Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) en Brasil han descubierto que la hormona del crecimiento (GH), que estimula la maduración esquelética y el crecimiento óseo lineal, además de ayudar a mantener tejidos y órganos durante toda la vida, también actúa directamente sobre el cerebro para conservar energía cuando el cuerpo pierde peso.
Se acaba de publicar un artículo sobre el descubrimiento en la revista Nature Communications. «La hormona del crecimiento se conoce desde hace décadas, pero nuestro descubrimiento demuestra que hace mucho más de lo que se pensaba», dijo José Donato Junior (https://bv.fapesp.br/en/pesquisador/64998/jose-donato-junior), profesor del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de São Paulo (ICB-USP) y uno de los autores del artículo.
» Los receptores de GH se encuentran en grandes cantidades en músculos y tejidos, en el hígado y en órganos directamente involucrados en el metabolismo del crecimiento, pero encontramos que el cerebro también está lleno de receptores de GH. Esto es completamente nuevo», dijo Donato.
«También descubrimos que la GH cerebral no solo participa en el metabolismo del crecimiento, sino que, sobre todo, influye en las respuestas metabólicas que conservan energía cuando tenemos hambre o estamos a dieta. Este descubrimiento, que también es nuevo para la ciencia, tiene implicaciones importantes en términos de comprender por qué es tan difícil perder peso.»
El estudio fue parte del Proyecto Temático «El papel de la hormona del crecimiento en el cerebro: relevancia para las funciones neuronales y en la enfermedad», apoyado por la Fundación de Investigaciones de São Paulo – FAPESP. Además de los investigadores afiliados al ICB-USP, el grupo también incluyó a científicos de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP) de la Universidad de São Paulo, la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) de Argentina y la Universidad de Ohio en Estados Unidos.
«Durante décadas, los científicos han tratado de comprender por qué es tan difícil mantener el peso alcanzado después de los sacrificios de una dieta exitosa y por qué es tan fácil recuperar el peso perdido. Hasta ahora, la leptina se ha considerado la principal hormona que actúa para conservar energía cuando tenemos hambre», dijo Donato.
Se sabe que los niveles de leptina en el torrente sanguíneo caen en respuesta a la pérdida de peso, explica, pero este conocimiento nunca ha resultado en la creación de una dieta o terapia exitosa con leptina que podría permitir a los sujetos perder peso y no recuperarlo poco después.
» El proceso de pérdida de peso evidentemente involucra varios procesos metabólicos y varias hormonas además de la leptina. Aquí es donde entra GH. Descubrimos que, en respuesta a la pérdida de peso, la GH actúa sobre el cerebro de manera similar a la leptina. Sin embargo, mientras los niveles de leptina disminuyen, sucede lo contrario con la GH. La pérdida de peso provoca un aumento en los niveles de GH en el torrente sanguíneo», dijo Donato.
«En el artículo publicado recientemente, mostramos que la señalización de la hormona de crecimiento central también promueve adaptaciones neuroendocrinas durante la privación de alimentos.»
Los receptores de GH en el cerebro se encuentran en el hipotálamo, el centro más alto del sistema nervioso autónomo. Los impulsos del hipotálamo influyen en las células del sistema neurovegetativo y regulan el tejido muscular liso en el intestino y los vasos sanguíneos, el músculo cardíaco, todas las glándulas y los riñones, entre otros órganos.
Los investigadores encontraron que los receptores de GH en el hipotálamo activan específicamente una pequeña población de neuronas llamada AgRP, que es la abreviatura de proteína relacionada con el agutí. Las neuronas AgRP a su vez aumentan la producción de AgRP, lo que aumenta el apetito y disminuye el metabolismo y el gasto de energía.
«AgRP es uno de los estimulantes del apetito más poderosos. Es curioso ver cómo un pequeño número de neuronas AgRP, solo unos pocos miles de los miles de millones de neuronas en el hipotálamo, pueden desempeñar un papel tan importante», dijo Donato.
Conservación de energía
Para realizar un estudio detallado de la influencia de la señalización de GH en las neuronas AgRP, los científicos de la USP y sus colegas criaron ratones modificados genéticamente con ablación de receptores de GH específicos de AgRP (llamados ratones knockout AgRP GHR). Sus experimentos también utilizaron un grupo de control compuesto por ratones de tipo salvaje que no fueron modificados genéticamente.
En varios experimentos, los investigadores midieron el gasto de energía de todo el cuerpo en los dos grupos de ratones cuando se les sometió a una dieta con un 60% de restricción alimentaria. Su objetivo era determinar si la falta de respuesta adaptativa al déficit energético resultante tendría un impacto significativo en el equilibrio energético.
Encontraron que los ratones de control disminuyeron el gasto de energía durante la restricción de alimentos, lo que es consistente con las respuestas adaptativas que conservan energía en esta situación.
El gasto de energía de los ratones AgRP GHR KO durante la restricción de alimentos disminuyó significativamente menos, lo que sugiere que no ahorraron energía de manera tan eficiente como los ratones de control.
Como resultado, los ratones AgRP GHR KO mostraron una mayor tasa de pérdida de peso, debido principalmente a la disminución de la masa grasa (reservas de energía), pero también a la pérdida de masa magra (órganos vitales, huesos, músculos, ligamentos, tendones y fluidos corporales).
«En otras palabras, descubrimos que la pérdida de peso desencadena un aumento en los niveles de GH en el hipotálamo, lo que activa las neuronas AgRP, lo que dificulta la pérdida de peso e intensifica la sensación de hambre. Esa es precisamente la misma función que realiza la leptina», dijo Donato.
La conservación de energía es tan importante para el organismo, agregó, que la evolución ha dotado a los humanos con dos mecanismos de conservación de energía, uno activado por la leptina y el otro por la GH.
» Una funciona como una copia de seguridad para la otra. Esta es la razón por la que los tratamientos para bajar de peso basados únicamente en la leptina no funcionan. El mecanismo de GH tiene que ser tratado al mismo tiempo», dijo Donato.