Obesidad, bacterias intestinales y nuestros relojes biológicos.

Obesidad

Una coordinación adecuada entre nuestras bacterias intestinales y nuestros relojes biológicos podría ser crucial para la prevención de la obesidad y de la intolerancia a la glucosa. Los ciclos de vigilia y sueño de nuestra especie, generados durante años de evolución, han sido invertidos en sólo un siglo con la llegada de la luz eléctrica y de los aviones.

Como resultado, millones de personas perturban regularmente sus relojes biológicos – por ejemplo, los trabajadores por turnos y los viajeros frecuentes – las cuales es sabido que corren un alto riesgo de contraer enfermedades metabólicas comunes como obesidad, diabetes y enfermedades del corazón. Un nuevo estudio publicado en la revista Cell, dirigido por científicos del Instituto Weizmann, revela por primera vez que nuestros relojes biológicos funcionan en conjunto con poblaciones de bacterias que residen en nuestros intestinos, y que estos microorganismos varían sus actividades a lo largo del día.

Los hallazgos muestran que los ratones y los seres humanos que alteran sus patrones diarios de sueño-vigilia exhiben cambios en la composición y en el funcionamiento de sus bacterias intestinales, lo cual aumenta su riesgo de desarrollar obesidad e intolerancia a la glucosa.

En los últimos años se ha llegado a la conclusión de que las poblaciones de microbios que viven dentro y sobre nuestros cuerpos funcionan como un “órgano” extra con un amplio impacto en nuestra salud. Christoph Thaiss, un estudiante de investigación del laboratorio del Dr. Eran Elinav del Departamento de Inmunología del Instituto Weizmann, condujo la investigación en los ciclos diarios de las bacterias intestinales.

Trabajando en conjunto con David Zeevi del laboratorio del Prof. Eran Segal del Departamento de Informática y Matemática Aplicada, y con Maayan Levy del laboratorio de Elinav, encontraron un ciclo regular día-noche, tanto en la composición como en la función de ciertas poblaciones de bacterias intestinales en ratones.

A pesar de vivir en la oscuridad total del sistema digestivo, los microbios intestinales pudieron sincronizar su actividad con los ciclos de alimentación del ratón, coordinando sus actividades microbianas diarias con las de su anfitrión.

¿Tiene este hallazgo alguna importancia médica? Para investigar más a fondo, el equipo estudió ratones en “jet-lag”, cuyos ritmos día-noche fueron alterados mediante la exposición a la luz y a la oscuridad en distintos intervalos. Los ratones en jet-lag dejaron de comer a horas regulares, y esto interrumpió los ritmos cíclicos de sus bacterias internas, lo que causó un aumento de peso y de los niveles de azúcar en la sangre.

Para verificar estos resultados, los científicos transfirieron las bacterias de los ratones en jet-lag a ratones estériles; aquellos que recibieron los “microbios en jet-lag” también ganaron peso y desarrollaron altos niveles de azúcar en la sangre.

Posteriormente el grupo de investigación estudió las bacterias del intestino humano, identificando un ciclo diario similar en sus funciones y poblaciones microbianas. Para llevar a cabo un experimento de jet-lag en seres humanos, los investigadores recopilaron muestras de bacterias de dos personas que volaron desde los EE.UU. a Israel – una tomada antes del vuelo, otra un día después del aterrizaje cuando el jet-lag se encontraba en su apogeo, y la última dos semanas más tarde, cuando el jet-lag ya había desaparecido.

Luego, los investigadores implantaron estas bacterias en ratones estériles. Los ratones que recibieron las bacterias de los seres humanos en jet-lagmostraron un aumento significativo de peso y de los niveles de azúcar en la sangre, mientras que los ratones que recibieron las bacterias ya sea antes o después del estado de jet-lag, no sufrieron ningún cambio.

Obesidad y nuestros relojes biológicos.

 

Estos resultados sugieren que la interrupción a largo plazo del reloj biológico conduce a una perturbación de la función de las bacterias que puede, a su vez, aumentar el riesgo de desarrollar condiciones comunes tales como la obesidad y los desequilibrios en los niveles de azúcar en la sangre.

Segal: “La capacidad de nuestras bacterias intestinales de coordinar sus funciones con nuestro reloj biológico demuestra, una vez más, los lazos que nos unen a nuestra población bacteriana y el hecho de que las alteraciones en estos vínculos pueden tener consecuencias para nuestra salud”.

Elinav: “Nuestro ritmo microbiano interior representa un nuevo objetivo terapéutico que puede ser explotado en futuros estudios para normalizar la microbiota de personas cuyo estilo de vida implica frecuentes alteraciones en los patrones de sueño, con la esperanza de que se pueda reducir o incluso prevenir el riesgo de desarrollar obesidad y sus complicaciones”.

En esta investigación también participaron Gili Zilberman-Schapira, Jotham Suez, Anouk Tengeler, Lior Abramson, Meirav Katz y la Dra. Hagit Shapiro del laboratorio de Elinav; Tal Korem del laboratorio de Segal; el Prof. Alon Harmelin, la Dra. Yael Kuperman y la Dra. Inbal Biton del Departamento de Recursos Veterinarios, la Dra. Shlomit Gilad del Centro Nacional Israelí Nancy y Stephen Grand de Medicina Personalizada; y el Prof. Zamir Halpern y el Dr. Niv Zmora del Centro Médico Sourasky y de la Universidad de Tel Aviv.
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