- El lactato, clásicamente descrito como un producto de desecho del metabolismo que se producía cuando no había oxígeno suficiente, es considerado en la actualidad un sustrato metabólico capaz de generar energía del que poco se conoce sobre cómo se regulan sus niveles en sangre.
- Son numerosas las situaciones tanto fisiológicas como patológicas que producen incremento de los niveles de lactato en sangre, entre ellas el ejercicio físico intenso, la falta de oxígeno (hipoxia), la hipoperfusión tisular o la sepsis.
- El grupo de “Neurobiología celular y biofísica” del IBiS liderado por el Dr. José López Barneo junto a las doctoras Patricia Ortega Sáenz, Hortensia Torres Torrelo y Lin Gao publican en Nature Communications un nuevo paper que señala, por primera vez, al cuerpo carotídeo como un sensor multimodal que participa en la regulación de los niveles de lactato en sangre.
Sevilla, 14 de julio de 2021
Un reciente estudio publicado por la revista internacional Nature Communications señala al cuerpo carotídeo, por primera vez, como un sensor capaz de regular los niveles de lactato en sangre. Dicho estudio ha sido liderado desde el grupo científico del IBiS “Neurobiología celular y biofísica” que tiene por investigador responsable al Dr. José López Barneo, también profesor de la Universidad de Sevilla, junto a las investigadoras del mismo grupo en IBiS las doctoras Hortensia Torres Torrelo, Patricia Ortega Sáenz y Lin Gao.
La contribución fundamental al ámbito científico de este nuevo paper es la demostración de que el cuerpo carotídeo participa en la regulación de los niveles de lactato en sangre, el cual actualmente es considerado como un sustrato metabólico tan importante como la glucosa.
El ácido láctico, producto final de la degradación de la glucosa por via glucolítica, se disocia produciendo lactato y protones. Un aumento de protones en sangre produce acidosis, la cual puede producir daños celulares e incluso la muerte si no se compensa de forma adecuada.
Se ha descrito que cuando un individuo se somete a hipoxia (falta de oxígeno) los niveles de lactato en sangre suben. El cuerpo carotídeo además de ser el principal sensor de hipoxia periférico, que activa las respuestas hiperventilatorias compensatorias, también responde a la subida del lactato. Ambas respuestas se potencian, como se muestra en el esquema, para producir un incremento en la frecuencia respiratoria que normaliza los niveles de oxígeno y frena la producción excesiva de lactato.
Vías de señalización de hipoxia y lactato, Nature Communications.
Los antecedentes al estudio
En el año 2018 nuestro grupo mostró que las células sensoras de oxígeno del cuerpo carotídeo se activan por el lactato extracelular.
Tras esta observación preliminar iniciamos el estudio que ahora concluye para esclarecer los mecanismos moleculares subyacentes. El cuerpo carotideo es el órgano del que depende la regulación de la respiración por el oxígeno y su posible co-activación por el lactato de la sangre abría un nuevo campo de relevancia fisiopatológica.
El lactato ha pasado de ser una molécula considerada como producto de desecho del metabolismo, que se producía cuando no había oxígeno suficiente, a ser ahora un sustrato que es utilizado por muchas células, por tantas como la glucosa para generar energía, ATP. Sin embargo, se desconocían los mecanismos moleculares que permitían mantener los niveles de lactato dentro de un rango normal, en situaciones que cursaban con aumento de lactato en sangre.
¿Cuándo se produce el lactato?
La producción de lactato está asociada generalmente a situaciones tanto fisiológicas como fisiopatológicas.
La realización de ejercicio físico intenso o viajar a lugares con poca concentración de oxígeno (zonas de gran altitud), son situaciones fisiológicas en las que se ha descrito aumento de lactato en sangre, lactatemia. Situaciones fisiopatológicas que cursan con lactatemia, también son numerosas, por ejemplo, la hipoperfusión tisular (disminución del riego sanguíneo a un tejido) o la sepsis.
Aunque este estudio arroja luz sobre el papel del cuerpo carotídeo como regulador de los niveles de lactato en sangre, son aun numerosas las cuestiones que quedan por resolver. Por ejemplo, una de ellas, ¿dónde se produce el lactato que aumenta en sangre durante una hipoxia? Este estudio abre una línea de investigación muy novedosa, de gran relevancia fisiopatológica, donde aun queda mucho por hacer.
Líneas de investigación del grupo “Neurobiología celular y biofísica”
El grupo pertenece al área de Neurociencias del IBiS, teniendo por áreas de trabajo principales el estudio de mecanismos de la sensibilidad celular al oxígeno, la neurodegeneración y neuroprotección en la enfermedad del Parkinson y los mecanismos fisiopatológicos de la hipertensión y el espasmo vascular.
Este trabajo surgió como una ramificación del área que estudia los mecanismos de la sensibilidad celular del oxígeno de los sensores que median las respuestas agudas a la hipoxia, especialmente el cuerpo carotídeo y la médula adrenal.
Dra. Lin Gao, Dr. José López Barneo y Dra. Patricia Ortega, del grupo de investigación Neurobiologúa celular y biofísica
Sobre IBiS
El Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS) es un centro multidisciplinar cuyo objetivo es llevar a cabo investigación fundamental sobre las causas y mecanismos de las patologías más prevalentes en la población y el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico y tratamiento para las mismas.
El IBiS lo forman 42 grupos consolidados y 37 grupos adscritos dirigidos por investigadores de la Universidad de Sevilla, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y los Hospitales Universitarios Virgen del Rocío y Virgen Macarena organizados en torno a cinco áreas temáticas: Enfermedades Infecciosas y del Sistema Inmunitario, Neurociencias, Onco-hematología y Genética, Patología Cardiovascular, Respiratoria / Otras Patologías Sistémicas; y Enfermedades Hepáticas, Digestivas e Inflamatorias.
El IBiS depende institucionalmente de la Consejería de Salud y Familias de la Junta de Andalucía; el Servicio Andaluz de Salud (SAS); la Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades; la Universidad de Sevilla y el CSIC.
Referencia bibliográfica del estudio
Torres-Torrelo, H., Ortega-Sáenz, P., Gao, L. et al. Lactate sensing mechanisms in arterial chemoreceptor cells. Nat Commun 12, 4166 (2021).
Enlace a publicación de Nature Communications
https://doi.org/10.1038/s41467-021-24444-7
