Científicos de la Universidad de Columbia han descubierto neuronas especializadas en el cerebro de ratones que ordenan a los animales dejar de comer. Aunque se sabe que muchos circuitos de alimentación del cerebro intervienen en el control de la ingesta de alimentos, las neuronas de estos circuitos no toman la decisión final de dejar de comer. Las neuronas identificadas por los científicos de Columbia, un nuevo elemento de estos circuitos, están situadas en el tronco encefálico, la parte más antigua del cerebro de los vertebrados. Su descubrimiento podría conducir a nuevos tratamientos contra la obesidad.
Células cerebrales desconocidas que intervienen en la regulación del apetito
“Estas neuronas no se parecen a ninguna otra implicada en la regulación de la saciedad”, afirma Alexander Nectow, médico-científico del Vagelos College of Physicians and Surgeons de la Universidad de Columbia, que dirigió la investigación junto con Srikanta Chowdhury, investigador asociado del laboratorio de Nectow. “Otras neuronas del cerebro se limitan normalmente a reconocer qué alimentos comemos, cómo llenan el intestino o qué nutrientes se extraen de ellos. Las neuronas que encontramos son especiales porque parecen integrar toda esta información diferente y más”.
La decisión de dejar de comer es un fenómeno bien conocido. “Ocurre cada vez que nos sentamos a comer: En un momento determinado de la comida nos sentimos llenos, luego nos sentimos aún más llenos y después llegamos a un punto en el que pensamos, vale, ya es suficiente”, dicen los investigadores. ¿Cómo sabe el cerebro cuándo el cuerpo ha comido suficiente y cómo reacciona ante esta información para dejar de comer? Otros investigadores ya habían rastreado las células responsables de la toma de decisiones hasta el tronco encefálico, pero el rastro terminaba ahí.
Nectow y Chowdhury utilizaron nuevas técnicas unicelulares que permiten observar una región del cerebro y reconocer distintos tipos de células que antes resultaba difícil distinguir entre sí. Según los investigadores, esta técnica -el perfil molecular espacialmente resuelto- permite ver las células donde se encuentran en el tronco encefálico y cómo es su composición molecular. Al analizar una región del tronco encefálico conocida por procesar señales complejas, los investigadores descubrieron células desconocidas hasta entonces que tenían propiedades similares a las de otras neuronas implicadas en la regulación del apetito.
Terapias contra la obesidad
Para ver cómo influyen las neuronas en el comportamiento alimentario, los investigadores construyeron las neuronas de forma que el investigador pudiera activarlas y desactivarlas mediante luz. Cuando las neuronas se activaban con la luz, los ratones comían cantidades mucho más pequeñas. La intensidad de la activación determinaba la rapidez con la que los animales dejaban de comer. Curiosamente, estas neuronas no sólo señalaban una parada inmediata, sino que también ayudaban a los ratones a ralentizar gradualmente su ingesta. Nectow y Chowdhury también investigaron cómo influían en las neuronas otros circuitos alimentarios y hormonas.
Los investigadores descubrieron que las neuronas se silenciaban con una hormona que aumenta el apetito y se activaban con un agonista del GLP-1, un tipo de fármaco muy popular en la actualidad para tratar la obesidad y la diabetes. Estos experimentos revelaron que estas entradas ayudaban a las neuronas a rastrear cada bocado de comida que comían los ratones. Esencialmente, estas neuronas pueden oler la comida, verla, sentirla en la boca y el intestino e interpretar las hormonas intestinales que se liberan en respuesta a su ingesta. Y, en última instancia, utilizan toda esta información para decidir cuándo es suficiente.
Aunque las neuronas especializadas se encontraron en ratones, Nectow afirma que su ubicación en el tronco encefálico, una parte del cerebro que es esencialmente la misma en todos los vertebrados, sugiere que lo más probable es que los humanos tengan las mismas neuronas. Los investigadores creen que éste es un nuevo e importante punto de partida para comprender qué significa estar saciado, cómo se produce y cómo puede utilizarse para terminar una comida. Y esperan que pueda utilizarse en terapias contra la obesidad en el futuro.
Por qué buscamos comida
Nuestra motivación para comer está controlada por una compleja red de células cerebrales que utilizan señales del cuerpo e información sensorial sobre la comida que tenemos delante para determinar nuestro comportamiento. Científicos del Scripps Research han identificado un grupo de neuronas en una pequeña y poco estudiada región del cerebro -el núcleo parasubtalámico (NSPT)- que controla el momento en que un animal decide dar el primer bocado de comida.
En un estudio publicado en Molecular Psychiatry , el equipo de científicos se propuso manipular selectivamente un grupo de células del PSTN que aumentan su actividad durante los periodos de atracones. Otros científicos han observado que muchas células PSTN se activan tras una comida copiosa, pero el equipo se preguntó cómo podrían influir estas células en el apetito. El equipo de investigación descubrió que el conjunto de células que responden a los atracones puede cambiar drásticamente el comportamiento de los ratones.
Los resultados de la investigación podrían ser relevantes para los trastornos alimentarios
Normalmente, los ratones hambrientos empiezan a comer rápidamente en cuanto tienen comida disponible. Pero cuando los investigadores activaron este conjunto de células PSTN, los ratones empezaron a comer mucho más despacio y, sorprendentemente, a beber agua mucho más deprisa. Estos resultados demuestran que este grupo específico de células PSTN controla las primeras fases de la toma de decisiones impulsada por el hambre antes de que se produzca realmente la ingesta. Al manipular grupos aún más pequeños de células dentro de la RTPC, el equipo pudo identificar exactamente qué grupos celulares eran responsables del retraso en la ingesta de alimentos y de la aceleración de la bebida.
También descubrieron que otro grupo de células de la RTPC provocaba un efecto distinto, instando a los ratones a comer más dulces. Los resultados de esta investigación podrían ser relevantes para los trastornos alimentarios en los que las personas tienen demasiado o muy poco control sobre el inicio de la ingesta de alimentos, es decir, sobre la decisión de ceder al primer bocado o esperar más tiempo. Aparte de la comida y el agua, mecanismos similares podrían intervenir en la pérdida de control sobre el consumo de sustancias gratificantes como las drogas.