La grasa puede desempeñar un papel importante en el metabolismo cerebral
Si bien la glucosa, o azúcar, es un combustible bien conocido para el cerebro, los investigadores han demostrado que la actividad eléctrica en las sinapsis (las uniones entre neuronas donde se produce la comunicación) puede conducir al uso de gotas de lípidos o grasa como fuente de energía.
El estudio, publicado en Nature Metabolism, desafía "el dogma de larga data de que el cerebro no quema grasa", explica el investigador principal, el Dr. Timothy A. Ryan, profesor de bioquímica y de bioquímica en anestesiología, y profesor triinstitucional en el Departamento de Bioquímica en Weill Cornell Medicine.
El autor principal del artículo, el Dr. Mukesh Kumar, asociado postdoctoral en bioquímica en Weill Cornell Medicine que ha estado estudiando la biología celular de las gotas de grasa, sugirió que tiene sentido que la grasa pueda desempeñar un papel como fuente de energía en el cerebro como lo hace con otros tejidos metabólicamente exigentes, como el músculo.
El equipo de investigación se sintió particularmente intrigado por el gen DDHD2, que codifica una lipasa, una enzima que ayuda a descomponer la grasa. Las mutaciones en el gen DDHD2 están relacionadas con un tipo de paraplejía espástica hereditaria, una afección neurológica que causa rigidez y debilidad progresivas en las piernas, además de déficits cognitivos.
Investigaciones previas realizadas por otros investigadores han demostrado que el bloqueo de esta enzima en ratones provoca una acumulación de triglicéridos (gotas de grasa que almacenan energía) en todo el cerebro. "En mi opinión, esto demostró que quizás la razón por la que afirmamos que el cerebro no quema grasa es porque nunca vemos las reservas de grasa", afirma el Dr. Ryan.
Los lípidos tienen un papel importante en el cerebro
El estudio actual exploró si las gotas de lípidos que se acumulan en ausencia de DDHD2 son utilizadas como combustible por el cerebro, particularmente cuando no hay glucosa presente, comenta el Dr. Ryan.
El Dr. Kumar descubrió que cuando una sinapsis contiene una gota de lípidos llena de triglicéridos en ratones sin DDHD2, las neuronas pueden descomponer esta grasa en ácidos grasos y enviarla a las mitocondrias (las fábricas de energía de la célula) para que puedan producir trifosfato de adenosina (ATP), la energía que la célula necesita para funcionar.
“El proceso de utilización de la grasa está controlado por la actividad eléctrica de las neuronas, y este hallazgo me sorprendió”, asegura el Dr. Ryan. “Si la neurona está activa, impulsa este consumo. Si está en reposo, el proceso no se produce”.
En otro estudio, investigadores inyectaron una pequeña molécula en ratones para bloquear la enzima carnitina palmitoiltransferasa 1 (CPT1), que ayuda a transportar los ácidos grasos a las mitocondrias para la producción de energía. El bloqueo de la CPT1 impidió que el cerebro utilizara las gotas de grasa, lo que provocó letargo, un estado similar a la hibernación, en el que la temperatura corporal desciende rápidamente y la frecuencia cardíaca se ralentiza. "Esta respuesta nos convenció de que el cerebro necesita constantemente utilizar estas gotas de lípidos", comenta el Dr. Ryan.
Implicaciones para futuras investigaciones
Esta investigación podría impulsar la investigación de las enfermedades neurodegenerativas y la función de los lípidos en el cerebro. Las fluctuaciones o niveles bajos de glucosa pueden ocurrir con el envejecimiento o enfermedades neurológicas, pero los ácidos grasos descompuestos de las gotitas lipídicas pueden ayudar a mantener la energía cerebral, afirma el Dr. Kumar. "Desconocemos el futuro de esta investigación en cuanto a las enfermedades neurodegenerativas, pero algunas evidencias sugieren que la acumulación de gotitas de grasa en las neuronas podría ocurrir en la enfermedad de Parkinson", concluye.
Los investigadores también necesitan comprender mejor la interacción entre la glucosa y los lípidos en el cerebro. "Al comprender mejor estos detalles moleculares, esperamos descubrir explicaciones sobre la neurodegeneración, lo que nos brindaría oportunidades para encontrar maneras de proteger el cerebro".
