En este artículo los investigadores estudiaron el efecto de
una dieta rica en contenidos grasos (45% Kcal desde la grasa) frente a una
dieta de pienso normal sobre los ciclos circadianos y el comportamiento
alimenticio de ratones macho durante una semana de dieta (a corto plazo).
Estudios anteriores han demostrado que las dietas
ricas en grasa (HFD) afectan a múltiples facetas del ritmo circadiano, así
que la hipótesis inicial del experimento era que afectaba a la relación los
relojes central y periférico de los osciladores circadianos del hipotálamo
(núcleos supraquiasmáticos, SNC) y de otros en tejidos periféricos del cerebro.
Estos relojes adquieren una relación específica entre sí que coordina el
comportamiento y la fisiología corporal con los períodos ambientales de
luz-oscuridad y comer-moverse. Para comprobar ésto midieron las fases de
actuación de la proteína de fusión génica circadiana (luciferasa) expresada por
el gen PER2::LUC en tejidos ex vivo (cola
fresca) mediante la datación los ritmos de la bioluminiscencia de su actuación
en varios tejidos, y otros parámetros como el aumento de peso corporal y la
variación en la conducta de alimentación y de actuación.
Los ratones eran todos heterocigotos PER::2LUC y todos
seguían ciclos de 12h luz – 12h oscuridad. Fueron destetados a los 21 días de
edad y puestos en grupos de 2 a 4 por jaula. Durante las primeras 7 semanas
recibían una dieta normal de pienso con agua ad libitum. Al cumplir 7 semanas eran llevados cada uno a su propia
jaula y a las 8 semanas el pienso fue reemplazado bien por HFD o bien por pienso fresco (el cambio de
comida siempre se realizaba 3h antes del apagado de la luz, momento en el que
también se medía el cambio en el peso corporal y la comida consumida) y a las 9
semanas se midió la expresión del genotipo PER2::LUC y los picos de actuación
de la luciferasa en los SCN, la glándula pituitaria, el hígado, los pulmones,
el bazo, la aorta, el complejo arcuato y adipocitos blancos de la gónada . Además
su actividad general fue monitorizada durante todo el período de prueba por
cámaras infrarrojas para medir sus períodos de alimentación y de actividad
locomotora y la organización circadiana. Esto último se recolectó de un único
ratón para cada tipo de dieta a los que cambiaron de dieta normal a HFD/pienso
frresco a los 3 días (2.5h antes de apagar la luz).
Este experimento llevó a varias conclusiones sobre el efecto
de una HFD la fisiología y regulación de ciclos circadianos en ratones, así
como en su comportamiento. Para empezar, los datos recogidos de aumento de peso
corporal y de la toma de comida por los machos con HFD en jaula propia tuvieron
un cambio significativamente mayor en la masa corporal (10.15 ± 3.73%) frente a
los de dieta normal (0.16 ± 2.45%). Además los ratones de HFD comían una
cantidad menor de comida en función a su peso (20.82 ± 2.28gr frente a 27.99 ± 3
.52gr), aunque recibían más energía metabolizable (98.46 ± 10.78Kcal frente a
84.52 ± 10.62Kcal) que los de pienso fresco. Por otra parte la rutina de la
actividad locomotora variaba inmediatamente después de la adición de la HFD, los
ratones de pienso fresco tenían entre 5 y 6 horas de actividad durante el día
mientras que los de HFD disiparon esta rutina.
Para comprobar el efecto de una HFD en la organización
circadiana, se sometieron muestras de tejido ex vivo de la cola fresca al análisis de ritmos de bioluminiscencia
de los tejidos citados anteriormente. Las fases de expresión de PER2::LUC del
hígado se vieron claramente adelantadas en 5.1h en los ratones de HFD, y el
ritmo de actuación en el bazo fue significativamente retardado
(estadísticamente hablando) en 1.1h. El resto de tejidos no se vio afectado con
respecto a la expresión de PER2::LUC y
la actuación de la luciferasa.
Para determinar si los cambios en las fases hepáticas eran
acompañados por una alteración en los eventos alimentarios se utilizó el
material de video recogido por las cámaras ultrarrojas. Los ratones de dieta
normal solían comer en eventos nocturnos, acompañándolos de varios eventos
diurnos. En cambio los ratones HFD espaciaron más estos eventos y los repartieron
entre la noche y el día, teniendo menos por el día. El patrón de actividad
también variaba, los HFD tenían fases más intensas y discretas de actividad
locomotora diurna y eran eventos más dispersos a lo largo de las 24h, aunque
este dato variaba de ratón a ratón.
Con los datos recogidos concluyeron que los tejidos
centrales y periféricos no eran afectados en sus fases circadianas por una HFD
de corta duración (a excepción del
hígado). Cómo las fases de este órgano varían también en función de la hora de
las comidas, supusieron que el cambio se debía a la modificación de conducta
más que a las variaciones de la expresión génica y la actuación proteica. Como
he dicho anteriormente, concluyeron que los ratones alimentados con una HFD
espaciaban más sus eventos alimentarios entre el día y la noche, mientras que
los de pienso fresco tenían mayor actividad alimenticia nocturna (ritmos de 30%
diurna - 70% nocturna aprox.). Quedó claro que una dieta rica en grasas
modifica el comportamiento alimentario de los ratones, aunque la región
cerebral del SNC no varió sus ritmos por una dieta de corta duración y el
complejo arcuato tampoco. Finalmente propusieron la medida multi-unitaria de
actividad neuronal in vivo como
técnica de experimentación para experimentos venideros de los efectos de las
HFD en estos ritmos. Así mismo, si el
impacto de una HFD en el hígado es consecuencia del cambio en la rutina
alimentaria o por un efecto más directo de la dieta es algo que debe estudiarse
en estudios futuros.
Unai
Soloeta Rodero – 3º Grado Biología UPV
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