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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Obesidad, diabetes y cáncer

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El metabolismo de la glucosa en la diabetes favorece el crecimiento tumoral

Durante mis investigaciones sobre el cáncer, cuando me encontraba en los Estados Unidos, me sorprendió mucho aprender que algunas células tumorales solo podían crecer en el laboratorio si se añadía insulina a su medio nutritivo. En aquellos años de relativa ignorancia científica (la mía sigue siendo mucha) sobre lo que hacía crecer a las células tumorales ya se sabía que la insulina era necesaria para permitir el paso de la glucosa al interior de las células.

Parecía lógico pensar que, al igual que sucede con los pacientes diabéticos, en ausencia de insulina, la glucosa no puede penetrar la membrana externa de las células tumorales. Siendo la glucosa la principal fuente de energía, si la glucosa no penetra en las células, estas no pueden extraer energía y no crecen. Lo anterior sugería, ya en aquellos lejanos años 80, que las personas afectadas de diabetes de tipo II – enfermedad caracterizada por un mayor nivel de insulina en sangre – y también las personas obesas, muchas de las cuales desarrollan diabetes de tipo II, tal vez podrían ver aumentada la incidencia de cáncer.

INSULINA Y CRECIMIENTO

Estudios realizados en los últimos años, algunos de los cuales se recogen en un artículo publicado en la revista Science este mismo mes, revelan interesantes conexiones entre la diabetes, la obesidad y el cáncer, y el efecto de otras moléculas muy similares a la insulina sobre el crecimiento tumoral, sobre todo la denominada factor de crecimiento insulínico 1, que todos los científicos conocen por sus siglas en inglés, IGF-1.

El IGF1 es un importante factor de crecimiento durante la infancia y la adolescencia, secretado por el hígado en respuesta a la hormona del crecimiento. Es, en realidad, la molécula que ejerce los efectos positivos sobre el crecimiento. Investigaciones recientes han demostrado que la talla de las diferentes razas de perro dependen en gran medida de la cantidad de IGF1 que cada una de ellas produce, debido a variaciones génicas que se han ido produciendo a lo largo de su selección artificial. Igualmente, el factor IGF1 se ha visto involucrado en el crecimiento de numerosos tipos de cáncer.

Los estudios de estos últimos años también han confirmado que la obesidad es responsable de hasta el 50% de varios tipos frecuentes de cáncer, que incluyen el de mama y el de colon. Parece hoy demostrado que las células cancerosas se encuentran cómodas en el entorno hormonal y metabólico de una persona obesa.
La razón por la cual la obesidad promueve el desarrollo del cáncer puede ser, como ya hemos apuntado, el mayor nivel de insulina que poseen las personas obesas. La cuestión sigue siendo qué hace la insulina y el IGF1, además de permitir el paso de la glucosa a las células, para promover el crecimiento de las células tumorales. Y es que si bien la glucosa es una fuente de energía necesaria, las células para dividirse, además de energía, necesitan materia, es decir, necesitan hacer acopio de materiales de construcción que permitan generar dos células completas a partir de una. Estos materiales son, sobre todo, los componentes del ADN, que la célula que se divide necesita duplicar, y grasas, para formar una nueva membrana nuclear y citoplasmática, que separa a la célula del mundo exterior. La glucosa sirve de fuente de energía, pero ¿qué es lo que sirve de material de construcción?

La respuesta a esta pregunta, sorprendentemente, parece ser la misma: la glucosa. Para entender cómo y por qué la glucosa es el principal material de crecimiento tumoral, es necesario saber que existen dos formas principales de obtener energía a partir de la glucosa. La primera es la oxidación aeróbica (en presencia de aire), que consume completamente la glucosa y genera dióxido de carbono y agua. Esta oxidación completa de la glucosa genera una gran cantidad de energía, pero no deja nada que pueda ser usado como material de construcción.

MATERIAL Y ENERGÍA

Sin embargo, existe una segunda manera de obtener energía de la glucosa, que, además, la acción de la insulina facilita. Se trata de la oxidación anaeróbica (sin aire), la misma que utilizan las levaduras para realizar la fermentación y generar vino, cerveza, o pan. Inducidas por cambios metabólicos posibilitados por la acción de la insulina y por la incorporación masiva de glucosa desde el exterior en presencia de esta hormona, las células cancerosas prefieren la oxidación anaeróbica para generar energía a partir de la glucosa. Este método genera menos energía por molécula de glucosa, pero tiene la ventaja de que produce moléculas más pequeñas, restos no oxidados de la glucosa, las cuales pueden utilizarse como material de construcción de grasas o de ADN.

Así pues, gracias a la acción de la insulina, y también del IGF-1, la célula cancerosa puede obtener las dos cosas, energía y materiales de construcción para su crecimiento. Este metabolismo particular de la glucosa en las células tumorales se ve favorecido por la presencia de altos niveles de insulina, típicos de la obesidad y de la diabetes de tipo II.

La comprensión de estos mecanismos puede ahora permitir manipularlos. Por ejemplo, un fármaco que impidiera la oxidación anaeróbica de la glucosa podría ser un fármaco antitumoral eficaz, aunque también causaría otros efectos sobre el metabolismo. En todo caso es, como siempre, el nuevo conocimiento generado lo que abre nuevas avenidas de esperanza para mejorar nuestra frágil condición humana.

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