• Científicos de la UNAM encontraron una conexión
insospechada entre una molécula llamada ATP, que funciona como
“moneda energética” de las células y la
resistencia a la insulina
• El síndrome se constituye por un conjunto de trastornos
que incluyen obesidad abdominal, resistencia a la insulina o diabetes
tipo 2, hipertensión arterial y colesterol alto
Un grupo de universitarios descubrió
una conexión insospechada entre la “moneda energética”
de las células (una molécula llamada ATP), y la resistencia
a la insulina, base del síndrome metabólico, uno de los
problemas de salud pública más importantes.
Este último es un conjunto de trastornos
como obesidad abdominal, resistencia a la insulina o diabetes tipo 2,
hipertensión arterial y alteración de lípidos sanguíneos
o “colesterol alto”, como se dice coloquialmente, dijo Antonio
Velázquez Arellano, de la Unidad de Genética de la Nutrición
del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIBm) de la UNAM,
con sede en el Instituto Nacional de Pediatría, y quien coordina
el grupo de investigación.
Esos problemas de salud son cada vez más
frecuentes entre la población, “de tal manera que no es
improbable que una persona padezca varios de ellos, o todos al mismo
tiempo”, explicó el científico.
Dentro de las hormonas que existen, todas importantes,
la insulina es de las más destacadas; es básica porque
su función es propiciar que se aprovechen los alimentos ingeridos.
Aunque se asocia con el azúcar, también
tiene que ver con el uso de las grasas y proteínas. “Actúa
fuera de las células, se une a un ‘receptor’ que
está en la superficie de la membrana celular, como la llave en
una cerradura, y con ello, desencadena una serie de procesos que permiten
la correcta utilización de los alimentos”, indicó.
En la diabetes llamada tipo 1 no se produce
insulina debido a la destrucción de las células beta de
los islotes del páncreas, por una combinación de virus
y factores inmunológicos.
En cambio, en la diabetes tipo 2, que prevalece
entre la población mexicana, sí existe la hormona; no
obstante, en cantidades normales no provoca los efectos apropiados,
y el páncreas la tiene que producir en mayor cantidad. Por ello,
en estas condiciones las células son “resistentes a la
insulina”.
El problema es muy serio, porque tarde o temprano,
los mecanismos de adaptación terminan por ser insuficientes y
la persona se vuelve diabética. También, empieza a fallar
el metabolismo de los lípidos; los diferentes tipos de grasas
sufren un desequilibrio y, eventualmente, aparece la ateroesclerosis,
así como los demás componentes del síndrome metabólico.
El hallazgo
Velázquez Arellano se ha interesado,
desde hace años, en una vitamina llamada biotina, presente en
alimentos como los cereales. “Comenzamos con estudios genéticos,
luego analizamos cómo se encontraba en niños desnutridos
y, después, tratamos de definir qué pasa si hace falta”.
En 2001, sin proponérselo, descubrió
que la biotina controla proteínas llamadas carboxilasas, con
las que participa en el buen funcionamiento celular. Pero, además,
tiene una función “completamente enigmática”:
controlar el funcionamiento de un cierto número de genes, que
en apariencia no tienen nada que ver con la propia biotina.
Para entender este misterio, el ganador del
Premio Reina Sofía eliminó ese componente a tres organismos
completamente distintos, separados en la evolución: la levadura
Saccharomyces cerevisiae, organismo unicelular usado para la
producción de pan, cerveza y vinos; el gusano Caenorhabditis
elegans, y la rata.
“En todos observábamos lo mismo:
si quitábamos la biotina, el metabolismo cambiaba como si no
hubiera glucosa, aunque les dábamos abundantes cantidades de
este azúcar. En otras palabras, sin aquélla las células
dejan de percibir que tienen suficiente ‘combustible’ metabólico
y hacen uso de las ‘reservas’ de energía almacenadas
como ácidos grasos. Es como si en lugar de emplear el sueldo
para comprar comida y medicinas, echáramos mano de nuestros ahorros
para esos gastos”.
Pero no sólo eso. Las proteínas,
que realmente constituyen la estructura de nuestro cuerpo y son muy
valiosas son destruidas para hacer nueva glucosa. “Esto sería
como si, además de no usar un buen salario, nos dedicamos a malgastar
nuestros ahorros para solventar las necesidades diarias”.
Antonio Velázquez y su equipo realizaron
otras mediciones y llegaron a un resultado que comenzó a dar
luz para resolver esta aparente paradoja.
La manera en que la célula utiliza la
energía que requiere es mediante una molécula llamada
adenosintrifosfato (ATP). Al usar la glucosa, la energía que
contiene se transfiere a la ATP y entonces sí puede ser aprovechada
por la célula. Es como cambiar pesos por dólares para
viajar fuera del país.
“Encontramos que había un déficit
de ATP si quitamos la biotina. Este hallazgo nos indicó que si
ésta falta, la célula no puede cambiar la energía
de la glucosa en ATP; por ello, aunque proporcionamos suficiente glucosa,
las células no tenían energía útil; es decir,
no se pueden cambiar los pesos por dólares”, explicó.
En las células existe un detector de
ATP, una enzima cuyas siglas son AMPK y que se activa si falta energía.
“Aunque había glucosa, encontramos la AMPK sumamente activa”,
porque una de las funciones conocidas de la biotina es ayudar a que
se utilice correctamente la glucosa; con su ausencia, este azúcar
no se aprovecha.
Entonces, la AMPK alerta sobre la carencia
de energía y esa información, “ahora lo sabemos”,
se transmite al genoma de la célula y hace que cambie el funcionamiento
de genes, de forma que el organismo se adapte a las nuevas circunstancias,
señaló el universitario.
El mensaje que recibe el genoma (por medio
de las llamadas vías de transducción o transmisión
de señales) es que no hay energía suficiente, pero esta
información se interpreta también como una aparente falta
de glucosa (aunque haya suficiente). Entonces, se altera el funcionamiento
celular y se comienzan a emplear los “ahorros”.
Velázquez pensó que eso se parece
mucho a la resistencia a la insulina. Quienes la padecen o, incluso,
ya son diabéticos, tienen mucha glucosa en la sangre; sin embargo,
sus células actúan como si no la tuvieran y no la aprovechan.
El concepto que proponemos es que si hay un
déficit de energía, de ATP (por distintas razones, en
este caso por falta de biotina), esta información se transmite
a los genes; el genoma interpreta, de manera equívoca, la falta
de energía como carencia de glucosa y se produce la resistencia
a la insulina, base del síndrome metabólico, abundó
el también ganador del Premio Nacional de Salud Pública.
Antes, prosiguió, a nadie se le había
ocurrido que la energía celular tiene que ver con esos problemas
de salud. Esta investigación surgió al intentar resolver
el enigma de por qué la biotina, además de sus funciones
conocidas, controla algunos genes que en apariencia no tienen nada que
ver con ella.
De ahí surgieron resultados de los que
probablemente saldrán aplicaciones útiles a problemas
nacionales, como diabetes y síndrome metabólico.
En esta aventura, Velázquez Arellano
está acompañado por un grupo de científicos del
propio IIBm y del Instituto de Fisiología Celular; del Centro
de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN; de los institutos
nacionales de Pediatría, y de Ciencias Médicas y Nutrición
Salvador Zubirán, así como de los hospitales
de Niños, en Filadelfia, y Henry Ford, de Detroit.
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