La homeostasis de la glucosa se consigue mediante complejas interacciones entre el páncreas endocrino y los circuitos reguladores en el cerebro. En este proceso es fundamental para su detección por parte de las células beta pancreáticas, que asocian los niveles crecientes con la secreción de insulina.

Investigadores de la Universidad de Washington (EEUU) estudiaron si el control cerebral de la glucemia implica un mecanismo similar de detección de la glucosa. El trabajo se centró en un subconjunto específico de neuronas localizadas en el núcleo ventromedial hipotalámico (VMN) que expresan el péptido activador de la adenilato ciclasa hipofisaria (neuronas VMNPACAP). S seleccionaron porque, cuando se activan experimentalmente, aumentan los niveles de glucosa en sangre, mientras que, por el contrario, la supresión de PACAP de esta área cerebral provoca obesidad, hiperinsulinemia e intolerancia a la glucosa.

Para investigar si las neuronas glucorreguladoras del hipotálamo pueden percibir las variaciones fisiológicas del nivel de glucosa en sangre (GS) y responder a ellas, combinaron la monitorización continua de la glucosa arterial con medidas continuas de la actividad de un subconjunto específico de neuronas localizadas en el núcleo ventromedial hipotalámico que expresan el péptido activador de la adenilato ciclasa hipofisaria (neuronas VMNPACAP) obtenidas mediante fotometría de fibra. Los datos se recogieron en ratones conscientes que vivían en libertad durante un periodo de monitorización basal de 1 hora y un periodo de intervención posterior de 2 horas durante el cual se elevó el nivel de glucosa basal mediante el consumo de una comida con alto contenido en sacarosa o mediante una inyección intraperitoneal del compuesto.

El análisis de correlación cruzada reveló que tras un retraso de 60-90 s, las intervenciones que elevan el nivel de glucemia se asocian de forma fiable con una menor actividad de las neuronas VMNPACAP (p < 0,01). Además, se observó una fuerte correlación positiva entre la glucemia y la actividad espontánea de las neuronas VMNPACAP en condiciones basales, pero con un desfase temporal mucho mayor (∼25 min), lo que concuerda con las pruebas publicadas de que la activación de las neuronas VMNPACAP eleva el nivel de glucemia.

En conjunto, estos hallazgos sugieren la existencia de un sistema de bucle cerrado en el que la activación de las neuronas VMNPACAP aumenta el nivel de glucemia; la detección de un aumento del nivel de glucemia, a su vez, retroalimenta la inhibición de estas neuronas. Por lo que sabemos, estos hallazgos constituyen la primera prueba de que los neurocircuitos reguladores de la glucosa desempeñan un papel en la homeostasis de la glucosa y que, al igual que las células beta pancreáticas, detectan las variaciones fisiológicas de la glucemia y responden a ellas.