Durante el desarrollo embrionario, cuando no se forman contactos entre la retina y el hipotálamo se alteran los ritmos que adaptan el funcionamiento del organismo a los ciclos de luz y oscuridad o ritmos circadianos, y, además, se pierde la capacidad de adaptación metabólica a los periodos de ausencia o disponibilidad de alimentos. Son conclusiones de un estudio realizado con ratones, liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Cíber de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (Ciberdem). Los resultados, obtenidos con la colaboración del Instituto Cajal (CSIC) y de la Universidad de Alcalá, han sido publicados en Cell Reports.

Mario Vallejo, investigador del Ciberdem en el Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols, ha explicado que “las alteraciones en los mecanismos que regulan el reloj biológico, causadas por trastornos del sueño o por las necesidades laborales de los trabajadores que tienen turnos de noche, por ejemplo, se asocian a un incremento del riesgo a padecer enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes”. “Nuestro artículo versa sobre los mecanismos de adaptación del organismo a los desajustes del reloj biológico producidos por discrepancias entre los ciclos de luz y oscuridad y los dependientes de la disponibilidad de alimentos”, ha indicado este investigador del centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid.

“La formación del nervio óptico es necesaria para la reprogramación metabólica que depende de la disponibilidad de alimentos, a pesar de que esta se ha considerado hasta ahora independiente de los ciclos de luz y oscuridad”, ha dicho el científico.

Marcapasos metabólico

Según ha indicado, el organismo ajusta la ingesta diaria de alimentos y las oscilaciones de la actividad metabólica a los ciclos de luz y oscuridad mediante un marcapasos maestro que sincroniza la actividad de los relojes moleculares que intervienen en todas las células. Este marcapasos está ubicado en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo.

Cuando la disponibilidad de alimentos no coincide con las oscilaciones de luz y oscuridad, el organismo adapta los mecanismos de control de actividad metabólica a los periodos de disponibilidad de nutrientes de manera independiente del marcapasos maestro. Esto ha inducido a pensar que existe un marcapasos metabólico que puede operar de manera autónoma y reprogramar el reloj biológico.

El trabajo del Ciberdem, realizado en ratones con una mutación en un gen que participa en el desarrollo del ojo, muestra que para se produzca esa reprogramación es imprescindible que se establezcan conexiones entre la retina y el núcleo supraquiasmático durante el desarrollo embrionario. Los ratones que carecen de estas conexiones exhiben patrones de nula sincronía entre la ingesta de comida, la actividad metabólica, la actividad motora y la secreción hormonal, así como una progresiva pérdida de peso provocada por la incapacidad de adaptarse a las situaciones de restricción de alimentos.