Investigadores de la Northwestern Medicine han descubierto cómo las alteraciones del ritmo circadiano en nuestros músculos combinadas con una mala alimentación pueden contribuir al desarrollo de la diabetes, según un reciente estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.
© Pixabay/CC0 Public Domain
El reloj circadiano natural del organismo se compone de unas proteínas denominadas factores de transcripción que están presentes en todo el cuerpo, incluido el tejido muscular. El reloj sincroniza los cambios físicos y de comportamiento con el entorno externo durante el ciclo de luz de 24 horas.
Las alteraciones del ritmo circadiano se han asociado anteriormente con el desarrollo de enfermedades metabólicas, pero la contribución del reloj del músculo esquelético ha permanecido esquiva.
En el estudio actual, el equipo de Peek trató de entender cómo influye el ritmo circadiano en el metabolismo muscular -el proceso mediante el cual los músculos convierten nutrientes, como la glucosa, en energía- y cómo la alteración de este reloj interno podría acelerar la intolerancia a la glucosa durante la obesidad inducida por una dieta deficiente.
Los investigadores estudiaron ratones que carecían del gen BMAL1 y a los que se administró una dieta rica en grasas y carbohidratos. Trabajos anteriores establecieron que BMAL 1 regula el ritmo circadiano, así como la función muscular y el metabolismo.
Los investigadores descubrieron que estos ratones mostraban una intolerancia acelerada a la glucosa con esta dieta, a pesar de que no había diferencias en el aumento de peso con respecto a los ratones normales.
«La pérdida de este factor circadiano en el músculo empeoró el desarrollo de un fenotipo diabético en los ratones», afirmó Peek.
Los científicos también realizaron secuenciación de ARN y perfiles metabólicos de los músculos de los ratones deficientes en BMAL1 y descubrieron que los músculos tenían alterada la utilización de la glucosa durante las primeras etapas de la glucólisis, una vía metabólica que convierte la glucosa en ATP, o energía, para la célula.
También descubrieron que durante la obesidad inducida por la dieta, BMAL1 trabaja junto con la vía del factor inducible por hipoxia (HIF) para «recablear» el reloj circadiano para adaptarse al estrés nutricional. Utilizando un nuevo modelo genético de ratón para restablecer la actividad de HIF en los músculos deficientes en BMAL1, los científicos lograron revertir la intolerancia a la glucosa inducida por la dieta.
«Cuando se altera el reloj del músculo, se pierde esta conexión con HIF y esto es lo que provoca el empeoramiento del metabolismo de la glucosa en el músculo», explica Peek.
Los próximos pasos de los científicos, según Peek, incluyen determinar si el ritmo circadiano ya está alterado en modelos animales de obesidad inducida por la dieta y si esta alteración contribuye a la intolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina.
«Sabemos que el reloj no es normal en la obesidad inducida por la dieta, así que nos gustaría saber cuál es la contribución de esto a la diabetes y la obesidad», dijo Peek.
Más información: Claire A. Chaikin et al, Control del metabolismo circadiano de la glucosa muscula
Comentario: Véase también: