Los científicos descubren el culpable biológico oculto responsable de la obesidad en la mediana edad

Investigadores de la Universidad de Nagoya y colegas japoneses han descubierto que la obesidad en la mediana edad se debe a cambios relacionados con la edad en la forma de las neuronas del hipotálamo, la región del cerebro responsable de regular el metabolismo y el apetito.

Una proteína llamada receptor de melanocortina-4 (MC4R) detecta la sobrenutrición y regula el metabolismo y el apetito para prevenir la obesidad. Según su estudio en ratas, los MC4R se concentraban en los cilios primarios (estructuras similares a antenas) que se extienden desde un par de grupos de neuronas hipotalámicas. El estudio también demostró que los cilios primarios se acortan con la edad, lo que en consecuencia disminuye los MC4R y provoca un aumento de peso.

«Creemos que también existe un mecanismo similar en los humanos», dijo el profesor Kazuhiro Nakamura de Universidad de Nagoya Escuela de Graduados en Medicina, autor principal del estudio. «Esperamos que nuestro descubrimiento conduzca a un tratamiento fundamental para la obesidad». Los investigadores publicaron los resultados del estudio en la revista. Metabolismo celular.

El mecanismo detrás del aumento de peso

A medida que envejecemos nos volvemos más propensos al sobrepeso y la obesidad. Las personas obesas son más susceptibles a la diabetes, la hiperlipidemia y otras enfermedades crónicas. Estudios anteriores habían sugerido que el aumento de peso en la mediana edad era causado por una disminución del metabolismo general debido al envejecimiento, pero el mecanismo no estaba claro.

Un equipo de investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nagoya, en colaboración con investigadores de la Universidad de Osaka, la Universidad de Tokio y el Instituto de Investigación de Medicina Ambiental de la Universidad de Nagoya, llevó a cabo un estudio centrado en los MC4R.

El acortamiento de los cilios primarios MC4R+ en el hipotálamo del cerebro conduce a la obesidad en la mediana edad. Crédito: Kazuhiro Nakamura

Los MC4R estimulan el metabolismo y suprimen la ingesta de alimentos en respuesta a una señal de melanocortina de comer en exceso. Inicialmente, el equipo de investigación examinó la distribución de los MC4R en el cerebro de ratas utilizando un anticuerpo especialmente desarrollado para hacer visibles los MC4R. Descubrieron que los MC4R están presentes exclusivamente en los cilios primarios de grupos específicos de neuronas hipotalámicas.

Luego, el equipo estudió la longitud de los cilios primarios que exhiben MC4R (MC4R⁺ cilios) en el cerebro de ratas de 9 semanas (jóvenes) y de ratas de 6 meses (de mediana edad). El equipo descubrió que MC4R⁺ los cilios en ratas de mediana edad eran significativamente más cortos que los de ratas jóvenes. Como resultado, el metabolismo y la capacidad de quemar grasa de las ratas de mediana edad eran mucho más bajos que los de las ratas jóvenes.

Impacto dietético y resistencia a la leptina.

Luego, el equipo analizó MC4R.⁺ cilios en ratas bajo diferentes condiciones dietéticas. Los resultados mostraron que MC4R⁺ Los cilios en ratas que comían una dieta normal se acortaban gradualmente con la edad. Por otro lado, MC4R⁺ Los cilios en ratas con una dieta alta en grasas se acortaron a un ritmo más rápido, mientras que los de ratas con una dieta restringida se acortaron a un ritmo más lento.

Curiosamente, el equipo también descubrió que MC4R⁺ Los cilios que una vez desaparecieron con la edad se regeneraron en ratas criadas con dos meses de restricción alimentaria.

En el estudio, el equipo también utilizó tecnologías genéticas para producir MC4R.⁺ cilios más cortos en ratas jóvenes. Estas ratas mostraron una mayor ingesta de alimentos y una disminución del metabolismo, lo que resultó en un aumento de peso.

El equipo también administró una hormona llamada leptina al cerebro de ratas con MC4R acortado artificialmente.⁺ pestaña. Se cree que la leptina ayuda a reducir la ingesta de alimentos. Sorprendentemente, sin embargo, su apetito no se redujo, lo que indica que la leptina no podía ejercer efectos contra la obesidad.

“Este fenómeno, llamado resistencia a la leptina, también se observa a menudo en pacientes humanos obesos. Esto representa un obstáculo para el tratamiento de la obesidad, pero la causa permaneció desconocida durante mucho tiempo”, explicó el Dr. Manami Oya, primer autor del estudio.

“En los pacientes obesos, el tejido adiposo secreta un exceso de leptina, lo que desencadena la acción crónica de la melanocortina. Nuestro estudio sugiere que esto puede promover el acortamiento del MC4R relacionado con la edad.⁺ cilios y poner a los animales en una espiral descendente en la que la melanocortina se vuelve ineficaz, aumentando el riesgo de obesidad”.

El estudio concluyó que el acortamiento de MC4R relacionado con la edad⁺ Los cilios causan obesidad en la mediana edad y resistencia a la leptina en ratas. Los investigadores han demostrado que la restricción dietética es un método para prevenir y tratar el sobrepeso y la obesidad. El profesor Nakamura dijo: «Los hábitos alimentarios moderados podrían mantener el MC4R⁺ pestañas lo suficientemente largas como para mantener en buena forma el sistema antiobesidad del cerebro incluso a medida que envejecemos”.

Referencia: “Ciliopatía relacionada con la edad: acortamiento obesógeno de los cilios primarios neuronales portadores del receptor de melanocortina-4” por Manami Oya, Yoshiki Miyasaka, Yoshiko Nakamura, Miyako Tanaka, Takayoshi Suganami, Tomoji Mashimo y Kazuhiro Nakamura, 6 de marzo de 2024, Metabolismo celular.
DOI: 10.1016/j.cmet.2024.02.010