Ciudad Universitaria. CDMX. 19 de abril de 2024.- Investigadoras de la Facultad de Ciencias (FC) publicaron estudio que determina que la mala nutrición maternal en ratas desempeña un papel crucial en el desarrollo funcional, lo que resulta en alteraciones conductuales, anomalías y alteraciones cognitivas y metabólicas. Se trata de una investigación publicada en la revista Plos One, encabezada por las científicas Dulce Jocelyn Bustamante Valdez y Pilar Durán Hernández, del Laboratorio de Biología Animal Experimental de la FC. 

Con el tíulo Intrauterine and early-life malnutrition in rats disrupts the circadian rhythm programming of energy metabolites through adulthood el estudio expone que en los mamíferos el control central del ritmo circadiano es fundamental para una correcta interacción con el entorno y regulación fisiológica, por lo que la exposición a la malnutrición durante el desarrollo programa el metabolismo energético a lo largo de la vida en el sistema nervioso central y los sistemas periféricos.

El estudio expone que si bien la “dieta de cafetería” —una dieta alta en grasas y baja en proteínas— se ha relacionado con obesidad, síndrome metabólico, diabetes y otras alteraciones metabólicas en los mamíferos, hasta este momento no se había registrado mucha información sobre el efecto de la malnutrición intrauterina y posnatal temprana en la programación del ritmo circadiano de los metabolitos energéticos.

La investigación explora el efecto de una malnutrición perinatal inducida por una dieta alta en grasas/baja en proteínas en las oscilaciones circadianas de glucosa, insulina y triglicéridos en ratas de 40 y 90 días de edad. 

Sus resultados muestran que los efectos de la malnutrición pueden ser transferidos o “heredados ” a la descendencia de madres malnutridas alimentadas con dieta de cafetería en forma de  alteraciones en el ritmo circadiano de la glucosa y triglicéridos asociados con un cambio en la tolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina regulando distinto entre las distintas etapas del desarrollo e inclusive la hora del día. 

En entrevista, las investigadoras hablan sobre el tema e invitan a consultar el artículo que desde su publicación el 27 de marzo de este año ya ha tenido un impacto importante al ser un trabajo pionero cuyos resultados formarán parte del Banco de Datos Mundial para que puedan ser referente de otras investigaciones. Debido a ello, Plos One, revista reconocida a nivel internacional que se caracteriza por tener altos estándares de revisión, lo consideró un artículo importante a nivel mundial por lo que lo lanzaron como una alerta de newsletter. 

Susana Paz: ¿Cómo inicia esta investigación?

Pilar Durán: El objetivo fue conocer cómo se desarrolla el metabolismo energético en un organismo en formación y el impacto que tiene en una dieta de cafetería, es decir, una dieta rica en grasas y baja en proteínas sobre los periodos críticos del desarrollo del sistema nervioso, en particular sobre el desarrollo del control circadiano de los marcadores metabólicos que son la leptina, insulina, grelina y la glucosa circulante. 

Una de las cosas más importantes que consideramos, es llamar la atención con este tipo de investigación que estamos haciendo, del efecto que se produce sobre los productos en gestación de madres embarazadas, es decir, la madre puede generar alteraciones en el ambiente uterino que pueden impactar sobre el desarrollo del individuo. Esta sería una especie de “herencia” distinta a la herencia genética y a la herencia epigenética. Sería una reprogramación de los sistemas, que generan alteraciones a largo plazo, y que pueden provocar, como lo hemos demostrado en este artículo, alteraciones en el largo plazo en el organismo que pueden generar enfermedades como síndrome metabólico, diabetes y otras enfermedades de metabolismo energético. 

Susana Paz: ¿Cuál fue la duración y cómo fue el proceso de investigación?

Pilar Durán: Es una línea de investigación que tenemos en el laboratorio, llevo más de 30 años trabajando en el tema de la malnutrición y su efecto sobre el sistema nervioso central. 

Tenemos con esta dieta en particular seis años, precisamente con la tesis de licenciatura de la autora principal, que es Dulce Bustamante, y posteriormente con sus estudios de maestría, pero la línea de investigación tiene más de 30 años en los que se ha estado investigando los efectos de la mala nutrición sobre los productos en desarrollo y el efecto en el largo plazo. Asimismo aquellas alteraciones que pueden generarse en procesos de memoria, metabólicos y en general la fisiología, incluso del envejecimiento de los organismos.

Dulce Bustamante:  Justo, comenzamos con la licenciatura y continuamos con el posgrado y la idea es seguir con la línea de investigación que comenta la doctora Pilar.

Susana Paz: ¿Cómo se hace la investigación, cómo trabajan en el laboratorio?

Dulce Bustamante: Trabajamos con un modelo, con rata, que es un modelo bastante idóneo para poder estudiar cuestiones metabólicas debido a su corto tiempo de reproducción, su crecimiento y nos ha permitido conocer mucho cómo es el metabolismo y particularmente cómo estas dietas de cafetería impactan la programación y el desarrollo. 

Lo que hacemos es exponer a una dieta de cafetería en periodos críticos —durante la gestación y la lactancia—, a una dieta que es alta en grasas, carbohidratos y baja en proteínas, y después de eso lo cambiamos a una dieta estándar de roedores. 

Todo el impacto que genera esta dieta se debe exclusivamente a la exposición en ese tiempo, es decir, solo lo que pasó en la gestación y la lactancia cambió algo dentro del organismo, lo que nosotros llamamos reprogramación. 

Lo evaluamos en diferentes edades, una a los 40 días y otra a los 90, y entonces vemos que estos efectos perduran a lo largo del tiempo, porque sabemos que la malnutrición tiene efectos en el corto, mediano y largo plazo. 

Esta reprogramación también tiene un impacto distinto si hablamos de hembras o de machos, lo que es muy significativo porque los resultados son diferentes entre ambos. El artículo aborda particularmente los triglicéridos, la glucosa y la insulina. Y vemos resultados contrastantes entre hembras y machos y hay diferencias entre las edades, juveniles y adultos.

Susana Paz: ¿Qué se genera con esta alteración?

Dulce Bustamante: Una exposición en estos periodos críticos puede llevar por ejemplo a alteraciones en los mecanismos de la glucosa y en la insulina. Lo que vimos primero fueron bajos de glucosa, y luego se dispararon esos niveles cuando eran adultos, lo que se denomina hiperglucemia, aunado a una resistencia a la insulina y una tolerancia a la glucosa. Lo que conlleva al síndrome metabólico. 

Al someterlos sólo durante estos periodos, va a cambiar algo dentro del organismo que hace que ese cambio perdure a lo largo del tiempo, sin importar que cambie su dieta, porque la fisiología del organismo ya cambió, ya responde a una manera diferente aunque tenga una dieta estándar.

Susana Paz: ¿Estos resultados se pueden relacionar con lo que pasa en organismos humanos?

Pilar Durán: Una cosa muy importante de este trabajo es que se hizo desde el punto de vista del análisis circadiano, es decir, el efecto que ocurre a lo largo del día en un marcador determinado, ya sea glucosa, triglicéridos o insulina. 

Esto nos está indicando que cuando hay una desregulación circadiana, se pueden provocar alteraciones en el largo plazo que van a perdurar, o bien es una situación de efecto - causa, causa - efecto. Es decir, si yo altero el sistema circadiano, voy a modificar esos osciladores periféricos que están controlando el metabolismo energético, pero también si durante la gestación altero el metabolismo energético de la madre, voy a alterar el reloj circadiano de los productos, es decir, tengo impacto sobre el sistema nervioso central y sobre la sincronización de los relojes periféricos en el largo plazo. 

Una de las cosas por la cuales creemos que son muy importantes estas investigaciones se debe a que la rata, como unidad experimental, es muy socorrida en este  tipo de estudios metabólicos, porque comparte con los humanos dos características importantes. La primera de ellas es que es un animal altricio, es decir, que nace todavía con el sistema nervioso central en desarrollo, similar a como nacemos los humanos, y la segunda es que es un mamífero, con lo cual compartimos muchos procesos fisiológicos. 

Entonces podemos hacer una interpolación, aunque no de manera directa, de lo que encontramos en nuestro modelo animal con lo que está sucediendo en humanos; nos da una idea de cómo se generan estas alteraciones metabólicas y cómo el control circadiano es importantísimo para mantener la estructura y lo que llamamos la integridad funcional del sistema. 

Susana Paz: ¿Hacia dónde va la investigación?

Dulce Bustamante: Ya que vimos que la malnutrición debido a una mala dieta y el estilo de vida está impactando el metabolismo, ahora queremos saber cuál es el mecanismo que conlleva a que esos cambios se presenten. 

Nosotros sabemos que la respuesta es la alteración en el metabolismo, ahora queremos saber a qué se deben esos cambios, y también si hay una relación entre hembras y machos, porque sabemos que el metabolismo es diferente entre ambos. 

Pilar Durán: Estamos empezando con el protocolo doctoral de Dulce, hemos comenzado a explorar la parte molecular del sistema, de la estructura, de la maquinaria celular, para determinar estos cambios, y saber cómo y por qué se están generando. Anatómicamente ya lo describimos en este trabajo, morfológicamente también ya lo hemos descrito, ahora vamos hacia la parte celular, la parte molecular de la maquinaria.

Susana Paz: ¿Cuál sería la mayor importancia o impacto de sus resultados?

Pilar Durán: Una de las justificaciones del modelo es que en mujeres jóvenes en México en particular tenemos una alta incidencia de desnutrición y la dieta de cafetería es la dieta que tienen muchas mujeres en el país. Esto en edad reproductiva genera un gran impacto, y no está concientizado. 

Entre los 28 a 35 años es el momento en que tenemos mayor probabilidad de generar un embarazo, entonces cualquier efecto que tenga la madre sobre su metabolismo, llámese malnutrición en este caso, o consumo de drogas, va a afectar al producto. Y el producto es el que normalmente menos se estudia, comúnmente se piensa que el bebé está en un capelo totalmente protegido, con estos estudios hemos demostrado a lo largo de los años que esto no es así, todo lo que consume la madre va a afectar al producto. 

Eso desde el punto de vista del ser humano es la justificación de realizar este modelo animal de malnutrición por dieta de cafetería, conocer los efectos y llamar la atención en este tipo de dietas que no solo afectan a la madre o a la mujer, sino a la progenie. 

Susana Paz:  ¿Cuál fue tu interés inicial por esta línea de investigación?

Dulce Bustamante: Tiene que ver un poco con las estadísticas de lo que pasa en nuestro país y a nivel mundial, preocupa mucho que el consumo de las dietas de cafetería, que está basada en alimentos industrializados, altos en carbohidratos y grasas, palatables para nosotros y para los organismos de los modelos animales, algo que tienen es que a veces son muy bajos en costo, pero son muy bajos en la calidad porque los nutrientes no están balanceados.

Todo surgió por saber qué pasa cuando yo no tengo la posibilidad o el tiempo de consumir algo sano, no solo el efecto va a recaer en mí sino en la progenie, los efectos transgeneracionales son algo importante que se tiene que estudiar y siempre tuve esa incertidumbre de querer conocer más, de qué le estamos dejando a nuestra descendencia y en este aspecto fisiológico, consumir una dieta desbalanceada porque no tenemos tiempo o recursos provoca tener alteraciones metabólicas que no vemos al principio pero que vamos a ver en periodos posteriores.