La hora de la comida influye en el reloj biológico del hígado

El ritmo de expresión de los genes está influido por la regularidad del momento de la ingesta de alimentos en ratones

La hora de la comida influye en el reloj biológico del hígado
mar 16 abril 2019. 17.20H
El momento de la ingesta de alimentos es un factor importante que impulsa la expresión rítmica de la mayoría de los genes en el hígado de ratón, informan investigadores este martes en la revista Cell Reports.

Los hallazgos demuestran que las señales en todo el cuerpo impulsadas por la ingesta de alimentos contribuyen significativamente a impulsar los ritmos en las funciones metabólicas del hígado y la expresión génica independientemente del hígado y el reloj.

"En contraste con el modelo que prevalece en el campo actualmente, nuestros hallazgos indican que los tiempos de alimentación hacen más que simplemente sincronizar el reloj molecular en diferentes órganos: en realidad pueden regular la expresión génica rítmica en paralelo al reloj", dice el autor principal del estudio, Jerome Menet, cuyo laboratorio en la Universidad Texas A&M, en Estados Unidos, estudia el reloj circadiano de los mamíferos.

Y agrega: "Esto plantea la interesante hipótesis de que comer en el momento equivocado del día, que prevalece en los trabajadores por turnos, por ejemplo, puede desincronizar la expresión génica rítmica y conducir a patologías".


Núcleo supraquiasmático


Casi todas las células de los mamíferos albergan un reloj circadiano molecular que impulsa la expresión génica rítmica para coordinar los ciclos diarios en el metabolismo, la fisiología y el comportamiento. Estos relojes están sincronizados por el marcapasos maestro circadiano ubicado en una estructura cerebral llamada núcleo supraquiasmático (SCN, por sus siglas en inglés).


Menet y su equipo alimentaron ratones arrítmicamente, solo por la noche o de manera no restringida


El SCN usa múltiples señales, como los ritmos en la señalización neuronal, la secreción de hormonas, la temperatura corporal y la ingesta de alimentos, para sincronizar los relojes periféricos ubicados en diversos órganos de todo el cuerpo, lo que garantiza que todos estén correctamente incorporados al medio ambiente.

Se cree que los relojes periféricos arrastrados regulan la expresión génica rítmica de una manera autónoma para las células, es decir, independientemente de cada célula, para iniciar programas transcripcionales circadianos específicos del tejido que controlan la ritmicidad de los procesos biológicos.


Ritmos circadianos


En contraste con los modelos actuales, los nuevos hallazgos muestran que la ingesta rítmica de alimentos impulsa en gran medida la expresión génica rítmica independientemente del reloj molecular celular autónomo en el hígado.

Para examinar el papel de la ingesta de alimentos rítmicos en la biología circadiana y la expresión génica rítmica, Menet y su equipo alimentaron ratones arrítmicamente, solo por la noche o de manera no restringida durante cinco semanas, luego recolectaron los hígados de los roedores en diferentes momentos del día y examinaron la expresión de los genes del hígado.

En comparación con la alimentación no restringida, la alimentación arrítmica interrumpió las oscilaciones en la expresión del 70 por ciento de los genes hepáticos cíclicos sin afectar al reloj molecular central en el hígado. Además, el momento de la ingesta de alimentos regulaba muchas vías metabólicas en el hígado, incluidas aquellas involucradas en la síntesis de colesterol y glucógeno.

En conjunto, los hallazgos sugieren que el reloj circadiano maestro en el SCN no actúa únicamente para sincronizar los relojes circadianos periféricos sino que, en cambio, contribuye de manera más general a los programas transcripcionales circadianos en todo el cuerpo.


Interrupciones del reloj interno



Las interrupciones del reloj se han asociado con el envejecimiento, las respuestas alteradas a la terapéutico, la obesidad o la diabetes


En estudios futuros, Menet y su equipo examinarán si el momento de la ingesta de alimentos regula la producción de proteínas rítmicas, así como la expresión génica rítmica en varios tejidos. Otra pregunta para futuras investigaciones es si otras señales impulsadas por el SCN, como la temperatura corporal, impulsan la expresión génica rítmica en los relojes periféricos.

Por ahora, las implicaciones para la salud de los nuevos hallazgos siguen sin estar claras. Las interrupciones de reloj se han asociado con el envejecimiento, las respuestas alteradas a la terapéutica, la obesidad, la diabetes, los trastornos de salud mental y el cáncer.

Según los autores del estudio, estos efectos podrían mejorarse potencialmente controlando el momento de la ingesta de alimentos. "Pero uno no debe asumir que debido a que observamos un fuerte efecto de la ingesta rítmica de alimentos en el hígado del ratón, esto también se aplica a otros tejidos del ratón, e incluso al hígado humano", concluye Menet.
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