Los secretos del termostato del cuerpo podrían generar innovaciones sanitarias
A pesar de experimentar una amplia gama de temperaturas, los mamíferos pueden mantener su temperatura corporal interna en torno a los 37 °C, en lo que desempeña un papel clave el área preóptica hipotalámica (APH) del cerebro. «Aunque se sabe que algunos procesos de equilibrio térmico requieren combustible metabólico —para tiritar o activar la grasa parda, por ejemplo—, sigue siendo un misterio cómo ocurre eso exactamente, sobre todo durante períodos prolongados», afirma Jan-Erik Siemens(se abrirá en una nueva ventana) del proyecto Acclimatize, financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana) (CEI). Para arrojar luz sobre esta cuestión, el proyecto Acclimatize se benefició de la reciente identificación por parte del equipo del primer sensor molecular de temperatura conocido(se abrirá en una nueva ventana) dentro de las neuronas termorreguladoras del APH: un canal iónico termosensible conocido como receptor potencial transitorio de melastatina 2 (TRPM2)(se abrirá en una nueva ventana). El descubrimiento permitió al equipo realizar experimentos «in vivo» de estimulación de la temperatura del APH con ratones, explorando el funcionamiento de las neuronas termorreguladoras, utilizando TRPM2 como marcador molecular. «Además de poner de manifiesto cómo responde al calor un grupo específico de células cerebrales, nuestros descubrimientos sobre las fluctuaciones de temperatura de las estructuras cerebrales profundas tienen amplias implicaciones para la investigación», señala Siemens, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Heidelberg(se abrirá en una nueva ventana), entidad anfitriona del proyecto.
De la homeostasis térmica aguda a la aclimatación térmica a largo plazo
El equipo de Acclimatize no se interesaba tanto por los procesos más conocidos de regulación de la temperatura corporal a corto o largo plazo, sino más bien por cómo lo hacen los mamíferos a largo plazo. «La mayoría de los mamíferos pueden adaptarse a los cambios de temperatura durante largos períodos, normalmente de semanas a meses, basta pensar en cómo nos acostumbramos al aumento de las temperaturas durante el verano», añade Siemens. Por ejemplo, se sabía que los ratones se deshacían de la grasa parda, su principal órgano térmico, cuando se adaptaban a temperaturas más cálidas, lo cual planteaba las siguientes preguntas: ¿está orquestado por el sistema nervioso y, de ser así, cómo? Para investigarlo, el equipo visualizó determinadas neuronas en el APH, luego dejó que los ratones en incubadoras se aclimataran a temperaturas más cálidas, antes de utilizar técnicas de neurofisiología para buscar plasticidad sináptica, encontrando pocas pruebas. «Pero sí encontramos una actividad significativamente mayor en estas neuronas termorreguladoras, que aumenta con el tiempo. Sorprendentemente, a pesar de encontrarse en las profundidades del cerebro, parecían seguir la temperatura corporal. Una hipótesis es que el flujo sanguíneo que entra en el cerebro golpea primero el APH, llevándole calor», afirma Siemens. Gracias a este descubrimiento, el equipo encontró, por primera vez, una molécula clave para la aclimatación al calor(se abrirá en una nueva ventana), que consiste en canales iónicos NaV1.3 cruciales para el aumento de la actividad neuronal, que parece preparar a los órganos periféricos para el calor.
Implicaciones para la ciencia biomédica
El proyecto Acclimatize ofreció la oportunidad de seguir explorando los vínculos entre el mecanismo de aclimatación y el metabolismo energético, con especial atención a la obesidad. «Como la investigación sigue su curso, aún no podemos sacar conclusiones firmes, pero parece probable que la aclimatación al calor pueda contrarrestar determinadas formas de obesidad, al menos en ratones», explica Siemens. Según Siemens, si se corrobora, este hallazgo podría conducir a dos posibles vías terapéuticas. En primer lugar, el calor generado por ultrasonidos focalizados —por ejemplo para llegar a las profundidades del cerebro— podría aprovecharse para modular la actividad neuronal del APH, imitando los beneficios para la salud de la aclimatación al calor para la obesidad. En segundo lugar, podría desarrollarse un fármaco a partir de capsaicina(se abrirá en una nueva ventana) (el componente picante de los pimientos) para activar los receptores periféricos del calor, cuyas señales viajarían hasta el APH para activar las neuronas de aclimatación al calor. Además, inspirándose en el proyecto Acclimatize, Siemens está estudiando cómo el proceso de aclimatación al calor podría ayudar a las personas con riesgo cardiovascular, por ejemplo durante las olas de calor. «Preguntarnos cómo podemos imitar clínicamente los beneficios de la aclimatación al calor es un nuevo campo muy interesante que se deriva de esta subvención del CEI», concluye Siemens.
