lunes, 25 de febrero de 2013

Resumen “High-fat diet acutely affects circadian organisation and eating behaviour” by Julie S. Pendergast, Katrina L. Braneckly, William Yang, Kate L.J. Ellacott, Kevin D. Niswender y Shin Yamakazi







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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