Durante décadas, los libros de Biología repitieron la misma idea: las neuronas solo funcionan gracias al azúcar y la glucosa es su combustible exclusivo, su «gasolina premium».
No obstante, un nuevo estudio publicado en Nature Metabolism acaba de dar la vuelta a esa historia: las neuronas también pueden quemar grasa para producir energía. Y no de forma excepcional, sino como parte de su funcionamiento cotidiano.
Este descubrimiento cambia cómo entendemos el metabolismo cerebral. Las sinapsis (las estructuras por las que las neuronas se comunican entre sí) almacenan pequeñas gotas de grasa que pueden ser utilizadas como fuente directa de energía cuando el cerebro lo necesita. En otra palabras: nuestro cerebro no solo piensa, también «quema» lípidos.
Las gotas de grasas que alimentan el pensamiento
Un equipo liderado por investigadores de la Universidad de Yale y Cornell ha identificado una enzima clave, llamada DDHD2, como una lipasa sináptica: su función es romper los triglicéridos contenidos en las gotitas de grasa para liberar ácidos grasos que las mitocondrias pueden quemar para producir ATP, la moneda energéticas de las células.
En un ensayo animal, los científicos bloquearon DDHD2 en ratones y observaron que las neuronas se llenaban de estas gotitas, haciendo que el cerebro perdiera energía rápidamente. Además, los animales entraron en un estado de letargo o torpor similar al que se observa durante el ayuno extremo o la hibernación, reduciendo su temperatura corporal en varios grados.
Este experimento clave demuestra que las neuronas dependen de la combustión de grasa para mantener su actividad eléctrica y comunicarse entre sí.
Sinapsis con hambre: cuando la electricidad impulsa el metabolismo
El estudio fue todavía más allá: los autores observaron que la actividad eléctrica de las neuronas regula directamente el uso de grasa. Cuando los investigadores inhibían la comunicación eléctrica entre neuronas, las gotas de lípidos se acumulaban. Y, por el contrario, cuando se permitía que las neuronas se activaran, las grasas se consumían más rápido,
Es decir, cada impulso nervioso viene acompañado de un pequeño «chispazo metabólico». ¿Y cómo funciona?
Cada impulso nervioso viene acompañado de un pequeño «chispazo metabólico»
Las sinapsis utilizan su reserva local de lípidos para generar ATP, la moneda energética que las células utilizan para «comprar» reacciones bioquímicas y, así, mantener la maquinaria de reciclaje de vesículas sinápticas. Incluso en ausencia de glucosa, las neuronas pueden seguir funcionando gracias a esta «combustión de emergencia».
Si lo pensamos, el proceso es muy similar a la forma en que los músculos recurren a la grasa cuando se agota el azúcar durante el ejercicio intenso.
Implicaciones para las enfermedades neurológicas
Si bien ya se conocía que la mutación en el gen DDHD2 produce una rara enfermedad hereditaria llamada paraplejia espástica compleja tipo 54, que causa debilidad motora, discapacidad intelectual y problemas de visión, este nuevo estudio explica por qué. Sin DDHD2, las neuronas no pueden liberar los ácidos grasos que necesitan para producir energía. El resultado deriva en el colapso metabólico local en las sinapsis, que afecta a la transmisión neuronal y, como consecuencia, a la función cognitiva.
Además, este descubrimiento abre una nueva línea de investigación sobre el papel de los lípidos en otras patologías cerebrales. [Enfermedades como el alzhéimer], el párkinson o la esclerosis lateral amiotrófica se han asociado con alteraciones en el metabolismo lipídico del cerebro.
Por tanto, nuevas terapias basadas en el mantenimiento del metabolismo lipídico o en lípidos sintéticos podrían ser la clave para mantener o facilitar la correcta comunicación entre neuronas en enfermedades donde este diálogo neuronal se interrumpe, con consecuencias devastadoras.
Unas neuronas más «flexibles» de lo que creíamos
Más allá de la curiosidad científica, este trabajo nos recuerda que el cerebro es un sistema metabólicamente flexible y sorprendentemente adaptable. Puede usar azúcar, lactato, cuerpos cetónicos (productos de desecho de las grasas) y, como ahora sabemos gracias a este estudio, las neuronas recurren constantemente a sus propias reservas de grasa para mantenerse activas.
Con este nuevo trabajo, la frontera entre metabolismo y pensamiento se difumina: cada idea, cada recuerdo, cada movimiento depende de un equilibrio energético que las neuronas ajustan con precisión. Saber que su función también es quemar grasa dentro de sus sinapsis añade una capa más de complejidad y belleza a las células del cerebro.
Enrico Castroflorio es neurocientífico especializado en función sináptica y lípidos, Universitat de les Illes Balears. Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
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