Aminoácidos y obesidad: relación de los niveles de homocisteína, aminoácidos de cadena ramificada y citrulina con sobrepeso-obesidad y resistencia insulínica en niños prepuberales

Introducción: la obesidad infantil es uno de los problemas de Salud Pública más graves del s.XXI, sobre todo por las complicaciones cardiovasculares y endocrino-metabólicas asociadas. La prevalencia de obesidad se ha multiplicado por más de dos entre 1980 y 2014, estimándose que, a nivel mundial, más de 42 millones de niños tienen sobrepeso. En adultos hay estudios que reportan que la ingesta proteica conlleva efectos beneficiosos aunque altos niveles de determinados aminoácidos se relacionan con obesidad y resistencia insulínica; no obstante, en niños existen escasos estudios que confirmen tal asociación. Objetivos: analizar cómo se relacionan los niveles sanguíneos de los aminoácidos de cadena ramificada, la homocisteína y la citrulina con las variables que se utilizan en la práctica clínica habitual para diagnosticar obesidad en niños y adolescentes, así como estudiar si hay relación de éstos con la resistencia a la insulina. Material y métodos: estudio observacional analítico longitudinal prospectivo de una cohorte. Colaboración entre niveles asistenciales (atención hospitalaria y atención primaria). Se seleccionaron niños en diferentes centros de salud de Málaga entre 6-11 años, prepúberes (estadios de Tanner 1-2). Para conseguir un intervalo de confianza del 95% y siendo la prevalencia de sobrepeso-obesidad del 30%, se estimó que habría que incluir unos 100 sujetos. Criterios de exclusión: obesidad de causa secundaria, enfermedad orgánica añadida, ingesta crónica de medicamentos y antecedentes de diabetes personales o en familiares de primer grado. Se realizó: hoja de recogida de datos clínicos, epidemiológicos, encuesta de hábitos sociales, alimentarios y de ejercicio físico. Se extrajo una analítica sanguínea con bioquímica básica y ampliada (perfil lipídico, vitaminas B9 y B12, transaminasas, insulina…) y se determinaron aminoácidos de interés para el estudio (homocisteína, isoleucina, leucina, valina, citrulina, tirosina, fenilalanina y acilcarnitinas (C3 y C5)). La obesidad se define como IMC ≥2 SDS expresado en Z score (gráficas de Hernández). Para la resistencia insulínica se usó un índice HOMA mayor de 3. De los 100 sujetos de estudio en el momento basal completaron el seguimiento, a los 12 meses, 40 de ellos, repitiéndose todas las mediciones, para determinar si las variaciones clínico-analíticas se relacionaban con variaciones en los aminoácidos. Conclusiones: Los sujetos con exceso de peso presentaron niveles menores de colesterol-HDL y vitamina B12, y mayores niveles de triglicéridos, insulina e índice HOMA. No se observó relación entre el exceso de peso y el ácido fólico. Los factores epidemiológicos más asociados a niños con exceso de peso fueron: la presencia de sobrepeso en el progenitor “padre”; el elevado consumo de zumos, refrescos y snacks; la existencia de una mayor distancia del hogar al colegio; y el exceso de horas viendo la televisión o jugando a la consola. La resistencia insulínica se relacionó inversamente con los niveles plasmáticos de leucina e isoleucina, en el momento basal. Aunque la valina y la citrulina no obtuvieron significación estadística, sus datos fueron similares a los de la leucina e isoleucina. También se evidenció una relación directa entre la resistencia insulínica y el IMC y los TG, e inversa con el HDL, la vitamina B12 y el ácido fólico. La homocisteína no se correlacionó con datos antropométricos ni con resistencia insulínica. Los BCAA (valina, leucina e isoleucina) se relacionaron inversamente con el IMC y el perímetro abdominal, tanto en el momento basal como tras un año de seguimiento. La leucina e isoleucina obtuvieron asociación estadística con la resistencia insulínica, es decir, aquellos con HOMA >3 presentaron menores niveles de estos aminoácidos, a diferencia de los datos contrarios de otras publicaciones. Se constató la ausencia de diferencias, tras un año de evolución, entre los valores medios de los BCAA con respecto al desarrollo de resistencia insulínica. Sólo se apreciaron diferencias estadísticamente significativas para la arginina, siendo menores sus cifras en los que desarrollaron resistencia insulínica. Hay que resaltar que sólo la valina, al año de seguimiento, estuvo ligeramente aumentada en niños con índice HOMA > 3, aunque los datos no fueron significativos. Este hecho podría ser el primer indicio de las consecuencias de la resistencia insulínica en el metabolismo de los aminoácidos. La citrulina se relacionó inversamente con el perímetro abdominal y con el IMC. No hubo diferencias con la resistencia insulínica ni con el IMC al año. Bibliografía: a destacar: WHO. Overweight and obesity. (sitio web). Geneva, Switzerland: World Health Organization, 2006. (citado 5 agosto 2014). Disponible en: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html. Ice CL, Murphy E, Cottrell L, Neal WA. Morbidly obese diagnosis as an indicator of cardiovascular disease risk in children: results from the CARDIAC Project. Int J Pediatr Obes. 2011; 6:113-119. Carrascosa A, Yeste D. Complicaciones metabólicas de la obesidad infantil. An Pediatr (Barc). 2011; 75(2):135.e1-135.e9. De Farias AA, Camêlo A, Almeida GM, Da Silva MO, Teixeira A,Campos C et al. Homocysteine: cardiovascular risk factor in children and adolescents? Rev Assoc Med Bras. 2 0 1 3; 5 9(6):622-628. Lynch CJ, Adams SH. Branched-chain amino acids in metabolic signalling and insulin resistance. Nat. Rev. Endocrinol 2014; 10, 723-736. Fike CD, Summar M, Aschner JL. L-citrulline provides a novel strategy for treating chronic pulmonary hypertension in newborn infants. Acta Paediatr. 2014 Oct; 103(10):1019-26. doi: 10.1111/apa.12707. Epub 2014 Jun 20.

Galanin and galanin fragment 1-15 modulate antidepressant responses by targeting 5-HT1AR-GALR heteroreceptor complexes of the ascending midbrain serotonin pathways.

Mood disorders, including depression and anxiety, are among the most prevalent mental illnesses with high socioeconomic impact. Although the underlying mechanisms have not yet been clearly defined in the last decade the importance of the role of neuropeptides, including Galanin (GAL), and/or their receptors in the treatment of stress-related mood disorders is becoming increasingly apparent. GAL is involved in mood regulation, including depression-related and anxiety-like behaviors. Activation of GALR1 and GALR3 receptors results in a depression like behavior while stimulation of GALR2 receptor leads to anti-depressant-like effects. Moreover, GAL modulates 5-HT1A receptors (5-HT1AR), a key receptor in depression at autoreceptor and postsynaptic level in the brain. This interaction can in part be due to the existence of GALR1-5-HT1AR heteroreceptor complexes in discrete brain regions [1]. Not only GAL but also the N-terminal fragments like GAL(1-15) are active in the Central Nervous System [2, 3]. Recently, we described that GAL(1-15) induces strong depression-related and anxiogenic-like effects in rats, and these effects were significantly stronger than the ones induced by GAL [4]. The GALR1-GALR2 heteroreceptor complexes in the dorsal hippocampus and especially in the dorsal raphe (DR), areas rich in GAL(1-15) binding sites [5] were involved in these effects [4, 6] and demonstrated also in cellular models. In the present study, we have analyzed the ability of GAL(1-15) to modulate 5-HT1AR located at postjunctional sites and at the soma-dendritic level in rats. We have analyzed the effect of GAL(1-15) on the 5-HT1AR-mediated response in a behavioral test of depression and the involvement of the GALR2 in these effects. GAL(1-15) enhanced the antidepressant effects induced by the 5-HT1AR agonist 8-OH-DPAT in the forced swimming test [7]. These effects were stronger than the ones induced by GAL. The mechanism of this action involved interactions at the receptor level in the plasma membrane with changes also at the transcriptional level. Thus, GAL(1-15) affected the binding characteristics as well as the mRNA level of 5-HT1AR in the dorsal hippocampus and DR. GALR2 was involved in these effects, since the specific GALR2 antagonist M871 blocked GAL(1-15) mediated actions at the behavioral and receptor level [7]. Furthermore, the results on the proximity ligation assay (PLA) in this work suggest the existence of GALR1-GALR2-5-HT1AR heteroreceptor complexes since positive PLA were obtained for both GALR1-5-HT1AR and GALR2-5-HT1AR complexes in the DR and hippocampus. Moreover the studies on RN33B cells, where GALR1, GALR2 and 5-HT1AR exist [4], also showed PLA-positive clusters indicating the existence of GALR1-5-HT1AR and GALR2-5-HT1AR complexes in these cells [7]. In conclusion, our results indicate that GAL(1–15) enhances the antidepressant effects induced by the 5-HT1AR agonist 8-OH-DPAT probably acting on GALR1-GALR2-5-HT1AR heteroreceptor located at postjunctional sites and at the soma-dendritic level. The development of new drugs specifically targeting these heteroreceptor complexes may offer a novel strategy for treatment of depression. This work has been supported by Junta de Andalucia CVI646 1. Borroto-Escuela, D.O., et al., Galanin receptor-1 modulates 5-hydroxtryptamine-1A signaling via heterodimerization. Biochem Biophys Res Commun, 2010. 393(4): p. 767-72. 2. Hedlund, P.B. and K. Fuxe, Galanin and 5-HT1A receptor interactions as an integrative mechanism in 5-HT neurotransmission in the brain. Ann N Y Acad Sci, 1996. 780: p. 193-212. 3. Diaz-Cabiale, Z., et al., Neurochemical modulation of central cardiovascular control: the integrative role of galanin. EXS, 2010. 102: p. 113-31. 4. Millon, C., et al., A role for galanin N-terminal fragment (1-15) in anxiety- and depression-related behaviors in rats. Int J Neuropsychopharmacol, 2015. 18(3). 5. Hedlund, P.B., N. Yanaihara, and K. Fuxe, Evidence for specific N-terminal galanin fragment binding sites in the rat brain. Eur J Pharmacol, 1992. 224(2-3): p. 203-5. 6. Borroto-Escuela, D.O., et al., Preferential activation by galanin 1-15 fragment of the GalR1 protomer of a GalR1-GalR2 heteroreceptor complex. Biochem Biophys Res Commun, 2014. 452(3): p. 347-53. 7. Millon, C., et al., Galanin (1-15) enhances the antidepressant effects of the 5-HT1A receptor agonist 8-OH-DPAT: involvement of the raphe-hippocampal 5-HT neuron system. Brain Struct Funct, 2016.