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El reloj circadiano regula los genes del hígado

El reloj circadiano regula los genes del hígado

Las expresiones de los genes que regulan el funcionamiento del hígado se encuentran directamente relacionadas con el reloj circadiano que controla los ritmos de nuestro cuerpo. El espacio y el tiempo regulan la actividad hepática en los mamíferos.

La actividad genética encargada de regular diferentes procesos que se desarrollan en el hígado está fuertemente influenciada por los ciclos que marca el reloj circadiano, destinado a gestionar nuestros ritmos corporales, según una investigación realizada por especialistas de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza. En consecuencia, tanto el espacio como el tiempo determinan las funciones del hígado en las diferentes especies de mamíferos.

Según un comunicado de la EPFL, las funciones hepáticas se hallan intensamente influenciadas por el tiempo, en un fenómeno en el cual el reloj circadiano cumple un papel fundamental. De esta manera, se deja en claro que, además de las cuestiones de espacio, existe un papel trascendente de los ciclos temporales en los procesos hepáticos.

Al hígado llega absolutamente todo lo que ingerimos. En dicho órgano se separan los nutrientes de los desechos y se regula el equilibrio metabólico del cuerpo. En su conjunto, el hígado es regulado por el tiempo: influyen el reloj circadiano, las señales bioquímicas y los ritmos de alimentación.

Hasta el momento, la mayoría de los enfoques científicos se sustentaba en una concepción espacial estática. Esto quiere decir que se tomaban en cuenta las distintas zonas del hígado al momento de analizar las funciones que allí se desarrollan, pero sin un entendimiento dinámico que tuviera en cuenta el impacto de ciclos y ritmos en cada uno de esos procesos.

Integración espacio-tiempo

La nueva investigación, publicada en la revista Nature Metabolism, comprueba que, junto a los condicionamientos de espacio, también se deben tener en cuenta los ritmos del cuerpo para comprender en profundidad las funciones hepáticas. Por ejemplo, se sabe que la descomposición de los azúcares durante la digestión se realiza en la zona central del hígado, pero también se ha descubierto que el proceso será diferente en función del momento del día en el que se lleve a cabo.

Precisamente, los científicos suizos han logrado monitorear los cambios de la expresión génica dentro del hígado en relación al reloj circadiano. Analizaron aproximadamente 5000 genes en las células hepáticas en varios puntos de tiempo durante las 24 horas del día. A continuación, clasificaron estadísticamente los patrones de espacio-tiempo que descubrieron.

Para ello emplearon un modelo capaz de capturar modificaciones, tanto espaciales como temporales, en los niveles de ARN mensajero, un marcador genético clave. En función de los resultados, los expertos creen que muchos de los genes del hígado trabajan de un modo dual, tanto de forma zonificada o de acuerdo al espacio como de manera rítmica, en este caso afectados por los ciclos que marca el reloj circadiano.

Un sello de identidad en los mamíferos

En estudios previos, algunos de los integrantes de este equipo de investigación habían descubierto conexiones entre el reloj circadiano y las proteínas del hígado, los diferentes ciclos celulares e incluso la estructura 3D de la cromatina, que es el ADN empaquetado en el núcleo celular.

Ahora han comprobado que los genes regulados de forma dual se encuentran relacionados con funciones de gran importancia en el hígado, como por ejemplo el metabolismo de lípidos, carbohidratos y aminoácidos. De esta forma, los especialistas concluyen que el dualismo de la función hepática, al estar condicionada tanto por el espacio como por el tiempo, es un sello de identidad de la actividad metabólica en el hígado de los mamíferos.

No cabe duda que un mayor conocimiento de esta influencia integrada de las condiciones temporales y espaciales puede dar lugar a nuevos enfoques terapéuticos, nutricionales y genéticos, entre otras áreas de aplicación.

Referencia

Space-time logic of liver gene expression at sub-lobular scale. Droin, C., Kholtei, J.E., Bahar Halpern, K. et al. Cortex (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s42255-020-00323-1

Foto: Akshar Dave en Unsplash.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

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