Aunque en pequeñas cantidades el cobre es esencial para la salud – alimentos como ostras, hígados, legumbres y frutos secos son una buena fuente – el papel del cobre en el metabolismo no ha sido muy claro: algunos estudios encontraron que ayuda a quemar grasa, otros que lo detuvo.

[media-credit name=»Lakshmipriya Krishnamoorthy y Joseph Cotruvo Jr. | UC Berkeley» align=»aligncenter» width=»400″][/media-credit]Investigadores de la Universidad de California, Berkeley, en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y del Instituto Médico Howard Hughes, ahora han aclarado el papel crítico que juega el cobre en la alimentación: ayuda a mover la grasa de las células con grasas – llamadas adipocitos – y en el torrente sanguíneo para ser usado como energía.

Sin suficiente cobre, la grasa se acumula en las células grasas sin ser utilizada, dijo Christopher Chang, Presidente de la Clase de 1942 y profesor de la química y de biología molecular y celular en la University of California, Berkeley (UC Berkeley).

«A diferencia de otros estudios que relacionan los niveles de cobre tanto en un aumento o disminución del metabolismo de las grasas, nuestro estudio muestra definitivamente como funciona – es una señal que activa a las células de grasa«, dijo Chang, quien también es un científico de la facultad en el Laboratorio de Berkeley y un investigador del Howard Hughes Medical Institute (Instituto médico Howard Hughes). «Si pudiéramos encontrar una manera de quemar grasa más eficientemente, esto podría ser una gran contribución para contrarrestar la obesidad y la diabetes«.

El nuevo estudio fue publicado en línea esta semana, y será publicado en la edición impresa de julio de la revista Nature Chemical Biology.

Los resultados apuntan a que el cobre tiene un nuevo papel en el metabolismo, ponen de relieve el papel clave que juega el cobre a lo largo del cuerpo. Anteriormente, Chang mostró que el cobre es una molécula de señalización clave en el cerebro, reduciendo la excitación de las células nerviosas.

«El trabajo que hemos realizado con el cobre realmente demuestra que la señalización no se limita a sólo unos pocos elementos en la tabla periódica, como el sodio, calcio y potasio«, dijo. «El cobre es una nueva clase, en un sentido básicamente hemos añadido una cuarta letra del alfabeto que, en términos de elementos metálicos que contribuyen a la lengua de señalización«.

Las funciones que cumple el cobre son similares en la regulación de las células nerviosas y la quema de grasa destacan una creciente percepción de que el sistema neurológico, especialmente el cerebro, juega un papel en las enfermedades del metabolismo y el sistema inmunológico, tales como la obesidad y la inflamación.

«Algunos de nosotros ahora estamos pensando acerca de la obesidad como una enfermedad neurológica más que estrictamente una enfermedad metabólica, ya que son potencialmente las conexiones entre el tejido adiposo y el cerebro«, dijo. «La idea de que la obesidad y las enfermedades relacionadas con la obesidad como la diabetes pueden ser de naturaleza neurológica abre la puerta a una nueva ciencia básica y enfoques terapéuticos«.

Sin embargo Chang advierte contra el consumo de suplementos de cobre, como resultado de estos estudios. El exceso de cobre puede conducir a desequilibrios en otros minerales esenciales, incluyendo el zinc.

Enfermedades relacionados con el cobre

Con un largo interés en las funciones biológicas de los metales, Chang se centró en el metabolismo de grasas después de leer que el cobre se da a menudo a consumir a vacas para regular el aumento de peso. Para descubrir cómo funciona realmente el cobre en el metabolismo de las grasas, eligió estudiar ratones con un defecto genético que produce síntomas similares a los de una rara enfermedad humana, la enfermedad de Wilson. En ambas situaciones, una enzima clave que mueve el cobre dentro y fuera de las células está mutado, causando una desregulacion y sobrecarga de cobre – a menudo a niveles tóxicos – en el hígado. La condición se caracteriza también por las células grasas hinchadas.

Él y su equipo, en particular, los postdoctorados Lakshmi Krishnamoorthy y José Cotruvo Jr., descubrieron que en los ratones, el cobre se acumulaba en el hígado, basicamente se mataba de hambre por cobre a las células grasosas de modo que no pueden regular adecuadamente el almacenamiento de grasa y quemarlas en órganos como el estómago y páncreas. Esta sobrecarga es acompañada por niveles mucho más bajos de grasas, o lípidos, en la sangre.

«La lipólisis es la descomposición de grandes trozos de grasa en trozos más pequeños para que puedan circular en la sangre y ser quemado en todo el cuerpo», dijo. «Descubrimos que en ratones con Wilson, un nivel bajo de cobre en las células de grasa hace que sean incapaces de quemar grasa, así como los ratones normales«.

Ellos tuvieron éxito en la búsqueda para encontrar exactamente cómo funciona el cobre: Libera un freno en la quema de grasa. Normalmente, una segunda molécula mensajera llamada AMP cíclico (cAMP, cyclic-AMP) activa las enzimas que descomponen las moléculas de grasa. Encontraron, sin embargo, que otra enzima (fosfodiesterasa 3, o PDE3) bloquea cAMP, probablemente para prevenir la descomposición de la grasa cuando no se necesita, por ejemplo, cuando estamos viendo la televisión. El cobre bloquea esta enzima, con lo que es como «poner un freno, en un freno«, dijo Chang.

Chang continúa su estudio del papel de cobre en el cerebro y en el metabolismo de las grasas, en busca de posibles vias de tratamiento de enfermedades cerebrales neurodegenerativas o enfermedades del metabolismo. También se encuentra estudiando los papeles de cobre en la percepción y el sueño.

Estos estudios le han llevado también a explorar las conexiones entre el sistema nervioso central – el cerebro y la médula espinal – y el sistema nervioso periférico, que conecta los nervios de todos nuestros órganos, y la forma en que pueden causar la enfermedad.

Referencias

• Lakshmi Krishnamoorthy, Joseph A Cotruvo Jr, Jefferson Chan, Harini Kaluarachchi, Abigael Muchenditsi, Venkata S Pendyala, Shang Jia, Allegra T Aron, Cheri M Ackerman, Mark N Vander Wal, Timothy Guan, Lukas P Smaga, Samouil L Farhi, Elizabeth J New, Svetlana Lutsenko y Christopher J Chang; Copper regulates cyclic-AMP-dependent lipolysis; Nature Chemical Biology (2016) doi:10.1038/nchembio.2098; Disponible en el URL http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.2098