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La carencia de cobre en el organismo produce obesidad

Un estudio apunta a que este elemento es básico para la regulación de las grasas


Niveles adecuados de cobre son básicos para regular bien las grasas, y su carencia produce obesidad, ha demostrado un estudio realizado en EE.UU. con ratones. De este modo, se ha resuelto el debate sobre el tema, puesto que investigaciones previas habían sostenido justo lo contrario.




Niveles normales (izda.) y deficientes (dcha.) de cobre en los adipocitos. Los colores cálidos indican niveles altos. Imagen: L. Krishnamoorthy/J. Cotruvo. Fuente: UC Berkeley.
Niveles normales (izda.) y deficientes (dcha.) de cobre en los adipocitos. Los colores cálidos indican niveles altos. Imagen: L. Krishnamoorthy/J. Cotruvo. Fuente: UC Berkeley.
¿Contribuye la deficiencia de cobre a la epidemia de obesidad? Aunque pequeñas cantidades de cobre son esenciales para la salud -ostras, hígado, legumbres y frutos secos son una buena fuente- el papel del cobre en el metabolismo no estaba claro: algunos estudios habían hallado que impulsaba la quema de grasa, otros que la reducía.

Investigadores de la Universidad de California en Berkeley, del Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley y del Instituto Médico Howard Hughes (EE.UU.), han aclarado el papel crucial que juega el cobre en la alimentación: Ayuda a mover la grasa de las células grasas -llamadas adipocitos - al torrente sanguíneo, para usar dicha grasa como energía.

Sin cobre suficiente, la grasa se acumula en las células grasas sin ser utilizada, dice Christopher Chang, profesor de química y biología molecular y celular en la Universidad de Berkeley, en la información de ésta.

"A diferencia de otros estudios que relacionan los niveles de cobre tanto con el aumento como la disminución del metabolismo de las grasas, nuestro estudio muestra definitivamente cómo funciona: es una señal que activa las células grasas", dice Chang, que también trabaja en el Berkeley Lab y en el Instituto Howard Hughes. "Si pudiéramos encontrar una manera de quemar grasa más eficientemente, podría ser una gran contribución para contrarrestar la obesidad y la diabetes."

El nuevo estudio se ha publicado en línea, y será publicado en la edición impresa de julio de la revista Nature Chemical Biology. Sus resultados apuntan no sólo a un nuevo papel para el cobre en el metabolismo, sino que ponen de relieve el papel clave que juega el cobre en todo el cuerpo. Anteriormente, Chang había mostrado que el cobre es una molécula de señalización clave en el cerebro, que frena la sobre-excitación de las células nerviosas.

"El trabajo que hemos realizado con el cobre realmente demuestra que la señalización no se limita a sólo a unos pocos elementos de la tabla periódica, como el sodio, calcio y potasio", dice. "El cobre es una nueva clase de señalización".

Las funciones similares que cumple el cobre en la regulación de las células nerviosas y en la quema de grasa van en la línea de la creciente percepción de que el sistema neurológico, especialmente el cerebro, juega un papel en las enfermedades del metabolismo y el sistema inmune, tales como la obesidad y la inflamación.

"Algunos de nosotros pensamos ahora acerca de la obesidad como una enfermedad neurológica más que estrictamente una enfermedad metabólica, ya que hay conexiones potenciales entre el tejido adiposo y el cerebro", dice. "La idea de que la obesidad y las enfermedades relacionadas con ella como la diabetes pueden ser de naturaleza neurológica abre la puerta a una nueva ciencia básica y nuevos enfoques terapéuticos."

Esquema de cómo regula el cobre las grasas. Fuente: UC Berkeley.
Esquema de cómo regula el cobre las grasas. Fuente: UC Berkeley.
Suplementos de cobre

Chang advierte contra la ingestión de suplementos de cobre, sin embargo. El exceso de cobre puede conducir a desequilibrios en otros minerales esenciales, como el zinc.

El investigador, con una larga trayectoria investigando el papel biológico de los metales, se centró en el metabolismo de la grasas después de leer que el cobre se da a menudo a las vacas para regular el aumento de peso.

Para descubrir cómo funciona realmente el cobre en el metabolismo de las grasas, eligió estudiar ratones con un defecto genético que produce síntomas similares a los de una enfermedad humana rara, la enfermedad de Wilson. En ambas situaciones, una enzima clave que mueve el cobre dentro y fuera de las células está mutada, causando un desequilibrio y una sobrecarga de cobre -a menudo a niveles tóxicos- en el hígado. La condición se caracteriza también por células grasas hinchadas.

Él y su equipo, en particular, Lakshmi Krishnamoorthy y Joseph Cotruvo, descubrieron que en los ratones el cobre se acumulaba en el hígado, haciendo que las células de grasa pasen hambre de cobre de modo que no pueden regular adecuadamente el almacenamiento de grasa, y dañando órganos tales como el estómago y el páncreas. Esta sobrecarga está acompañada por niveles mucho más bajos de grasas, o lípidos, en la sangre.

"La lipólisis es la descomposición de grandes trozos de grasa en trozos más pequeños para que puedan circular por la sangre y ser quemados en todo el cuerpo", dice. "Descubrimos que en estos ratones con Wilson, un nivel bajo de cobre en las células grasas hace que sean incapaces de quemar la grasa tan bien como los ratones normales."

El mecanismo

Finalmente, consiguieron saber exactamente cómo funciona el cobre: ​​Libera un freno a la quema de grasa. Normalmente, una segunda molécula mensajera llamada AMP cíclico (cAMP) activa las enzimas que descomponen las moléculas de grasa. Encontraron, sin embargo, que otra enzima (fosfodiesterasa 3, o PDE3) bloquea la cAMP, probablemente para prevenir la descomposición de la grasa cuando no se necesita, por ejemplo, cuando somos extremadamente sedentarios. El cobre bloquea esta enzima, con lo que "pone un freno al freno", dice Chang.

Chang continúa su estudio de los papeles del cobre en el cerebro y en el metabolismo de las grasas, en busca de posibles maneras de tratar enfermedades cerebrales neurodegenerativas o enfermedades del metabolismo. También está estudiando los papeles de cobre en la percepción y el sueño.

Estos estudios le han llevado también a explorar las conexiones entre el sistema nervioso central -el cerebro y la médula espinal- y el sistema nervioso periférico, que inerva todos nuestros órganos, y cómo eso puede causar una enfermedad. 

Referencia bibliográfica:

Lakshmi Krishnamoorthy et al.: Copper regulates cyclic-AMP-dependent lipolysis: Nature Chemical Biology (2016). DOI: 10.1038/nchembio.2098.


Lunes, 13 de Junio 2016
UC Berkeley/T21
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