Estudio UdeC revela mecanismos e impacto del nivel de azúcar sobre el cerebro

El académico Francisco Nualart es el autor principal del artículo que da cuenta de impactantes nuevas evidencias que podrían explicar un conjunto de afecciones a nivel cerebral o neurológico asociadas a hiperglicemia crónica y diabetes.

“Este impresionante trabajo es pionero en el área y permitirá explicar un conjunto de patologías asociadas a la diabetes, hiperglicemia continua y trastornos cerebrales presentes en los hijos de madres diabéticas, como la hidrocefalia gestacional”. Con estas palabras fue que la destacada neuróloga e investigadora Ryann Fame, académica de la Universidad de Stanford, relevó el potencial de impacto de un hallazgo con sello de la Universidad de Concepción (UdeC).

Se trata de un estudio que por primera vez describe mecanismos relacionados con efectos de la glucosa sobre el cerebro y cuyos resultados encienden la alarma sobre la posible afectación que los niveles elevados de esta sustancia podrían tener sobre ciertas funciones cerebrales con complejas consecuencias fisiopatológicas.

El trabajo fue desarrollado por investigadores de la Facultad de Ciencias Biológicas y del Centro de Microscopía Avanzada (CMA) UdeC, liderados por el doctor Francisco Nualart, junto a científicos de la Universidad de Málaga en España, Universidad de Illinois en Estados Unidos y Universidad de Lausanne en Suiza.

Los resultados se publicaron en Plos Biology y la trascendencia de las nuevas evidencias derivó que fuera elegida para el banner web y la portada del número de septiembre de una de las revistas más importantes del mundo en el área de la biología. Además de la revisión de las implicancias del hallazgo de la doctora Fame que acompaña al voluminoso artículo científico.

Impactante hallazgo

“La glucosa impacta al cerebro y a su equilibrio interno que está basado en el movimiento de líquido cefalorraquídeo (LCR) dentro de éste y que genera cambios biológicos importantes para entender cómo está la glucosa en el organismo e inhibir patologías asociadas al desequilibrio”, resume sobre el hallazgo el doctor Nualart, director científico del CMA y académico del Departamento de Biología Celular, primer autor del paper.

Para profundizar, cuenta que describieron una forma para explicar cómo el cerebro sensa (detecta) al azúcar en concentraciones elevadas o hiperglicemia. “En términos técnicos y biológicos, el aumento de las concentraciones de azúcar en la sangre son transferidas a las cavidades cerebrales, aumentando la glucosa en el LCR”, precisa al respecto.

Y lo que evidenciaron es que la hiperglicemia genera cambios notables a nivel del LCR, que fluye por las cavidades cerebrales como la sangre por los vasos sanguíneos, en la liberación de proteínas como la SCO-spondina y Wnt5a desde una pequeña glándula llamada “órgano subcomisural” (abreviada SCO), y la regulación del batido o movimiento ciliar en las cavidades cerebrales.

“Los cilios son como pelitos y normalmente se están moviendo. Pero, cuando fluye la glucosa empiezan a vibrar y el LCR se enlentece temporalmente. Cuando eso sucede, el cerebro normalmente sensa a la glucosa. Pero, si la hiperglicemia se hace crónica, como en la diabetes, el movimiento del fluido cerebral se detiene tanto que empiezan a haber trastornos como acumularse en las paredes”, destaca Nualart.

Y advierte que se sabe que la desregulación en los niveles del LCR se asocia a patologías como hidrocefalia cuando se acumula.

La investigación

Los resultados surgieron tras experimentos realizados en las distintas entidades. Si bien se usaron modelos animales, en el artículo proponen un mecanismo específico para el cerebro humano.

Según relata Nualart, en la investigación descubrieron que la llegada del azúcar al organismo estimula que el órgano subcomisural libere las proteínas SCO-spondina y Wnr5a al LCR, y que éstas se unen a ciertas células cerebrales ciliadas.

Y comenta que el mecanismo que induce la detención temporal del fluido del líquido permite que el cerebro detecte la señal de glucosa y active a neuronas a cargo de la saciedad en personas en condición normal o sana. Sin embargo, hallaron que el proceso puede estar alterado en contexto de hiperglicemia crónica o diabetes.

En este marco el descubrimiento permitiría entender cambios patológicos que ocurren a nivel cerebral en las condiciones, evidenciando su relevancia científica y vital que refuerza su protagonismo en la edición de Plos Biology.

Ciencia UdeC para aportar soluciones a problemas de hiperglicemia y diabetes

El reciente hallazgo con sello de la ciencia UdeC del efecto de los niveles de azúcar sobre el funcionamiento cerebral y eventual fisiopatología asociada no se da en cualquier escenario.

Surge desde la larga trayectoria del doctor Francisco Nualart en estudiar el impacto de la glucosa en el cerebro, donde destaca una colaboración de más de dos décadas con el académico Manuel Cifuentes de la Universidad de Málaga, uno de los coautores del paper.

Pero, el gran impulso es la situación epidemiológica preocupante a nivel nacional e internacional: la hiperglicemia crónica y particularmente la diabetes es problema de salud pública global y creciente.

Y para concientizar e impulsar cambios conductuales para promover la salud es que durante noviembre se desarrollan diversas acciones de educación e intervención en el marco del Día Mundial de la Diabetes el 14 noviembre.

Es que la Organización Mundial de la Salud (OMS) cataloga a la diabetes como prevalente causa de morbimortalidad, que afecta a más del 9% de la población mayor de 20 años del mundo según las estadísticas, pero podrían ser más ante los casos desconocidos.

Su gran impacto a la salud y calidad de vida lo genera el daño que produce en vasos sanguíneos, corazón, riñones, nervios y ojos, aumentando el riesgo cardiovascular y gatillando afecciones como retinopatía o nefropatía diabética, por sólo mencionar ejemplos de una larga y lamentable lista. Así es que es responsable directa e indirecta de millones de muertes cada año.

Lo que sucede en Chile no es mejor: la última Encuesta Nacional de Salud reveló que sobre el 12% de las personas adultas sufre diabetes, cifra mayor al informe previo.

Las investigaciones no dejan lugar a dudas, el alza de los casos de esta afección y de las otras enfermedades crónicas no transmisibles está fuertemente mediada por el protagonismo de los estilos de vida nocivos en la sociedad, como las dietas malsanas en cantidad y calidad junto con el sedentarismo que conducen a sobrepeso y obesidad, condición en la que viven más de 74% de los chilenos, y así al desarrollo de patologías que se pueden prevenir o controlar con modificaciones en los elementos de riesgos.

Las evidencias

Por la realidad se enciende fuerte la alarma con los hallazgos de la investigación que lideró el doctor Nualart como de otros trabajos, aunque sobre todo expectativas por las proyecciones de las oportunidades que podrían abrir en términos científicos y de salud.

Sobre la base de la línea que sigue en esta materia destaca que junto a sus grupos han aportado con modelos sobre el efecto de la glucosa sobre los sistemas sensores cerebrales y en la saciedad, sensación clave para limitar la ingesta alimentaria a los parámetros saludables.

El investigador se detiene en la habitual recomendación de masticar bien y comer lentamente. “Eso tiene una base biológica importante, porque al comer incorporas glucosa al sistema sanguíneo, que entra al cerebro y llega a las neuronas que sensan sus niveles, se activan y mandan señales que van al intestino, estómago, hígado y tejido adiposo, lo que hace todo un cuadro que dice que estás bajo saciedad”.

“La saciedad es un tema mental. Entonces, cuando se aprende a comer con el cerebro y no sólo con el estómago las personas pueden hacer una vida más sana, hay menos obesidad y complicaciones por la alimentación excesiva”, afirma.

En su tránsito la glucosa se mueve muy rápido, por lo que desde las certezas llamaba la atención que pese a su gran velocidad influyera en toda esa maquinaria. Así que se abrieron preguntas que se abordaron en el reciente estudio y condujeron a los hallazgos en torno a los mecanismos descritos hasta antes desconocidos.

Desde allí asevera “se conoce bastante cómo la hiperglicemia impacta a órganos periféricos como páncreas, hígado y riñones. Pero, se conoce mucho menos cómo impacta al sistema nervioso”.

Proyecciones y retos

Las nuevas evidencias permiten ir elaborando explicaciones y vislumbrar aplicaciones de los conocimientos, pero también se abren preguntas y motiva el desarrollo de estudios para irlas respondiendo y profundizando saberes.

Y en eso están con el grupo. El doctor Nualart viajó en días recientes para trabajar durante 5 meses en la Universidad de Málaga en torno a nuevos experimentos en torno a la diabetes y mecanismos o alteraciones asociadas para dilucidar posibles explicaciones a problemas neurológicos que se han visto y hasta ahora no se comprenden en su origen o causa.

En proyecciones de los saberes plantea que “podría ayudar a explicar por qué en gestantes hiperglicémicas o diabéticas sus hijos tienden a desarrollar hidrocefalia: porque las células encargadas de mover este líquido lo dejan de hacer”.

También menciona es que “se sabe que las personas que sufren de hiperglicemia suelen hacer muchas cefaleas y no se sabe por qué, pero con nuestro estudio estamos mostrando que hay una alteración que, eventualmente, podría generar estos trastornos”.

O se podrían hallar nuevos blancos terapéuticos.

Y es que los conocimientos de la ciencia básica son el pilar para construir la investigación aplicada que puede llevar a desarrollar nuevos fármacos y tratamientos que permitan dar solución a un gran problema de salud pública y social.