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Mediación de la respuesta al estrés agudo por el esqueleto: la osteocalcina

    ¿La respuesta de estrés empieza en los huesos?

    Hasta ahora se pensaba principalmente que el esqueleto tenía un papel puramente estructural y metabólico en el cuerpo humano y animal. La función principal atribuida al esqueleto era la de proporcionar soporte físico al cuerpo, proteger órganos vitales y servir como sitio de almacenamiento de minerales, especialmente calcio y fósforo. Al igual, en términos de respuesta al estrés, hasta ahora se pensaba que la respuesta de lucha y huida se activaba con la segregación de adrenalina y noreadrenalina en situaciones de estrés agudo o crónico.

    La idea de que el esqueleto podría jugar un papel activo en la respuesta al estrés, especialmente a través de una hormona como la osteocalcina, es relativamente nueva y no está ampliamente aceptada. La osteocalcina es una proteína no colágena presente en la matriz ósea y es producida por los osteoblastos. Tiene un papel importante en la mineralización ósea y la regulación del metabolismo óseo. Además, estudios recientes han indicado que la osteocalcina puede tener funciones endocrinas, incluyendo la regulación del metabolismo energético y la respuesta al estrés.

    Osteocalcina y respuesta al estrés

    En perros, al igual que en otros mamíferos, la osteocalcina se encuentra en los huesos y en pequeñas cantidades en la sangre. Es un biomarcador útil para evaluar la actividad osteoblástica y la salud ósea. Se puede medir a través de análisis de sangre, y sus niveles pueden ser indicativos de diversas condiciones médicas.

    La respuesta al estrés en perros, como en otros animales, está mediada por el eje hipotalámico-pituitario-adrenal (HPA). Cuando un perro experimenta estrés, su cuerpo libera hormonas del estrés como la adrenalina o el cortisol. Estas hormonas preparan al organismo para una respuesta de «lucha o huida».

    Relación entre osteocalcina y respuesta de estrés

    Investigaciones recientes sugieren que la osteocalcina también puede estar implicada en la respuesta al estrés. En estudios con roedores, se ha demostrado que la osteocalcina puede influir en la respuesta al estrés al actuar en el cerebro para ayudar a regular la producción de hormonas del estrés. Aunque la investigación en perros aún es limitada, es plausible que también tenga un papel similar en ellos.

    Mecanismos propuestos por el estudio:

    Experimentos en ratones:

    • Ratones que no pueden producir osteocalcina (debido a la inactivación del gen Bglap) mostraron una respuesta al estrés significativamente reducida.
    • La administración de osteocalcina en estos ratones restauró su capacidad de montar una respuesta al estrés.
    • El estudio utilizó diferentes modelos genéticos de ratones para demostrar que la falta de osteocalcina o la interferencia con su señalización lleva a una deficiencia en la respuesta al estrés.
    • Ratones con deficiencias específicas en los receptores de osteocalcina en el cerebro también mostraron una respuesta disminuida al estrés.

    El estudio «Mediation of the Acute Stress Response by the Skeleton» de Julian Meyer Berger et al.(2019) explora cómo el esqueleto, a través de la hormona osteocalcina, participa en la mediación de la respuesta al estrés agudo. Esto revela una nueva función del hueso: la producción de una hormona del estrés. La osteocalcina se libera de las células óseas en respuesta a los factores estresantes y actúa para inhibir el sistema nervioso parasimpático, lo que permite que la respuesta de «lucha o huida» del cuerpo se active.

    Aquí se presentan los hallazgos clave del estudio:

    • Aumento de osteocalcina durante el estrés: la exposición a diversos factores estresantes desencadena un rápido aumento de la osteocalcina bioactiva circulante en ratones, ratas y humanos. Este efecto es específico de la osteocalcina e independiente de otras hormonas derivadas del hueso o marcadores de reabsorción ósea.
    • Comunicación cerebro-hueso: la señal de estrés se origina en la amígdala, una parte del cerebro involucrada en el procesamiento del miedo, y viaja a las células óseas para estimular la liberación de osteocalcina. A través de su acción en el cerebro, regula la producción de catecolaminas (como la adrenalina) por las glándulas suprarrenales, esenciales para la respuesta al estrés.

    • La osteocalcina inhibe el sistema parasimpático: la osteocalcina actúa sobre las neuronas parasimpáticas posganglionares para disminuir su actividad. Esto permite que el sistema nervioso simpático (lucha o huida) funcione sin oposición.
    • Osteocalcina e insuficiencia suprarrenal: incluso en ausencia de glándulas suprarrenales y sus hormonas, los animales aún pueden mostrar una respuesta de estrés agudo debido a los altos niveles circulantes de osteocalcina.
    • Interacción con el Sistema Nervioso Central (SNC): la osteocalcina puede cruzar la barrera hematoencefálica y actuar en áreas del cerebro involucradas en la regulación del estrés.
    • Modulación del Eje HPA: la osteocalcina puede influir en la liberación de hormonas del estrés a través del eje HPA, modulando la producción de cortisol.
    • Impacto en el metabolismo energético: la osteocalcina puede afectar el metabolismo energético, , especialmente en individuos más jóvenes, lo cual es crucial durante la respuesta al estrés.

    Este estudio proporciona una nueva comprensión del papel endocrino del hueso y cómo contribuye a la respuesta del cuerpo al estrés. El papel de la osteocalcina en la inhibición del sistema parasimpático ofrece una nueva explicación de cómo el cuerpo se prepara para la acción durante situaciones estresantes.

    Puntos adicionales:

    • El estudio sugiere que el glutamato, un neurotransmisor, juega un papel en la liberación de osteocalcina de las células óseas.
    • El mecanismo exacto por el cual los niveles de osteocalcina aumentan después del estrés en animales con función suprarrenal normal sigue sin estar claro.
    • Los efectos a largo plazo de los niveles de osteocalcina crónicamente elevados debido al estrés requieren más investigación.

    Esta investigación destaca la compleja comunicación entre el cerebro, los huesos y el sistema nervioso durante el estrés, revelando una función previamente desconocida del esqueleto en la mediación de la respuesta al estrés a través de la hormona osteocalcina. Estos hallazgos amplían nuestra comprensión de la fisiología del estrés y subrayan la interconexión entre los sistemas esquelético y endocrino.

    Referencia: Berger JM, Singh P, Khrimian L, Morgan DA, Chowdhury S, Arteaga-Solis E, Horvath TL, Domingos AI, Marsland AL, Yadav VK, Rahmouni K, Gao XB, Karsenty G. Mediation of the Acute Stress Response by the Skeleton. Cell Metab. 2019 Nov 5;30(5):890-902.e8. doi: 10.1016/j.cmet.2019.08.012. Epub 2019 Sep 12. PMID: 31523009; PMCID: PMC6834912.

    Ahora que sabes más sobre la respuesta de estrés y el rol que tiene el esqueleto para activar la respuesta de lucha y huida, descubre también el artículo sobre otra hormona del estrés: Adrenalina: la hormona y neurotransmisor del estrés en perros

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