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Investigadores de la Universidad de Oxford y de la Unicamp han descubierto un neuropéptido que actúa sobre el sistema nervioso periférico para acelerar el metabolismo. El hallazgo abre la puerta a tratamientos más eficaces y económicos contra la obesidad

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un nuevo componente del sistema nervioso periférico que actúa aumentando el metabolismo energético del organismo. El hallazgo abre la puerta al desarrollo de fármacos más sencillos y económicos para controlar la obesidad y el aumento de peso, independientemente de la cantidad de alimentos ingeridos. En un artículo  publicado  en la revista  Nature, investigadores de la Universidad de Oxford, en Reino Unido, y del  Centro de Investigaciones sobre Obesidad y Comorbilidades  ( OCRC ), financiado por la FAPESP y con sede en la Universidad Estadual de Campinas (UNICAMP), en Brasil, describen dónde y cómo actúa este componente del sistema nervioso periférico a través del neuropéptido Y (NPY) sobre el gasto energético y calórico. Este neurotransmisor, encargado de pasar información entre una neurona y otra del cerebro, ha sido ampliamente estudiado por los científicos en relación con el sistema nervioso central, pero nunca se había estudiado su acción en los nervios periféricos (fuera del cerebro y la médula espinal) y su capacidad de actuar en las células grasas (adipocitos) para proteger al cuerpo contra la obesidad.

“Como este nuevo componente no actúa sobre el cerebro, sino sobre la periferia [sistema nervioso periférico] del organismo, abre una nueva perspectiva para el desarrollo de fármacos que puedan tratar la obesidad de forma más sencilla, más eficaz e incluso más barata. Esto se debe a que, a diferencia de los últimos fármacos antiobesidad que actúan sobre el cerebro, la nueva aproximación terapéutica no necesitaría ser una molécula grande [fármaco biológico], y mucho menos ser capaz de atravesar la barrera [hematoencefálica] que protege al cerebro, simplificando enormemente los problemas de acceso y desarrollo de un nuevo fármaco”, afirma  Licio Velloso, investigador principal del OCRC y uno de los autores del artículo. Cabe aclarar que el sistema nervioso periférico se divide en dos grandes grupos: el somático y el autónomo. Mientras que el sistema nervioso somático regula los movimientos voluntarios y las sensaciones en la piel (tacto, frío, calor), el otro se encarga de movimientos como los latidos del corazón y la presión arterial, que funcionan independientemente de la voluntad del individuo. El sistema nervioso autónomo también se divide en dos partes. La rama simpática se encarga de preparar el cuerpo para situaciones de alerta, afrontamiento o huida ante una amenaza. Por tanto, implica cambios como la aceleración del ritmo cardíaco y el aumento del gasto energético. El sistema nervioso parasimpático, por su parte, normaliza el funcionamiento de los órganos internos una vez que la amenaza ha pasado. “En los libros de texto de neuroanatomía, por ejemplo, se describe que el sistema nervioso simpático funciona liberando noradrenalina en las terminaciones nerviosas. Sin embargo, en el estudio se descubrió que, además de noradrenalina, estos nervios también expresan el neuropéptido Y, algo que hasta ahora no se conocía en esta parte del sistema nervioso. Cuando el NPY está activo en el hipotálamo, el individuo siente hambre. En cambio, en el sistema nervioso periférico, se descubrió que el NPY tiene el efecto contrario, acelera el metabolismo y, en consecuencia, el gasto energético”, explica Velloso.

Metabolismo acelerado

Además de comprobar la existencia del nuevo componente, los investigadores de Oxford demostraron que el NPY actúa sobre un tercio de los nervios simpáticos distribuidos por todo el cuerpo, promoviendo la producción de nuevas células grasas implicadas en la termogénesis (quemar energía y producir calor). A diferencia del tejido adiposo blanco, que almacena el exceso de calorías consumidas, los adipocitos pardos y beige desempeñan un papel metabólicamente beneficioso al utilizar la grasa almacenada para liberar calor. En el laboratorio de la investigadora Ana Domingos, en Oxford, los científicos descubrieron que la liberación de NPY en el sistema nervioso periférico se produce en las sinapsis que están en contacto con las células murales (ubicadas alrededor de los vasos sanguíneos que infiltran los tejidos). “Una característica importante de las células murales es que son precursoras de un tipo específico de tejido adiposo, el tejido adiposo pardo, que es esencial para la regulación del metabolismo”, declaró Velloso  a Agência FAPESP. “De esta forma, el equipo de investigación de Oxford verificó que, cuando el nervio se conecta a una célula mural a través de una sinapsis, libera NPY y activa la diferenciación de la célula mural, que se convierte en precursora del tejido adiposo pardo, algo muy importante para un mayor control metabólico”.

La última parte del estudio se realizó en el laboratorio de la UNICAMP. Para caracterizar la acción del nuevo componente del sistema nervioso periférico, los investigadores utilizaron ratones modificados genéticamente para no expresar el neuropéptido Y en el sistema nervioso simpático. “Observamos que estos animales se volvían más obesos y tenían dificultades para mantener una temperatura corporal estable cuando se exponían al frío [baja capacidad termogénica]. También presentaban trastornos metabólicos, como predisposición a desarrollar diabetes. Por otro lado, los animales con NPY que comían la misma cantidad de comida que los demás mostraban protección contra la obesidad”, afirma.

Centro versus periferia

Una curiosidad que ha descubierto el grupo es que el NPY tiene efectos completamente diferentes sobre el peso corporal cuando se encuentra en el sistema nervioso central y cuando se encuentra en el sistema nervioso periférico. Mientras que en el cerebro el NPY interfiere en la saciedad –induciendo hambre- en la periferia su relación es con el metabolismo energético, promoviendo la proliferación de células que queman grasa en lugar de almacenarla. “Ya se sabía que los adipocitos termogénicos pueden tener su origen en las células murales. También se sabía que las células murales pueden detectar el NPY porque tienen un receptor para este neuropéptido [la proteína NPYR1]. Lo que pudimos demostrar por primera vez es que sin NPY en el sistema periférico, los ratones se vuelven obesos, no porque coman más, sino porque queman menos grasa. Este mecanismo probablemente se generalice a otros tipos de obesidad, ya que nuestro estudio mostró que estos nervios productores de NPY se degeneran con la aparición de la obesidad inducida por la dieta”, informa Domingos. Según el investigador, el papel protector del NPY contra la obesidad descubierto ahora en ratones proporciona un mecanismo biológico que puede vincularse a un rasgo genético humano revelado recientemente por el Common Metabolic Diseases Knowledge Portal (CMDKP), una herramienta de datos financiada por la iniciativa Accelerating Medicines Partnership (AMP) de la Foundation for the National Institutes of Health (FNIH), un consorcio que apoya el laboratorio de Domingos en la Universidad de Oxford.

La herramienta, que cuantifica la participación de varios genes en las enfermedades, indicó que el NPY está asociado con la obesidad humana, pero no con patrones de alimentación alterados. “Esto es bastante sorprendente ya que hay docenas de estudios que muestran las acciones del NPY en las neuronas cerebrales que promueven la ingesta de alimentos, de ahí su designación como estimulante del apetito [ péptido orexigénico ]”, afirma. “Entonces, ¿cómo es posible que las alteraciones del NPY se asocien paradójicamente con un índice de masa corporal [ IMC ] elevado en humanos, pero no con cambios en los patrones alimentarios? Nuestro estudio revela una posible explicación al sugerir que la disipación de energía puede desempeñar un papel más crucial que el apetito en el mantenimiento del peso corporal en algunos individuos, aunque no en la mayoría de ellos”, concluye Domingos. Según Velloso, el descubrimiento y caracterización de este nuevo componente del sistema nervioso autónomo –que regula el metabolismo en la periferia del cuerpo– abre el camino para el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas contra la obesidad. “La expectativa es que una molécula –probablemente un ligando para el receptor del neuropéptido Y– pueda actuar incrementando el metabolismo, la quema de calorías, que es exactamente lo que encontramos que hace el NPY en el sistema nervioso periférico”, afirma.

Fuente: https://www.eurekalert.org

Referencia: Zhu Y, Yao L, Gallo-Ferraz AL, et al. Sympathetic neuropeptide Y protects from obesity by sustaining thermogenic fat. Nature 2024;634:243-250.