En la compleja cadena de procesos moleculares que subyacen a
la alimentación y al control del peso corporal,
se ha demostrado que la enzima proteína quinasa activada por AMP (AMPK),
tiene una relación esencial.
Ahora, los investigadores del Beth Israel Deaconess Medical
Center (BIDMC), han identificado el mecanismo responsable de la inhibición de
la actividad de la enzima AMPK en el hipotálamo, este descubrimiento no sólo
proporciona un conocimiento más en profundidad del balance energético, si no
que también descubre un punto de integración crítico en donde se juntan
múltiples rutas de señalización, entre las que se sitúan la de la enzima
PI3K-AKT y la conversión de mTOR.
Descritos estos hallazgos en el último número de la revista
Cell Metabolism, éstos pueden abrir un campo de nuevas oportunidades para el
desarrollo de tratamientos para tratar tanto enfermedades metabólicas, como el
cáncer.
“La enzima AMPK es una especie de indicador del nivel de
gasolina evolutivamente conservado”, dijo Barbara Kahn. Activada cuando
disminuyen las reservas de energía, la AMPK también funciona a nivel de todo el
organismo para regular el metabolismo y el balance energético.
El laboratorio de Kahn ha sido el primero en describir el
papel crítico de la AMPK en la mediación de las acciones de la leptina, una
hormona producida por los adipocitos que funciona como un regulador maestro de
las funciones neuroendocrina, metabólica, vascular, simpática e inmune. En el
año 2002, Kahn demostró que la AMPK es activada por la leptina en el músculo
esquelético, permitiendo a la hormona
activar el metabolismo de los ácidos grasos. A continuación, en el año
2004, su laboratorio descubrió que en el hipotálamo ocurre un escenario
completamente opuesto, en donde la leptina inhibe la síntesis de la enzima
AMPK.
Las rutas de la PI3K-AKT, mTOR-p70S6 kinasa y la AMPK,
juegan distintos e importantes papeles en la regulación metabólica, siendo cada
una de las rutas necesaria para los efectos anorexigénicos de la leptina en el
hipotálamo, el cual inhibe la ingesta. A través de una serie de experimentos,
llevados a cabo por el primer autor del estudio, Yossi Dagon, el grupo de
investigación demostró que estas rutas convergen en una cascada de
fosforilaciones perfectamente integradas con el objetivo de mediar la acción de
la leptina en el hipotálamo.
“En nuestros hallazgos hemos descubierto un nuevo sitio de
fosforilación en una serina en la subunidad catalítica alfa 2 de la AMPK, la
cual media en los efectos inhibidores de la leptina, siendo ésta crítica en las
acciones de la leptina sobre la ingesta y el peso corporal; en más profundidad
se ha demostrado que la p70S6 kinasa ribosomal es una AMP kinasa inhibitoria”,
dijo Kahn. “Estos descubrimientos unifican los conocimientos actuales de que
múltiples rutas paralelas afectan a la acción de la leptina, entre las que se
incluye la PI3 kinasa y la AKT, en una cascada de fosforilación perfectamente
coordinada”.
El co-autor del estudio Lewis Cantley añadió: “Desde que la
PI3K, AKT, mTor y la p70S6K se ha demostrado que son importantes en la biología
del cáncer, la integración de estas rutas puede ser importante en el cáncer y
en otras enfermedades humanas, lo cual podría conducir a unas aproximaciones
terapéuticas mejoradas”.
La obesidad ha alcanzado proporciones epidémicas alrededor
del mundo, e incrementa el riesgo de desarrollar diabetes, enfermedades
cardiovasculares ó una muerte precoz. “El mantenimiento de un peso corporal
normal requiere de un control ajustado de la homeostasis energética, la cual
requiere un flujo constante de la fuente metabólica al hipotálamo en forma de
nutrientes y de hormonas”, dijo Kahn. “Nuestros recientes resultados tienen
unas amplias implicaciones biológicas, desde que las kinasas mTOR-p70S6 y la AMPK
tienen efectos celulares fundamentales múltiples, y normalmente opuestos, que
pueden regular el metabolismo, el crecimiento celular y el desarrollo.
Fuente: Science Daily
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