Investigadores del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca (INIBIBB, CONICET- UNS) y del Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia de la Universidad Nacional del Sur (UNS), en colaboración con científicos de la Universidad de Massachusetts, ha revelado una vía desconocida de comunicación entre el cerebro y el intestino en gusanos Caenorhabditis elegans (C. elegans). Este avance podría aportar nuevos enfoques en el estudio del estrés y su relación con trastornos metabólicos, como la diabetes y enfermedades relacionadas con la insulina en humanos.
Cuando un organismo enfrenta situaciones de peligro o estrés, el cuerpo activa la “respuesta de lucha o huida”, regulada por hormonas como la adrenalina. Este mecanismo prepara al cuerpo para reaccionar rápidamente, acelera el ritmo cardíaco, aumenta el flujo sanguíneo hacia el cerebro y los músculos, y estimula la utilización de glucosa como energía. Sin embargo, y aunque esta respuesta es esencial para la supervivencia, su activación crónica puede tener graves consecuencias para la salud, incluyendo un mayor riesgo de diabetes, enfermedades cardiovasculares, infecciones y envejecimiento prematuro.
Estrés y metabolismo: un vínculo clave
En un estudio previo, publicado en la revista Nature en 2019, este mismo equipo de investigación demostró que en C. elegans, la tiramina (una hormona similar a la adrenalina en los invertebrados) actúa como un “interruptor” que regula la respuesta al estrés. Esta molécula juega un papel clave en la respuesta de escape. Sin embargo, su liberación es inhibida ante situaciones como calor extremo o estrés oxidativo permitiendo al organismo conservar energía y resistir mejor a estas agresiones ambientales. Además, observaron que activar repetidamente la respuesta de escape (con la consecuente liberación crónica de tiramina) estimula constantemente la vía de la insulina (no sabían aun cómo), reduciendo la capacidad del animal para hacer frente a otros desafíos ambientales y reduciendo su tiempo de vida.
En este nuevo trabajo, publicado en la prestigiosa revista PLOS Biology, los investigadores descubrieron que la tiramina estimula al intestino del animal para liberar un péptido similar a la insulina denominado INS-3. Esta liberación activa la vía de la insulina e incrementa las tasas metabólicas para satisfacer las demandas energéticas generadas por la respuesta de huida. Sin embargo, cuando la respuesta de escape se perpetúa, la liberación de este péptido similar a la insulina es la responsable del deterioro de la salud observado. Con este hallazgo, el equipo logró completar y describir la secuencia molecular de esta vía de comunicación entre el cerebro y el intestino y cómo trabajan en conjunto para enfrentar o adaptarse a diferentes situaciones y condiciones ambientales.
“Este descubrimiento nos ayuda a comprender mejor cómo el sistema nervioso y el metabolismo se coordinan para responder a cambios en el entorno, lo que podría tener implicancias significativas para el estudio de enfermedades relacionadas con el estrés”, señaló Diego Rayes, investigador del INIBIBB y director del trabajo.
Los otros autores locales de este trabajo fueron las investigadoras Tania Veuthey (primera autora) y María José De Rosa y los becarios doctorales Sebastián Giunti y Stefano Romussi. Todos pertenecientes al INIBIBB y docentes del Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia de la UNS. El proyecto se llevó adelante en colaboración con el laboratorio dirigido por el doctor Mark Alkema en la Universidad de Massachusetts (USA).
Implicancias para la salud humana
En los seres humanos, la exposición prolongada al peligro real o percibido, como ocurre en los trastornos de estrés, se asocia con problemas de salud como diabetes tipo 2, envejecimiento prematuro y mayor riesgo de enfermedades. Las personas bajo estrés crónico suelen presentar altos niveles de insulina, lo que subraya el papel potencial de la disfunción de la insulina en los problemas de salud relacionados con el estrés.
Los resultados de esta investigación presentan una novedosa interacción entre el cerebro y el intestino en C. elegans, y abren nuevas posibilidades para explorar mecanismos similares en seres humanos. ““Aunque todavía no entendemos completamente cómo las neurohormonas del estrés en niveles elevados afectan la salud, sabemos que los procesos que regulan las respuestas al estrés son muy similares entre distintas especies, por lo que sería interesante investigar si la liberación prolongada de adrenalina podría afectar negativamente la salud al estimular la secreción de péptidos similares a la insulina”, concluyó Rayes.
