El reloj circadiano, conocido por la oscilación natural del organismo que se alinea con el ciclo de 24 horas del día y la noche, afecta a muchos procesos biológicos. Uno de ellos es la gluconeogénesis, a partir de la que se genera nueva glucosa para mantener los niveles de energía en lugar de la ingesta de carbohidratos. Si bien se sabía que la gluconeogénesis variaba con el ritmo circadiano, se desconocía el motivo.

Recientemente, se ha sabido que los aminoácidos, componentes básicos de las proteínas, están presentes en dos formas diferentes: la forma L y la D. Si bien todas las proteínas naturales se componen exclusivamente de L-aminoácidos, la función de los D-aminoácidos sigue siendo poco conocida. Precisamente, investigadores de la Universidad de Osaka (Japón) han arrojado luz sobre la función del aminoácido en forma D: la D-alanina, que se encuentra en los tejidos que metabolizan la glucosa, encontrando la base del vínculo entre el reloj circadiano y la regulación de la glucosa por parte del riñón.

Desconocidos aminoácidos

Los autores de este trabajo, publicado en la revista ´Kidney360´ , fueron capaces de verificar que los niveles de d-alanina cambian con el reloj circadiano; las variaciones son causadas por la eliminación de D-alanina a través de la orina, un proceso controlado por el riñón. También demostraron que el sueño era clave para regular los niveles de D-alanina.

"Decidimos observar qué genes se expresan cuando el riñón está expuesto a la D-alanina", explicó el autor principal del estudio, Shinsuke Sakai. "Utilizamos análisis de aprendizaje profundo con un algoritmo iterativo de bosque aleatorio para identificar los genes objetivo. Descubrimos que la D-alanina regula positivamente tanto los genes relacionados con la gluconeogénesis como los genes que se sabe que están relacionados con el ritmo circadiano".

El análisis de los factores de transcripción, que son proteínas que regulan la expresión genética, mostró que los cambios inducidos por la D-alanina estaban mediados por una proteína llamada Cry2, que se sabe que es un regulador circadiano clave. En condiciones de alteración del ritmo circadiano, el tratamiento con D-alanina mejoró el ritmo diario.

"A través de estos experimentos, pudimos demostrar que la D-alanina es un vínculo entre la gluconeogénesis en el riñón y el reloj circadiano", indicó el autor principal Tomonori Kimura, "y que la D-alanina activa la gluconeogénesis a través de la red transcripcional circadiana".

Revelar el vínculo entre la D-alanina y el reloj circadiano representa un gran paso adelante, según estos investigadores, en la comprensión de estos hasta ahora desconocidos D-aminoácidos. "Una posibilidad interesante está en generar nuevos tratamientos para enfermedades relacionadas con la glucosa, por ejemplo, la diabetes, y el reloj circadiano, por ejemplo, los trastornos del sueño", concluyeron.