La meta-inflamación, asociada a la obesidad y clave en trastornos metabólicos, aumenta los riesgos de diabetes y enfermedades cardíacas. Un estudio reciente empleó la mosca de la fruta para investigar el impacto de dietas altas en grasa y la proporción de ácidos grasos en la inflamación. Los resultados indicaron que, mientras los ácidos grasos saturados afectaron poco la inflamación, los ácidos grasos poliinsaturados omega-6 y omega-3 tuvieron efectos opuestos, exacerbando y aliviando la inflamación, respectivamente.
Introducción
Este estudio (y te invito a leer el artículo al completo que publiqué hace un tiempo aqui: https://www.jota-manifesto.blog/puede-la-mosca-de-la-fruta-ayudarnos-a-comprender-la-meta-inflamacion-un-articulo-para-frikis-y-para-aquellos-que-quieran-retomar-el-control-de-su-salud/) explora cómo la dieta y la inflamación están vinculadas a trastornos metabólicos, enfocándose en la meta-inflamación, una inflamación crónica desencadenada por hábitos alimenticios desalineados con lo que podemos llamar Diseño Humano. Se pone especial atención en cómo distintos tipos de ácidos grasos, como los saturados y poliinsaturados, influyen en la inflamación y la señalización metabólica. Utilizando la mosca Drosophila como modelo, se investiga el impacto de la proporción de estos ácidos en la dieta sobre la inflamación y su relación con la insulina. Este enfoque abre posibilidades para entender y manejar mejor enfermedades metabólicas y cardiovasculares a través de ajustes dietéticos. Ahora ya sabes por qué darle las gracias a las moscas de la fruta.
Este estudio investiga la relación entre la inflamación crónica causada por la obesidad, conocida como meta-inflamación, y enfermedades como el síndrome metabólico, la diabetes y los trastornos cardíacos. Empleando la mosca de la fruta (Drosophila) como modelo, se examinó cómo distintos tipos de ácidos grasos afectan la inflamación. Los resultados mostraron que los ácidos grasos saturados tienen un impacto limitado, mientras que los ácidos grasos poliinsaturados omega-6 y omega-3 influyen de manera contrastante, incrementando y disminuyendo la inflamación respectivamente.
El estudio pone foco en un componente clave: el 9-hidroxi-octadecadienoico (9-HODE), derivado del ácido linoleico y producido por los ácidos grasos omega-6. Este mediador lipídico interactúa con los factores de transcripción FOXO, involucrados en la señalización de la insulina y normalmente inhibidos por esta hormona. El 9-HODE activa la enzima JNK, implicada en la respuesta al estrés celular y la regulación de la muerte celular programada (apoptosis), lo que resulta en una mayor actividad de FOXO en el núcleo celular y su unión a la cromatina.
Los hallazgos sugieren que el 9-HODE, a través de la activación de JNK y la influencia sobre FOXO, puede interferir con la señalización de la insulina. Esto revela una conexión entre la dieta, particularmente el balance de ácidos grasos, la meta-inflamación y el desarrollo de resistencia a la insulina, uniendo así aspectos clave del metabolismo y la salud.
¿Por qué Moscas Drosophila?
El uso de las moscas Drosophila en estudios científicos se debe a varias razones clave que hacen de este pequeño insecto un modelo de investigación valioso:
1. Modelo Genético Simplificado: Las Drosophila, o moscas de la fruta, se destacan por tener un sistema genético más simple en comparación con los mamíferos. Este simplificado genoma facilita el estudio de procesos biológicos específicos. Además, su genoma está bien mapeado y es accesible para la manipulación genética. Esto permite a los investigadores alterar genes específicos de manera controlada y observar los efectos resultantes, lo que brinda información crucial sobre la función de estos genes en diversos procesos biológicos.
2. Rapidez de los Ciclos de Vida: Las moscas Drosophila tienen ciclos de vida cortos y tasas de reproducción rápidas. Este aspecto es fundamental para la investigación, ya que permite a los científicos observar los efectos de los cambios genéticos o ambientales en varias generaciones en un período de tiempo relativamente corto. Esto acelera el proceso de obtener datos y conclusiones en estudios longitudinales.
3. Costo y Mantenimiento Eficiente: El mantenimiento de colonias de Drosophila es notablemente más económico y menos exigente en términos de espacio y recursos en comparación con modelos animales más grandes, como roedores. Esto los convierte en una opción ideal para estudios a largo plazo o experimentos que requieren un gran número de sujetos. La relativa facilidad y bajo costo de criar y mantener estas moscas hacen que los estudios sean más accesibles para una amplia gama de investigadores.
4. Relevancia Biológica: A pesar de las diferencias evidentes con los humanos, las Drosophila comparten numerosos procesos biológicos fundamentales con los mamíferos. Esto incluye aspectos de la señalización celular, el desarrollo, la función del sistema inmunológico y el metabolismo. Por lo tanto, los descubrimientos realizados en Drosophila a menudo pueden proporcionar insights que son relevantes para la biología humana. Estos insectos son un valioso punto de partida para comprender mecanismos biológicos conservados a lo largo de la evolución.
5. Estudio de la Inflamación y el Metabolismo: En particular, en el contexto de estudiar la inflamación y el metabolismo, las Drosophila ofrecen un modelo único. Permiten investigar cómo los cambios en la dieta, como el equilibrio de ácidos grasos, afectan estos procesos. Su capacidad para generar respuestas inmunitarias y su susceptibilidad a condiciones similares a la inflamación en humanos los hacen especialmente útiles para estudios relacionados con la meta-inflamación y la resistencia a la insulina. Los investigadores pueden emplear las Drosophila para comprender en detalle los mecanismos bioquímicos y fisiológicos involucrados en estos procesos y, en última instancia, obtener información relevante para la salud humana.
La mosca de la fruta, es un organismo modelo ampliamente utilizado en la investigación biológica debido a su sistema inmunológico innato altamente eficiente. Este sistema inmunológico proporciona valiosa información para comprender la inmunidad innata y los procesos inflamatorios de manera detallada.
En Drosophila, el sistema inmunológico está compuesto por diversas células sanguíneas, conocidas como hemocitos, que desempeñan un papel crucial en la respuesta inmune. Hay tres tipos principales de hemocitos en Drosophila: los plasmatocitos, que son similares a los macrófagos en mamíferos; las células cristal; y los lamelocitos.
Los plasmatocitos son equivalentes a los macrófagos en humanos y desempeñan un papel importante en la fagocitosis, que es el proceso de ingestión y destrucción de patógenos y cuerpos extraños. Estas células son esenciales para la defensa del organismo contra infecciones.
Las células cristal son otro tipo de hemocitos que tienen la capacidad de almacenar y movilizar cristales de proteína. Aunque su función precisa aún no se comprende completamente, se cree que pueden estar involucradas en la respuesta inmune y en la encapsulación de patógenos.
Por último, los lamelocitos son especialmente interesantes debido a su capacidad de proliferación en respuesta a estímulos inflamatorios. Estas células, normalmente escasas en condiciones normales, pueden multiplicarse y formar agrupaciones conocidas como “tumores melanóticos” cuando se enfrentan a desafíos inmunológicos, como infecciones o daño tisular. Estos tumores melanóticos son un indicador de la respuesta inmune en Drosophila y han sido ampliamente estudiados para comprender mejor los mecanismos subyacentes.
En el estudio, se usó un modelo de tumor inflamatorio en Drosophila.
El tumor estaba compuesto principalmente de células llamadas lamelocitos.
Se realizaron experimentos donde se agregaron diferentes tipos de ácidos grasos a la dieta de las moscas.
El aceite de coco (un tipo de grasa saturada) no aumentó la incidencia de tumores.
El ácido linoleico (un tipo de AGPI omega-6) aumentó la incidencia de tumores.
El ácido α-linoleico (un tipo de AGPI omega-3) suprimió los tumores incluso cuando había algo de ácido linoleico presente.
También se estudiaron los mediadores lipídicos derivados de los AGPI omega-6, como los eicosanoides, pero no se encontraron en las moscas.
¿Cuales fueron los Resultados?
Manejar la inflamación y los desequilibrios en los ácidos grasos omega-6 y omega-3 es fundamental para comprender y abordar la resistencia a la insulina asociada con la obesidad y el síndrome metabólico. Esta respuesta analizará en detalle los resultados de un desajuste entre omega-6 y omega-3, que conduce a la meta-inflamación y cómo esto afecta la señalización de la insulina y, en última instancia, la salud metabólica.
La obesidad es un problema de salud global que afecta a una gran cantidad de adultos en todo el mundo. Más allá del aumento de peso, la obesidad también está relacionada con cambios en los ácidos grasos en el cuerpo, lo que desempeña un papel crucial en el síndrome metabólico. El síndrome metabólico incluye la resistencia a la insulina y la meta-inflamación, que es una inflamación crónica leve en los tejidos que procesan la energía.
La meta-inflamación se caracteriza por niveles elevados de citoquinas inflamatorias y la activación de macrófagos, células del sistema inmunitario. Esta inflamación puede interferir con la señalización de la insulina, lo que lleva a la resistencia a la insulina. Para comprender esto a un nivel más profundo, es esencial conocer los mecanismos de señalización de la insulina.
La señalización de la insulina comienza cuando la insulina, una hormona producida por el páncreas, se une a su receptor en la superficie de las células. Esta unión desencadena una cascada de señalización que incluye la activación de una proteína llamada Akt. La activación de Akt es esencial, ya que fosforila una familia de factores de transcripción conocidos como FOXO.
La fosforilación de FOXO por Akt tiene un impacto significativo en la regulación de la glucosa en el cuerpo. Reduce la actividad de FOXO y evita que entre en el núcleo de las células, donde normalmente controlaría la expresión de genes relacionados con la glucosa, el crecimiento y la longevidad. En condiciones normales, esta regulación es esencial para mantener niveles adecuados de glucosa y promover el crecimiento y la supervivencia celular.
Sin embargo, cuando hay un desajuste en los ácidos grasos omega-6 y omega-3, como es común en la obesidad, se producen cambios en la señalización de la insulina. Los ácidos grasos omega-6, en particular, pueden promover la inflamación al generar ciertos compuestos llamados eicosanoides proinflamatorios. Estos eicosanoides son necesarios para desarrollar resistencia a la insulina.
Por otro lado, los ácidos grasos omega-3 tienen propiedades antiinflamatorias y pueden mejorar la resistencia a la insulina al aumentar los niveles de mediadores lipídicos antiinflamatorios. Por lo tanto, ajustar la dieta para reducir los ácidos grasos omega-6 o equilibrarlos con omega-3 podría ser una estrategia efectiva para abordar la resistencia a la insulina asociada con la obesidad y el síndrome metabólico.
La dieta típica occidental incluso la dieta típica fitness contiene una cantidad notable de un ácido graso omega-6 conocido como ácido linoleico, el cual posee una cadena de 18 carbonos. Este ácido no solo es un precursor del ácido araquidónico, que desempeña un papel crucial en la producción de prostaglandinas y otros compuestos similares, sino que también es susceptible de ser modificado por ciertas enzimas, incluyendo la ciclooxigenasa, la lipooxigenasa y la mieloperoxidasa. Estas enzimas transforman el ácido linoleico en mediadores lipídicos específicos como el ácido 9- y 13-hidroxi-octadecadienoico. En particular, el ácido 9-hidroxi-octadecadienoico desempeña un papel importante en la regulación de la migración de los leucocitos y en el control de la inflamación, especialmente en condiciones inflamatorias.
Sin embargo, aún existen incógnitas en torno a cómo los productos derivados del ácido linoleico, como el ácido 9-hidroxi-octadecadienoico, influyen en la inflamación crónica y su posible impacto en la vía de señalización de la insulina.
Resumen
La relación entre la obesidad y trastornos metabólicos como la diabetes tipo 2 y enfermedades cardíacas es un tema de gran relevancia en el contexto del síndrome metabólico. Este síndrome se caracteriza por una inflamación metabólicamente inducida de bajo grado, conocida como meta-inflamación, y un aumento en el movimiento de ácidos grasos en el cuerpo.
FOXO, 9-HODE JNK … PARA DUMMIES
Imagina que dentro de nuestras células, hay pequeñas “fábricas” encargadas de producir proteínas y otras sustancias importantes para el funcionamiento del cuerpo. Estas “fábricas” se llaman núcleos celulares, y para que funcionen correctamente, necesitan recibir instrucciones específicas. Aquí es donde entran en juego los factores de transcripción de la familia FOXO.
Los factores de transcripción FOXO son como los “gerentes” de estas fábricas. Ellos dictan qué proteínas se deben producir y cuándo. Normalmente, cuando hay suficiente insulina en nuestro cuerpo (una hormona que se libera después de comer), estos “gerentes” FOXO se mantienen inactivos. En otras palabras, la insulina les dice que se relajen y dejen que las células trabajen sin problemas.
Ahora, llegamos al 9-HODE, que es como un interruptor. Este interruptor es un tipo de grasa que se deriva del ácido linoleico, que a menudo proviene de las grasas omega-6 en nuestra dieta. Cuando tenemos mucho 9-HODE en nuestro cuerpo, como resultado de consumir ciertos tipos de grasas, este interruptor se activa.
Cuando el interruptor 9-HODE se enciende, despierta a la enzima JNK. Piensa en la JNK como un mensajero que lleva noticias importantes dentro de la célula. La JNK, cuando está activada por el 9-HODE, transmite un mensaje a los “gerentes” FOXO y les dice que se vuelvan más activos.
Cuando los “gerentes” FOXO se vuelven más activos, entran en los núcleos celulares y empiezan a dar órdenes a las “fábricas” celulares para producir ciertas proteínas. Esto puede ser problemático, ya que puede interferir con la forma en que la insulina normalmente les dice a los “gerentes” FOXO que se mantengan inactivos.
Uno de los hallazgos significativos de esta investigación es la transformación del ácido graso poliinsaturado omega-6, conocido como ácido linoleico (LA), presente en la dieta, en un compuesto llamado 9-(S)-HODE. Este metabolito desempeña un papel crucial en el aumento de las respuestas inflamatorias, lo que arroja luz sobre cómo la dieta puede influir en los trastornos metabólicos.
El 9-(S)-HODE no solo modula la inflamación, sino que también influye en la activación de la proteína dFOXO a través de la ruta JNK en la vía de señalización de la insulina. Esta interacción entre el 9-(S)-HODE, la inflamación y la regulación de la señalización de la insulina proporciona una nueva perspectiva sobre cómo los componentes dietéticos pueden afectar directamente a los procesos celulares esenciales, conectando así el metabolismo de los lípidos, la respuesta inflamatoria y el control hormonal.
El análisis del transcriptoma revela que 9-(S)-HODE regula los objetivos de dFOXO.
(A) Hay un mapa de calor que muestra cómo ciertos genes se comportan de manera diferente en células S2 después de ser tratadas con 9-(S)-HODE durante 12 y 24 horas. La barra de colores indica cuánto cambian en comparación con las células que no fueron tratadas.
(B) Se hizo un análisis de una red que se llama “ontología genética” (GO) en 325 genes que fueron positivamente regulados en células S2 después de 24 horas de tratamiento con 9-(S)-HODE.
(C) También se hizo un análisis de la red GO en 224 genes que fueron negativamente regulados en células S2 después del mismo tratamiento.
(D, E) Se utilizó un análisis llamado iRegulon para identificar los circuitos que regulan la actividad de ciertos genes cuando se les trata con 9-(S)-HODE. Se encontró que los genes regulados por dFOXO son importantes en ambos conjuntos de muestras.
(F) Otro mapa de calor muestra cómo cambian los niveles de actividad de ciertos genes específicos llamados genes diana de dFOXO después del tratamiento con 9-(S)-HODE.
(G) Un diagrama de Venn muestra qué genes son objetivos tanto del tratamiento con 9-(S)-HODE como de un análisis anterior llamado inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) en análisis de chip (Spellberg dFOXO ChIP). Se utilizó una prueba estadística para determinar cuán importante es esta superposición de genes.
Es interesante notar que los ácidos grasos omega-6 y omega-3 afectan la inflamación de diferentes maneras. El ácido linoleico (omega-6) tiende a aumentar la inflamación, mientras que el ácido alfa-linolénico (omega-3) la reduce. Esto concuerda con investigaciones previas que muestran cómo la cantidad de estos ácidos grasos en la dieta puede influir en la inflamación y el riesgo de enfermedades relacionadas.
Un hallazgo intrigante es que, a diferencia de otros animales, las moscas de la fruta no producen prostaglandinas, derivadas de los ácidos grasos omega-6. Esto sugiere que estas moscas no pueden producir ciertas sustancias inflamatorias por sí mismas debido a limitaciones en la producción de ácidos grasos con cadenas más largas de 18 carbonos.
La investigación en moscas de la fruta ha revelado la importancia de comprender cómo los ácidos grasos en la dieta, especialmente el ácido linoleico, se convierten en 9-(S)-HODE, un metabolito que influye en la inflamación y la señalización de la insulina. El equilibrio entre los ácidos grasos omega-6 y omega-3 en la dieta es fundamental, ya que un exceso de omega-6 puede llevar a una mayor producción de 9-(S)-HODE, lo que a su vez puede interferir con la función normal de la insulina y posiblemente conducir a la resistencia a la insulina.
Se sugiere que controlar la producción y actividad del 9-(S)-HODE podría ser una estrategia potencial para prevenir la resistencia a la insulina. Además, equilibrar la ingesta de ácidos grasos omega-6 y omega-3 en la dieta puede ayudar a contrarrestar los efectos inflamatorios. Los efectos protectores de los lípidos poliinsaturados, la formación de gotas de lípidos y su relación con la respuesta celular al estrés y los desequilibrios metabólicos son áreas de interés en la investigación actual.
CONCLUSIONES
Los hallazgos presentados en el texto son muy objetivos y destacan la importancia crítica de revisar y ajustar nuestra dieta, especialmente en lo que respecta al consumo de ácido linoleico, un ácido graso poliinsaturado omega-6. Según los estudios, un exceso de ácido linoleico podría contribuir al desarrollo de procesos inflamatorios y enfermedades metabólicas. Por lo tanto, se hace cada vez más evidente la necesidad de reducir drásticamente el contenido de ácido linoleico en nuestra dieta.
En lugar de depender en exceso de los ácidos grasos omega-6, debemos enfocarnos más en el consumo de las grasas saturadas y, especialmente, en los ácidos grasos poliinsaturados omega-3. Los omega-3 se encuentran en alimentos como el pescado graso, los animales criados en pasto y algunos vegetales, y son conocidos por sus propiedades antiinflamatorias y beneficiosas para la salud cardiovascular. Incorporar más de estos ácidos grasos saludables y equilibrar nuestra ingesta de grasa podría ser una estrategia clave para mejorar la salud general y prevenir enfermedades crónicas.
Este cambio en la dieta no solo se alinea con un enfoque más preventivo y consciente de la salud, sino que también refleja una comprensión más profunda de cómo los diferentes tipos de grasas impactan en nuestro bienestar. Al optar por un balance más saludable de grasas, podríamos dar un paso significativo hacia una mejor salud a largo plazo y una reducción del riesgo de enfermedades inflamatorias y metabólicas. Es importante tener en cuenta que estos cambios dietéticos deben ser parte de un enfoque holístico para mantener un estilo de vida saludable.
