Investigadores de Northwestern Medicine han descubierto cómo las alteraciones del ritmo circadiano de nuestros músculos combinadas con una mala alimentación pueden contribuir al desarrollo de la diabetes, según un estudio reciente publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Cuando alteramos nuestros ritmos circadianos debido a alteraciones ambientales como el trabajo por turnos, el jet lag o la falta de sueño, es posible que esto afecte nuestros relojes musculares y nuestro metabolismo. Si esto ocurre y lo combinamos con una dieta poco saludable, podría aumentar la probabilidad de desarrollar intolerancia a la glucosa y diabetes», afirmó la Dra. Clara Peek, profesora adjunta de Bioquímica y Genética Molecular y de Medicina en la División de Endocrinología, Metabolismo y Medicina Molecular, autora principal del estudio.

El reloj circadiano natural del cuerpo se compone de proteínas llamadas factores de transcripción, presentes en todo el cuerpo, incluido el tejido muscular. Este reloj sincroniza los cambios físicos y conductuales con el entorno externo durante el ciclo de luz de 24 horas.

Las alteraciones del ritmo circadiano se han asociado anteriormente con el desarrollo de enfermedades metabólicas, pero las contribuciones del reloj del músculo esquelético siguen siendo difíciles de comprender.

En el estudio actual, el equipo de Peek buscó comprender cómo el ritmo circadiano influye en el metabolismo muscular (el proceso mediante el cual los músculos convierten nutrientes, como la glucosa, en energía) y cómo la alteración de este reloj interno podría acelerar la intolerancia a la glucosa durante la obesidad inducida por una mala alimentación.

Los investigadores estudiaron ratones que carecían del gen BMAL1 y recibieron una dieta rica en grasas y carbohidratos. Estudios previos establecieron que el gen BMAL 1 regula el ritmo circadiano, así como la función muscular y el metabolismo.

Los investigadores descubrieron que estos ratones demostraron una intolerancia acelerada a la glucosa con esta dieta, a pesar de no haber diferencias en el aumento de peso en comparación con los ratones normales.

«La pérdida de este factor circadiano en el músculo empeoró el desarrollo de un fenotipo diabético en los ratones», dijo Peek.

Los científicos también realizaron la secuenciación de ARN y el perfil de metabolitos de los músculos deficientes en BMAL1 en los ratones y descubrieron que los músculos tenían una utilización de glucosa interrumpida durante las primeras etapas de la glucólisis, una vía metabólica que convierte la glucosa en ATP, o energía, para la célula.

También descubrieron que, durante la obesidad inducida por la dieta, BMAL1 colabora con la vía del factor inducible por hipoxia (HIF) para reconfigurar el reloj circadiano y adaptarlo al estrés nutricional. Utilizando un nuevo modelo genético murino para restaurar la actividad del HIF en músculos con deficiencia de BMAL1, los científicos lograron revertir la intolerancia a la glucosa inducida por la dieta.

«Cuando se altera el reloj muscular, se pierde esta conexión con HIF y esto es lo que conduce a un empeoramiento del metabolismo de la glucosa en el músculo», explicó Peek.

Los próximos pasos de los científicos, según Peek, incluyen determinar si el ritmo circadiano ya está alterado en modelos animales de obesidad inducida por la dieta y si esta alteración contribuye a la intolerancia a la glucosa y a la resistencia a la insulina.

«Sabemos que el reloj en realidad no es normal en la obesidad inducida por la dieta, por lo que nos gustaría saber cuál es la contribución de eso a la diabetes y la obesidad», dijo Peek.