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’. El investigador responsable de este grupo es José López Barneo, profesor de la Universidad de Sevilla, que ha trabajado junto a las investigadoras Hortensia Torres Torrelo, Patricia Ortega Sáenz y Lin Gao.

Vías de señalización de hipoxia y lactato, Nature Communications.

La contribución fundamental al ámbito científico de este nuevo estudio 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 causar 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 y activar 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.

Los antecedentes del estudio 

En el año 2018 este grupo mostró que las células sensoras de oxígeno del cuerpo carotídeo se activan por el lactato extracelular. Tras esta observación preliminar se inició 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 abre 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, un fenómeno denominado 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.

El investigador responsable de este grupo es José López Barneo, profesor de la Universidad de Sevilla, que ha trabajado junto a las investigadoras Hortensia Torres Torrelo, Patricia Ortega Sáenz y Lin Gao.

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, 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 y tiene 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.

Referencia bibliográfica:
Torres-Torrelo, H., Ortega-Sáenz, P., Gao, L. et al. Lactate sensing mechanisms in arterial chemoreceptor cells. Nat Commun 12, 4166 (2021).