Cuando la azúcar deja huella: La memoria celular de la Glucosa

/ noviembre 3, 2025

Figura 1. Resumen gráfico del fenómeno de memoria metabólica inducido por glucosa. (1) A la izquierda en azul, se representan células de venas donde hay un ambiente saludable: las concentraciones de glucosa no rebasan los 100 mg/dL en ayuno, el paisaje epigenético se encuentra en un estado “sano”, las proteínas se encuentran correctamente plegadas y los niveles de especies reactivas del oxígeno (EROs) son bajos. (2) En el panel rojo, la glucosa en sangre alcanza niveles muy elevados, produciendo glicación inespecífica sobre las proteínas, aumentando la producción de EROs y provocando alteraciones epigenéticas. (3) El panel morado representa el fenómeno de la memoria celular: un escenario en el que los niveles de glucosa han sido controlados y han vuelto a la normalidad, pero las alteraciones inducidas por la alta concentración de glucosa no se revierten del todo. (4) Finalmente, el último panel representa el tratamiento con sulforafano, en el cual disminuyen los marcadores de inflamación y la producción de EROs, y las células presentan un paisaje epigenético sano y el borrado de la memoria celular

Cuando pensamos en memoria, lo primero que nos viene a la mente es el acto de recordar eventos pasados que hemos vivido, por lo que nos pudiera parecer extraño que una célula (no neuronal) pudiera “recordar” algo. En términos semánticos esto quizás sea cierto, pero desde un punto de vista biológico, distintos ambientes, -especialmente los asociados a enfermedades- pueden inducir cambios duraderos en las células, lo que podríamos definir como una “memoria celular” que permanece incluso después de que las células se dividen.

Uno de los ambientes nocivos mejor caracterizados al que se pueden enfrentar nuestras células es la hiperglucemia. Esta se define por concentraciones elevadas de glucosa o “azúcar” en sangre (más de 100 mg/dL), comúnmente observada en personas con diabetes. El exceso de azúcar provoca varios cambios dañinos, por ejemplo, puede generar los llamados “productos de glicación avanzada”, o AGEs, por sus siglas en inglés, que aparecen cuando las moléculas de glucosa se pegan a las proteínas de manera inespecífica, generando que las proteínas queden mal plegadas, y por lo tanto con su función alterada. A la par, la alta glucosa aumenta los radicales libres y el estrés oxidativo, lo que induce daño y activa la inflamación de nuestros tejidos.

Nuestras venas y arterias están formas por células vasculares, y de hecho son estas células de las más afectadas por la hiperglucemia, ya que captan la glucosa en sangre de forma continua. Por lo tanto, mientras más alta es la concentración de glucosa en sangre, más glucosa entra a las células de los vasos sanguíneos. Este hecho podría explicar por qué muchas de las complicaciones asociadas a la diabetes, como problemas en la visión (retinopatía), en la filtración de orina en los riñones (nefropatía) o los infartos cardiacos o cerebrales, emergen del daño en la vasculatura de dichos órganos (retina, riñón, corazón y cerebro, respectivamente).

Ahora bien, ¿pueden las células que recubren nuestras venas y arterias desarrollar algún tipo de “memoria celular” del ambiente de alta glucosa al que son expuestas? La respuesta es sí. Diversas investigaciones han demostrado que la exposición transitoria a altas concentraciones de glucosa (450-550 mg/dL) pueden inducir cambios permanentes en la expresión, es decir el prendido y apagado de genes, en células vasculares. Es decir, aunque las células regresan a condiciones normales de glucosa, la expresión de algunos genes se mantiene alterada. En particular, se ha observado un aumento en la inflamación, junto con una disminución de los genes que luchan con el estrés oxidativo. Como es lógico, esto genera un estado alterado que contribuye al daño vascular relacionado con las enfermedades asociadas a la diabetes de las que hablábamos. Este fenómeno ha sido documentado clínicamente en personas que viven con diabetes definiéndose como “memoria metabólica” o “efecto legado”. Estos términos hacen referencia a que las complicaciones diabéticas pueden avanzar aún ante un buen control de los niveles de glucosa, sobre todo en personas que llevan muchos años viviendo con la enfermedad sin ser diagnosticadas.

La pregunta clave es: ¿qué mecanismos mantienen la memoria metabólica inducida por alta glucosa? Hay evidencia sólida de que el estrés oxidativo (es decir, la relación entre especies reactivas de oxígeno y mecanismos antioxidantes) contribuye a este fenómeno.

Otro de los mecanismos que explican esta “memoria celular” ocurre a través de cambios epigenéticos, es decir, pequeñas marcas químicas que las células colocan sobre su ADN o sobre las proteínas que lo envuelven. Estas marcas no modifican la información genética, pero sí influyen en qué genes se prenden o se apagan. Cuando hay demasiada glucosa, algunos productos del metabolismo —como la acetil-CoA o el alfa-cetoglutarato— aumentan dentro de la célula y pueden alterar estas marcas epigenéticas. Así, las células “registran” el paso de la hiperglucemia, manteniendo encendidos o apagados ciertos genes incluso después de que el azúcar regresa a niveles normales. Este tipo de memoria epigenética puede transmitirse cuando las células se dividen, lo que ayuda a explicar por qué los efectos de la hiperglucemia pueden durar tanto tiempo, aun cuando la persona ya tiene un buen control de la glucosa.

Si bien es un problema que los cambios epigenéticos dañinos generen una memoria celular, el lado positivo es que, a diferencia de las mutaciones, las alteraciones epigenéticas son potencialmente reversibles. Estudios recientes han demostrado que ciertas moléculas antioxidantes pueden no sólo prevenir, sino borrar esta memoria celular. Un compuesto especialmente prometedor es el sulforafano, una molécula que encontramos en vegetales como el brócoli, las coles de bruselas y la col. El sulforafano es un activador de una proteína maestra llamada NRF2, que a su vez activa genes que luchan contra el estrés oxidativo dentro de nuestras células. Nuestras propias investigaciones han demostrado que tratar a células humanas con sulforafano revierte gran parte de la memoria transcripcional (prendido/apagado de genes) y epigenética inducida por una alta concentración de glucosa.

Estos descubrimientos abren la puerta para evaluar el uso del sulforafano como terapia complementaria en personas que tienen diabetes, particularmente aquellas que fueron diagnosticadas tardíamente y donde es probable que ya exista una memoria celular en las células de los vasos sanguíneos. Si bien el sulforafano ya se comercializa como suplemento alimenticio, es necesario validar su efecto sobre la salud vascular en modelos animales de diabetes, para posteriormente realizar rigurosos estudios en humanos que confirmen su eficacia sobre la salud vascular en contextos de diabetes.

En conjunto, estos hallazgos no sólo resaltan la importancia de comprender los mecanismos moleculares que sustentan la memoria metabólica, sino que también abren nuevas rutas terapéuticas para revertirla. En un país como México, con más de 10 millones de personas que viven con diabetes, esta investigación no es sólo relevante: es urgente. Entender cómo “recuerdan” nuestras células podría ayudarnos a enseñarles, finalmente, a olvidar el daño.

Referencias

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2.- Nathan DM, et al. (2005). Intensive diabetes treatment and cardiovascular disease in patients with type 1 diabetes. N Engl J Med, 353(25), 2643–2653. https://doi.org/10.1056/NEJMoa052187

3.- Roberts CK, Porter JR. (2013). Oxidative stress and diabetic complications. Curr Diab Rep, 13(2), 336–344. https://doi.org/10.1007/s11892-013-0362-6

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6.- Zhao Y, et al. (2021). Transient hyperglycemia induces persistent epigenetic changes and altered gene expression in endothelial cells. Diabetologia, 64(2), 314–328. https://doi.org/10.1007/s00125-020-05297-2

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