Descubren cómo se regula la producción de energía en el cerebro

Los cannabinoides endógenos son moléculas producidas por la actividad cerebral que tienen la misión de regular la actividad neuronal.

Estos endocannabinoides comparten con los extractos del cannabis no sólo el nombre, sino que actúan en el cerebro sobre los mismos receptores modulando la comunicación entre las neuronas.

Los doctores Nagore Puente y Pedro Grandes, neurocientíficos de la Facultad de Medicina y Odontología de la UPV/EHU, han contribuido de forma crucial en una investigación que ahonda aún más en este conocimiento científico.

Dicho estudio ha logrado identificar el principal receptor de cannabinoides del cerebro, el CB1, en la mitocondria neuronal, un lugar donde no se consideraba posible su presencia.

No sólo eso, la investigación también ha puesto de manifiesto que el CB1 juega un papel clave en la regulación de la que es la principal actividad mitocondrial: la producción de energía.

El hallazgo ha sido de tal envergadura que una imagen de microscopía electrónica de la localización de CB1 en la mitocondria, captada por los investigadores en la UPV/EHU, ha sido elegida para la portada del número de abril de la revista Nature Neuroscience, en el que se publica el artículo, titulado "Mitochondrial CB1 receptors regulate neuronal energy metabolism".

“Ha sido motivo de gran satisfacción, orgullo y alegría ver una de nuestras ultramicrofotografías en la portada de Nature Neuroscience”, comenta el doctor Grandes.

Nuevos enfoques en la prevención y tratamiento de los trastornos neurológicos

El origen de esta investigación, liderada por el doctor Giovanni Marsicano (Neurocentre Magendie, Universidad de Burdeos), surgió fortuitamente hace cuatro años, al observar en el laboratorio dirigido por Pedro Grandes que el marcador del receptor CB1 aparecía sistemáticamente en las mitocondrias de tejido cerebral.

“El inicio fue el resultado de una conversación mantenida entre el doctor Marsicano y yo en el pasillo, durante un congreso en Estados Unidos. Así surgen a veces la ideas en ciencia”, comenta el neurocientífico de la UPV/EHU.

Inicialmente, existía la creencia de que el marcado de CB1 en mitocondrias era falso. La confirmación de su existencia real la obtuvieron los investigadores de la UPV/EHU al demostrar que el marcador de CB1 mitocondrial no estaba presente en tejido cerebral de ratones mutantes que carecían del receptor CB1.

La investigación fue más allá, al demostrar el equipo francés que estos receptores CB1 en mitocondrias eran funcionales, pues cuando se activaba el CB1 por tetrahidrocannabinol (THC), la principal sustancia psicoactiva del cannabis, disminuía la actividad mitocondrial, y por lo tanto, la producción de energía.

El cerebro humano, a pesar de representar sólo el 2% del peso corporal total, consume el 20% de la energía producida por el organismo. Esta energía en el cerebro es suministrada por la mitocondria que es, además, esencial para la actividad y supervivencia neuronal, por lo que un mal funcionamiento mitocondrial puede tener serias consecuencias en el cerebro.

En este sentido, hay evidencias de que la disfunción mitocondrial interviene en la patogenia de enfermedades neurológicas y trastornos debidos al envejecimiento, que van desde las enfermedades neurodegenerativas hasta el ictus.

La investigación ha puesto de manifiesto que los receptores CB1 en mitocondria modulan directamente el metabolismo energético neuronal, revelando, por tanto, un nuevo mecanismo de acción de estos receptores en la señalización cerebral.

“Avances como estos en el conocimiento de la biología celular y molecular de la mitocondria están llevando al desarrollo de nuevos enfoques en la prevención y tratamiento de los trastornos neurológicos”, destaca el doctor Grandes.