Un camino molecular que se activa en el cerebro durante el ayuno ayuda a detener la propagación de bacterias intestinales en el torrente sanguíneo, según un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores del Instituto Salk.
El estudio, publicado la semana del 16 de mayo de 2016 en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , muestra una vía molecular por la cual el cerebro se comunica con el tracto gastrointestinal GI para evitar la activación innecesaria del sistema inmune durante el ayuno al fortalecer la barrera contra los microbios intestinales. El descubrimiento de esta señal del cerebro-intestino en las moscas de la fruta, quetiene muchos paralelos con los humanos, eventualmente podría informar el tratamiento de las enfermedades inflamatorias del intestino en las personas.
Además de su papel en la promoción de la absorción de nutrientes de los alimentos, el tracto gastrointestinal alberga una gran cantidad de bacterias. Estos microbios en realidad ayudan en el proceso digestivo al producir químicos que descomponen las grasas y los carbohidratos complejos.
"El ayuno tiene un valor positivo que se extiende no solo al sistema metabólico, sino también a la inflamación y la función cerebral", dice el investigador principal del estudio Marc Montminy, profesor de los Laboratorios de la Fundación Clayton para Biología de Péptidos y titular de la Fundación JW KieckheferPresidente: "Comprender cómo el intestino mantiene esta barrera y crear medicamentos para mejorar esa barrera puede tener importantes beneficios para las personas con enfermedad inflamatoria intestinal".
El nuevo estudio es parte de un esfuerzo continuo de colaboración del laboratorio de Montminy y el laboratorio del profesor Salk John Thomas para identificar los mecanismos que utiliza un interruptor genético en el cerebro llamado Crtc para controlar el equilibrio de energía. Una red constante de comunicación.-entre nuestros cerebros y el tracto gastrointestinal, así como otros tejidos- ayuda a nuestros cuerpos a controlar nuestro gasto y almacenamiento de energía. Crtc interactúa con otra molécula llamada CREB, y el ayuno activa las proteínas y aumenta la formación de recuerdos a largo plazo.
Los equipos de Montminy y Thomas utilizaron moscas de la fruta para estudiar el interruptor Crtc, en parte porque las moscas expresan muchos de los mismos genes relacionados con el metabolismo que los humanos. Experimentos previos realizados por los dos laboratorios han demostrado que las moscas cuyo gen Crtc se elimina se sensibilizanhasta el ayuno: solo sobreviven la mitad del tiempo sin alimentos en comparación con las moscas con el gen Crtc. Los investigadores tenían como objetivo comprender por qué la eliminación de Crtc causó que las moscas murieran antes y supusieron que era porque estas moscas mutantes tienen menos grasa ytiendas de azúcar.
Lo que el equipo, junto con el grupo de la profesora asistente Salk Janelle Ayres, encontró en el nuevo estudio, sin embargo, fue sorprendente y más complicado. Las entrañas de las moscas sin Crtc expresaron varias moléculas que indican que su sistema inmunológico estaba activadoCuando el investigador postdoctoral Run Shen ingresó al laboratorio de Montminy con la evidencia, imágenes tomadas desde el microscopio de células teñidas con fluorescencia que recubren las tripas de las moscas, "fue totalmente inesperado", dice.
Los nuevos resultados sugieren que las moscas son más sensibles a la inanición porque el sistema inmunitario está activado, lo que es energéticamente agotador. Esta respuesta inmune amplificada sugiere que sin Crtc, las bacterias se escapan del intestino a la circulación de la mosca. Los investigadores encontraronque el papel normal de Crtc es fortalecer las barreras intestinales para evitar que las bacterias entren en el torrente sanguíneo y despierten el sistema inmunitario. Sin Crtc, las conexiones entre las células que recubren el tubo intestinal se rompen, causando que las bacterias se escapen, activando elrespuesta inmune y agotamiento de las reservas de energía.
Mientras buscaban socios moleculares de Crtc, los investigadores descubrieron una proteína llamada neuropéptido corto F sNPF, que también se encuentra en el cerebro y tiene un equivalente en humanos llamado neuropéptido Y. Se sabe que este péptido causa moscas ymamíferos para buscar alimento en respuesta a las señales de hambre. Sin sNPF en el cerebro, las moscas mostraron signos de inflamación intestinal similar a las moscas que faltan Crtc. Además, los sellos normalmente apretados a lo largo del tracto gastrointestinal se descomponen en la falta de sNPF.vuela, dejando salir las bacterias.
Por el contrario, las moscas que expresan más de las cantidades normales de Crtc o sNPF en sus neuronas pudieron sobrevivir más tiempo sin comida y mostraron menos interrupción en las uniones estrechas que mantienen sus barreras gastrointestinales.
Los investigadores están llevando a cabo más experimentos para comprender cómo los neuropéptidos activan los receptores intestinales que ayudan a protegerlo de la invasión bacteriana.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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