimentaron a los ratones durante cuatro horas, precisamente el tiempo en el que normalmente comen mucho. Esto es comparable a saltarse el desayuno, sin embargo, los ratones consumen alrededor del 40% de su comida en el desayuno. A continuación estudiaron cómo respondían a este breve ayuno las neuronas AgRP, un grupo de 3.000 neuronas del hipotálamo, el centro del hambre en el cerebro. Sorprendentemente, descubrieron que durante el ayuno, el cerebro no sólo envía señales que estimulan al organismo a comer, sino también señales que activan la autofagia.
El cerebro se comunica con el hígado
Los investigadores también pudieron identificar cómo se comunica el cerebro con el hígado. Cuando los niveles de energía son bajos, las células nerviosas desencadenan la liberación de la hormona corticosterona, que a su vez estimula la activación de la autofagia en las células hepáticas. También pudieron aclarar con detalle las vías exactas por las que viaja la señal en el cerebro y determinar así qué células nerviosas intervienen en el proceso. También pudieron demostrar que el bloqueo de esta transmisión de señales hace que la autofagia no se ponga en marcha a pesar del ayuno. Los investigadores suponen que el cerebro da la primera señal inicial para iniciar rápidamente la autofagia. Creen que las células del hígado también iniciarían por sí mismas el sistema de reciclaje, pero sólo en una fase posterior.
"Nuestro estudio demuestra que la autofagia no sólo está controlada en las propias células del cuerpo, sino también por el cerebro. A largo plazo, nos gustaría averiguar si este mecanismo recién descubierto en el cerebro contribuye a los efectos positivos del ayuno", explica Jens Brüning, responsable del estudio y director del Instituto Max Planck de Investigación del Metabolismo.
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Publicación original
Weiyi Chen, Oliver Mehlkop, Alexandra Scharn, Hendrik Nolte, Paul Klemm, Sinika Henschke, Lukas Steuernagel, Tamara Sotelo-Hitschfeld, Ecem Kaya, Claudia Maria Wunderlich, Thomas Langer, Natalia L. Kononenko, Patrick Giavalisco, Jens Claus Brüning; Nutrient sensing AgRP neurons relay control of liver autophagy during energy deprivation; Cell Metabolism, April 18th 2023
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