- Comer en momentos extraños del día se asocia con una mayor ingesta de alimentos y un mayor riesgo de obesidad.
- Un nuevo estudio en ratones sugiere que el aumento de peso debido al consumo de alimentos en momentos inapropiados puede atribuirse a una termogénesis alterada, el proceso de quemar calorías para liberar calor, por parte de los adipocitos o las células grasas..
- Los adipocitos mostraron cambios rítmicos en los niveles de termogénesis que se alinearon con los ciclos de luz y oscuridad, y el desajuste entre estos ciclos de adipocitos con los tiempos de alimentación podría conducir a la obesidad.
- Estos resultados explican los beneficios metabólicos de la alimentación restringida en el tiempo, que implica restringir el consumo de alimentos a determinadas horas del día.
Los factores asociados con la vida moderna, como el trabajo por turnos y comer tarde en la noche, han llevado a un desajuste entre la hora en que se consumen los alimentos y los ciclos de luz y oscuridad. Esta interrupción está asociada con el consumo excesivo de alimentos y un mayor riesgo de obesidad.
Como tal, ha habido un aumento en el interés por alimentación restringida en el tiempo (TRE)un patrón de alimentación que alinea el momento de la ingesta de alimentos con los ritmos circadianos del cuerpo.
Un nuevo estudio que utiliza un modelo de ratón publicado en Cienciasexaminó los mecanismos de aumento de peso asociados con el momento del consumo de alimentos y los ciclos de luz y oscuridad.
El estudio indica que el proceso de generación de calor a partir de calorías o termogénesis en adipocitos también muestra un patrón rítmico que se alinea con el ciclo diario de luz y oscuridad.
Los hallazgos sugieren que comer tarde en la noche puede alterar este ritmo en los adipocitos, lo que resulta en un menor gasto de energía y aumento de peso.
panda satchidanandaPh.D., profesor del Instituto Salk, que no participó en el estudio, dijo Noticias médicas de hoy:
“Este emocionante artículo aborda una cuestión central en la alimentación con restricción de tiempo (TRF) [or] alimentación (TRE) — por qué TRF [and] TRE ayuda a reducir la masa grasa. Aunque muchos estudios han demostrado que TRF reduce la masa grasa, comprender el mecanismo molecular ayuda a identificar qué células y vías bioquímicas se activan bajo TRF para reducir la grasa e identificar genes o proteínas potenciales que pueden ser el objetivo potencial de los medicamentos para imitar los beneficios de TRF”.
Ritmos circadianos se refieren a cambios en los procesos biológicos a nivel molecular, fisiológico y conductual que siguen un ciclo de aproximadamente 24 horas.
Por ejemplo, los animales muestran tales oscilaciones en la temperatura corporal, los niveles hormonales, la ingesta de alimentos y los niveles de sueño y actividad.
La región del cerebro llamada núcleo supraquiasmático (SCN) sirve como el principal reloj circadiano que regula estos ritmos internos.
El SCN recibe señales de luz de los ojos y sincroniza los ritmos internos con los ciclos diarios de luz y oscuridad.
Además del SCN, casi todas las células que están presentes en los tejidos y órganos del cuerpo contienen su propio reloj biológico. Como reloj maestro, el SCN coordina la actividad de los relojes periféricos.
Los relojes biológicos periféricos influyen en la expresión de una variedad de genes de manera cíclica, incluidos los que participan en procesos metabólicos, como el metabolismo de la glucosa y las grasas.
Además de la exposición a la luz, señales externas como el tiempo de la ingesta de alimentos también influyen en los ritmos circadianos pero ejercen sus efectos principalmente a través de los relojes biológicos periféricos.
En otras palabras, el SCN genera ritmos en la ingesta de alimentos y niveles de actividad para que estas actividades coincidan con el período activo del animal.
Por ejemplo, los ratones son animales nocturnos y la mayor parte de su ingesta de alimentos ocurre durante el período oscuro o activo. El momento de su ingesta de alimentos influye en los relojes biológicos periféricos.
En los animales, el momento de la ingesta de alimentos y los ciclos de luz y oscuridad están alineados.
Los estilos de vida modernos, incluido el trabajo por turnos y la exposición a la luz azul, han provocado cada vez más una desalineación entre la ingesta de alimentos y el ciclo de luz y oscuridad.
Estudios previos han demostrado que desalinear los tiempos de alimentación con los ciclos de luz y oscuridad está asociado con la obesidad.
Los investigadores han utilizado ratones mantenidos con una dieta alta en grasas como modelo de obesidad debido a la ingesta excesiva de calorías.
Además, los ratones que son alimentados con una dieta alta en grasas durante el período inactivo (ligero) muestran un aumento de peso aún mayor que los que mantienen la misma dieta durante el período activo, a pesar de consumir las mismas cantidades de calorías.
De acuerdo con esto, la alimentación restringida en el tiempo tiene como objetivo alinear la ingesta de alimentos con los ritmos circadianos observados en los procesos metabólicos para optimizar la salud metabólica.
Sin embargo, los mecanismos que subyacen a esta asociación entre la ingesta de alimentos en el momento equivocado del día y la salud metabólica no se conocen por completo.
En el presente estudio, los investigadores examinaron los mecanismos subyacentes al mayor aumento de peso en ratones alimentados con una dieta rica en grasas durante el período inactivo que en los alimentados con la misma dieta durante el período activo.
La mayoría de los experimentos se realizaron a 30°C cuando los ratones gastan una cantidad mínima de energía para mantener una temperatura corporal constante. Los investigadores encontraron que los ratones que fueron alimentados durante el período inactivo mostraron un menor gasto de energía que los ratones alimentados durante el período activo.
En su artículo, los investigadores citaron otra investigación que sugirió que una posible razón para el menor gasto de energía en ratones alimentados durante el período inactivo podría ser la disipación de cantidades más bajas de calorías en forma de calor después de una comida.
Los investigadores señalan que el exceso de calorías consumidas durante la comida puede almacenarse como grasa o disiparse como calor en un proceso conocido como termogénesis inducida por la dieta.
Se sabe que el tejido adiposo marrón, uno de los principales tipos de tejido graso, produce calor a partir del exceso de calorías después del consumo de alimentos. Por otro lado, el tejido adiposo blanco, el otro tipo importante de tejido adiposo, está especializado en almacenar energía en forma de grasa.
Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, el tejido adiposo blanco puede diferenciarse en adipocitos beige, que también pueden generar calor a partir de las calorías.
Por lo tanto, los investigadores examinaron si el menor gasto de energía en ratones alimentados durante el período inactivo podría explicarse por diferencias en los niveles de termogénesis en adipocitos o células grasas en el tejido adiposo.
Para examinar el papel de la termogénesis mediada por adipocitos, los investigadores utilizaron un modelo de ratón diseñado genéticamente que mostró una mayor termogénesis en los adipocitos. La mejora de la termogénesis en los adipocitos de los ratones impidió el aumento de peso debido a que se les alimentó con una dieta rica en grasas durante el período de inactividad.
Los ratones modificados genéticamente también mostraron niveles más altos de adipocitos beige en el tejido adiposo blanco.
Además, los adipocitos de los ratones modificados genéticamente que se cultivaron en el laboratorio mostraron niveles elevados de metabolitos asociados con el ciclo fútil de la creatina. El ciclo fútil de la creatina es una de las múltiples vías diferentes a través de las cuales las células queman el exceso de energía en forma de calor.
Durante el ciclo de creatina fútil, ATP, la moneda de energía de la célula, es utilizada por la creatina para producir fosfocreatina, que luego se convierte de nuevo en creatina. Esto da como resultado la disipación de la energía almacenada en el ATP en forma de calor.
Los resultados de estos experimentos sugieren que los niveles más bajos de termogénesis en los adipocitos pueden haber contribuido al aumento de peso en los ratones alimentados durante el período inactivo. Además, los niveles más bajos de ciclos inútiles de creatina pueden explicar estos resultados.
Para examinar más a fondo la participación del ciclo de la creatina, los investigadores utilizaron un modelo de ratón modificado genéticamente diferente que no expresaba una de las enzimas clave involucradas en el inútil ciclo de la creatina en los adipocitos.
La falta de la enzima involucrada en el ciclo de la creatina en los adipocitos resultó en un aumento de peso tanto durante el período activo como inactivo.
Esto sugiere que el ciclo fútil de la creatina en los adipocitos contribuye al menor aumento de peso observado en los ratones alimentados durante el período activo.
En experimentos posteriores, los investigadores encontraron que los niveles de creatina y los genes implicados en el metabolismo de la creatina oscilaban durante un período de 24 horas (es decir, mostraban ritmicidad en los adipocitos).
Los niveles de creatina alcanzaron su punto máximo durante el período activo en los adipocitos de ratones alimentados con una dieta rica en grasas durante el período activo. Por el contrario, los ratones alimentados con una dieta rica en grasas durante la fase inactiva mostraron un ciclo de creatina reducido durante la fase activa.
Dada la ritmicidad del ciclo de la creatina, los investigadores examinaron el papel del reloj biológico de los adipocitos periféricos en la regulación de la ruta de la creatina.
Los ratones que carecían de la proteína del reloj maestro llamada BMAL1 en los adipocitos que recibieron una dieta alta en grasas durante el período activo o inactivo mostraron niveles similares de aumento de peso que los ratones de control alimentados con una dieta alta en grasas durante la fase inactiva.
Además, los ratones que no expresaron BMAL1 también mostraron ciclos reducidos de creatina en los adipocitos. En un experimento separado, los investigadores encontraron que la suplementación con creatinina ayudó a atenuar los efectos de la ausencia de expresión de BMAL1 en el aumento de peso.
Estos experimentos sugieren que un reloj circadiano de adipocitos intacto puede ser esencial para la termogénesis mejorada y la pérdida de peso observada cuando los tiempos de alimentación se alinean con el ciclo de luz y oscuridad.
Además, este aumento en la termogénesis se debió, al menos en parte, al aumento en el ciclo de la creatina.
Anterior estudios han demostrado que el consumo de una dieta rica en grasas puede alterar el patrón rítmico de expresión de los genes del reloj biológico periférico como BMAL1 en el tejido adiposo.
En el presente estudio, los investigadores encontraron que mejorar la expresión del gen BMAL1 en los adipocitos redujo el aumento de peso en ratones alimentados con una dieta rica en grasas y mejoró la salud metabólica.
Además, los ratones que expresaban niveles más altos de BMAL1 también mostraron un mayor ciclo de creatina y un aumento en la expresión de genes implicados en el metabolismo de la creatina. Estos resultados sugieren que la actividad mejorada del reloj circadiano de los adipocitos fue suficiente para inducir la pérdida de peso, probablemente al aumentar la termogénesis mediada por el ciclo de la creatina.
En general, el estudio actual sugiere que la desalineación del tiempo de alimentación con el ritmo de la termogénesis mediada por el ciclo de la creatina en los adipocitos podría resultar en un menor gasto de energía y aumento de peso.
A pesar de las implicaciones del presente estudio, se necesita más investigación para determinar si la alimentación restringida en el tiempo produce los mismos efectos sobre el gasto de energía en humanos.
Roberto RefinettiPh.D., profesor de la Universidad de Nueva Orleans, señaló que “el estudio se realizó en ratones, por lo que debe repetirse en otros animales y en personas antes de que los hallazgos puedan generalizarse”.
en un comentario pieza que acompaña al papel, Lawrence KazakPh.D., profesor asistente en la Universidad McGill, y damien lagardePh.D., becario postdoctoral también en la Universidad McGill, señaló:
“Valdría la pena explorar si la creatina se vuelve limitante en el contexto de una sobrecarga nutricional donde la suplementación con creatina en la dieta podría promover la disipación de energía de los adipocitos. Si TRF regula la abundancia de creatina y los efectores de la termogénesis por el ciclo fútil de la creatina, tal vez este vínculo sea bidireccional, de modo que la pérdida selectiva de adipocitos de los componentes que median el ciclo fútil de la creatina altera el momento de comer cuando la comida está disponible libremente. Comprender esta relación podría ayudar a dilucidar el vínculo entre el metabolismo del tejido adiposo y la ingesta de energía”.
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