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Genética de la Ingesta de Alimentos, el Peso Corporal y la Obesidad

 

Durante el transcurso de varias décadas ha quedado claro que mantener el peso corporal es objeto del control genético, en gran parte debido a que se han identificado mutaciones en ratones que producen obesidad. Recientemente, entre mucho entusiasmo, varios de estos genes han sido clonados de ratones y humanos, y es muy probable que pronto se identifiquen determinantes genéticos adicionales.

El estímulo para entender el control genético del peso corporal proviene en mayor medida de dos factores:

  • La obesidad es un enorme problema en el mundo desarrollado y hay un gran interés por encontrar un fármaco que remedie este problema.
  • Existe una fuerte asociación entre el desarrollo de la obesidad en la edad adulta y el desarrollo de otras enfermedades graves, como diabetes, hipertensión y problemas cardiacos.

Identificación Inicial de los “Genes de la Obesidad”

Para entender la fisiología detrás de los “genes de la obesidad”, actualmente bajo investigación, es importante que primero revisemos algunos experimentos realizados en los años 60 en los que se usaron ratones parabióticos. La técnica de la parabiosis, que rara vez se utiliza hoy en día, consiste en realizar una incisión a lo largo de la cara lateral de dos animales y después suturarlos para formar un par parabiótico. El beneficio fundamental de esta técnica es que se unen los sistemas vasculares de ambos animales, permitiendo el intercambio de moléculas contenidas en la sangre.

Hace muchos años, los genetistas identificaron en los ratones dos mutaciones recesivas que, si eran homocigóticas, provocaban que los ratones fueran extremadamente obesos. Los dos genes se denominaron ob y db. Los pares parabióticos construidos entre ratones normales, ob/ob y db/db dieron pie a las siguientes observaciones:

  • Al unir un ratón obeso ob/ob con un ratón normal: el ratón ob/ob perdía peso.
  • Al unir un ratón obeso db/db con un ratón normal: el ratón normal dejaba de comer y perdía peso.
  • Al unir un ratón obeso ob/ob obeso con un ratón db/db obeso: el ratón ob/ob dejaba de comer y perdía peso, mientras que el ratón db/db no se veía afectado.
  • Un experimento adicional demostró que cuando un ratón de un par de ratones parabióticos normales era sobrealimentado, su “gemelo” perdía peso.

Estas observaciones eran consistentes con la idea de que se produce una hormona de saciedad (presumiblemente como producto del gen ob) que se une a receptores (probablemente como producto del gen db) en el hipotálamo y suprime el hambre.

Recientemente este modelo obtuvo un respaldo considerable al clonar los genes ob y db de varias especies. El gen ob codifica la hormona leptina, y el gen db, el receptor de la leptina. La leptina es secretada por las células adiposas y tiene una doble acción en la disminución de la ingesta de alimentos y el aumento de la tasa metabólica, lo que le confiere mucho interés a la antigua “teoría lipostática” para el control de la ingesta de alimentos.

Genes Involucrados en el Control del Peso Corporal

Está claro que la leptina y su receptor son sólo dos de lo que podría ser un gran número de genes que son determinantes genéticos importantes en el control del peso corporal y la patogénesis de la obesidad. Algunos de los otros genes y productos génicos identificados hasta ahora, involucrados en el control de la ingesta de alimentos y el peso corporal, incluyen:

  • El neuropeptido Y se sintetiza en muchas áreas del cerebro y es un potente estimulante del comportamiento alimentario. La leptina parece suprimir la alimentación, en parte, mediante la inhibición de la expresión del neuropéptido Y.
  • Las melanocortinas tienen un efecto en ciertas neuronas hipotalámicas y en la inhibición del comportamiento alimentario. Las alteraciones selectivas del receptor de la melanocortina-4 en los ratones se asocian al desarrollo de obesidad.
  • La carboxipeptidasa E (gen adiposo) es la enzima necesaria para el procesamiento proteolítico de la proinsulina y tal vez otras hormonas, como el neuropéptido Y. Los ratones con mutaciones en este gen se vuelven obesos gradualmente a medida que envejecen, además desarrollan hiperglucemia, que puede suprimirse con un tratamiento con insulina.
  • Las proteínas de desacoplamiento mitocondrial se descubrieron por primera vez en la grasa parda, y posteriormente se identificaron en las células musculares y las células de grasa blanca. Permiten que las mitocondrias dentro de dichas células desacoplen la fosforilación oxidativa, lo cual causa “cortocircuitos” en el gradiente de protones en la membrana interna, dando lugar a que disminuya la producción de ATP, pero generando calor (termogénesis sin estremecimiento). Algunas investigaciones sugieren que pueden desempeñar una función importante en el gasto de energía y, por tanto, en el peso corporal de hombres y otros animales que no hibernan.
  • Los receptores beta-adrenérgicos están presentes en la grasa parda y quizás en la grasa blanca. La unión de la norepinefrina a este receptor en las células adiposas produce una mayor transcripción de la proteína de desacoplamiento mitocondrial, lo que permite una mayor producción de calor mediante la hidrólisis de ácidos grasos. Recientemente se informó que ciertas mutaciones en este gen hacían que las personas fueran propensas a ser obesas y a desarrollar diabetes antes de la mediana edad.
  • Las proteínas tubby, junto con las proteínas similares a las tubby, presuntamente son factores de transcripción. La proteína tubby se expresa ampliamente en el núcleo paraventricular del hipotálamo y otras regiones del cerebro. Los ratones con mutaciones naturales o manipuladas en el gen tubby muestran incidencia de obesidad en adultos, aunque se desconocen los mecanismos involucrados.
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John Miller

John has worked in investment banking for 10 years and is the main author at 7 Binary Options. He holds a Master's degree in Economics.
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