Obesidad y diabetes: el ying y el yang de la glucosa

Cuando comemos un pedazo de pan o un simple caramelo y vemos qué ocurre en nuestra sangre resulta que, a los pocos minutos, nuestros niveles de glucosa (comúnmente denominada “azúcar”) han subido. ¿Qué es lo que ha ocurrido mientras? Acompañemos a la comida en su recorrido para averiguarlo.

A los pocos minutos de tragarnos ese pedazo de pan, éste llega ya digerido (por el estómago) al intestino delgado. Las células intestinales absorben los nutrientes que contenía, entre los que se encuentra la glucosa. Y dado que estas células están en contacto directo con el sistema circulatorio, inmediatamente se vierten a la sangre y se dirigen al hígado. Como consecuencia la concentración sanguínea de glucosa (glucemia) se dispara.

Lo que viene a continuación es fácil de deducir. La sangre transporta la glucosa hacia los órganos que la necesitan como “combustible”. De este modo, pueden obtener la energía necesaria (ATP) para llevar a cabo todas sus funciones.

El problema surge cuando un exceso o un déficit de glucosa en el organismo conduce al desarrollo de patologías. De ahí la importancia de mantener su equilibrio. Es el ying y el yang de la glucosa.

El hígado y el páncreas controlan el suministro

Las células requieren un suministro permanente de glucosa para realizar sus funciones vitales. Sin embargo, su aporte es discontinuo, limitado a las comidas. ¿Cómo resolverlo para garantizar que las células reciben constantemente azúcar sin comer a todas horas?

Existen detectores celulares en distintos órganos (hígado, páncreas e hipotálamo, entre otros) que vigilan la disponibilidad de glucosa. Cuando es alta (por ejemplo, inmediatamente después de comer), el hígado puede almacenar parte en forma de glucógeno para “después”, esto es, para cuando la glucosa escasee. Como ocurre durante el ayuno entre comidas o mientras dormimos. Entonces lo degrada y vuelve a obtener glucosa, que es liberada a la sangre para ser utilizada por otros órganos.

No acaba ahí su misión. El hígado también convierte el exceso de azúcares en triglicéridos (grasa) y promueve su almacenaje en el tejido adiposo como reserva energética. En momentos de ayuno prolongado, estos triglicéridos son hidrolizados y convertidos en ácidos grasos, que viajan donde se les necesita a través de la sangre para ser oxidados o degradados por las mitocondrias de las células y así producir energía.

Por su parte, el páncreas juega un papel importantísimo en el equilibrio de los niveles de glucosa (homeostasis de la glucemia, en la jerga científica). Se ocupa de detectar el exceso o déficit de glucosa, y responde en consecuencia fabricando y secretando hormonas que intentan restaurar el equilibrio. La más conocida es la insulina, que se libera a la sangre cuando sube la glucemia y manda una orden contundente a las células: “captad glucosa sanguínea, que hay demasiada, y gastadla o almacenadla”. Como consecuencia, el azúcar en sangre disminuye.

Hambre, saciedad y obesidad

Entretanto, en el cerebro, el hipotálamo permanece ojo avizor a los niveles de glucosa. Este área del cerebro tiene asignada la importante misión de regular la ingesta controlando las sensaciones de hambre y saciedad. Después de comer, su mensaje es: “hay mucha glucosa, así que necesitamos parar de comer; voy a activar la señal de saciedad”.

A la vista de todo lo que hemos expuesto, es fácil deducir lo que ocurre si ingerimos más comida (nutrientes) de la que “quemamos” (gasto energético). El equilibrio se descompensa, retiramos hasta donde podemos la glucosa sobrante de la circulación y fabricamos grasa. La consecuencia inmediata es que desarrollamos sobrepeso. Y, si la situación se mantiene, obesidad.

En ocasiones, el equilibro se puede descompensar porque alguno de los pasos que hemos explicado está alterado. Por otro lado, si los niveles de glucosa en sangre se mantienen altos incluso en periodos de ayuno (hiperglucemia), hablaremos de la existencia de diabetes.

Controladores moleculares del desarrollo de obesidad y diabetes

Existen dos puntos clave a nivel molecular para controlar el desarrollo de obesidad o de diabetes. De un lado los sensores, esto es, dispositivos moleculares dispuestos en las células que detectan los niveles de glucosa o el estado energético de la célula (niveles de ATP), respectivamente. Ejemplos de éstos son las proteínas glucoquinasa (GCK), el transportador de glucosa 2 (GLUT2), la quinasa activada por AMP (AMPK), la quinasa con dominios PAS (PASK) o la diana de rapamicina en células de mamífero (mTOR). De otro lado, debe generarse una correcta respuesta a la insulina, es decir, que las células sean capaces de identificar y responder a esta hormona adecuadamente.

De que respondamos adecuadamente a la insulina se encargan una serie de receptores de la membrana de las células, así como un conjunto de proteínas intracelulares (IR, IRS, PI3K, AKT, etc). Si el mecanismo falla en algún punto, las células no responden a la insulina, y el azúcar sanguíneo sobrante no se elimina. Es lo que se conoce como resistencia a la insulina. La consecuencia es que la glucosa en sangre permanece alta y se desarrolla diabetes (diabetes tipo 2).

Diabetes tipo 2, compañera de la vejez

A lo largo de los años, las células envejecen, los mecanismos moleculares de respuesta a la insulina se deterioran y van perdiendo su funcionalidad, por lo que es frecuente desarrollar resistencia a la insulina y diabetes tipo 2. Por eso es una enfermedad habitual de la tercera edad.

Incluso se puede adelantar en personas obesas. En estos casos, lo que sucede es que el tejido adiposo, obligado a almacenar un exceso de grasa por encima de su capacidad, está hipertrofiado y alterado. Como consecuencia, la respuesta a la insulina se ve mermada. Para colmo, los tejidos son menos eficientes captando y gastando glucosa, lo que conduce a un aumento del azúcar en sangre (hiperglucemia) y, en consecuencia, diabetes tipo 2.

No es baladí, sobre todo si tenemos en cuenta que una de cada cuatro personas mayores padece diabetes tipo 2. Es más, según la Sociedad Española de Geriatría y Gerontología el 40% de personas mayores de 65 años padecen diabetes (2,12 millones). Esto supone un problema de salud grave dadas las numerosas complicaciones asociadas a esta enfermedad: problemas cardiovasculares, retinopatía diabética, nefropatías, neuropatía diabética, etc.

Investigación para dar luz al futuro

Cada año aparecen alrededor de 386 000 nuevos casos de diabetes en la población adulta española. De ahí la importancia de llevar a cabo estudios encaminados tanto a conocer sus mecanismos moleculares como a diseñar fármacos dirigidos a controlar los sensores de glucosa y nutrientes.

A eso precisamente lleva años dedicándose nuestro grupo de investigación, en la Universidad Complutense. Concretamente estudiamos sensores y nutrientes a nivel del hipotálamo, el hígado y el tejido adiposo que ayuden a atajar una enfermedad responsable de una gran mortalidad y morbilidad en el mundo.

En los tiempos actuales, se ha añadido una nueva enfermedad infecciosa que, cuando afecta a enfermos de diabetes, produce un incremento en su severidad y mortalidad. Nos referimos, claro está, a la COVID-19. La investigación de la interrelación entre ambas enfermedades se hace necesaria y urgente.