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Puede comenzar con una sensación de falta de energía o puede sentirse un poco irritable. Es posible que tenga dolor de cabeza o dificultad para concentrarse. Tu cerebro te está enviando un mensaje: tienes hambre, busca comida. Los estudios en ratones han identificado un grupo de células llamadas neuronas AgRP, ubicadas cerca de la parte inferior del cerebro, que pueden desencadenar esa incómoda sensación de hambre. Están cerca del suministro de sangre del cerebro, lo que les da acceso a las hormonas del estómago y del tejido adiposo que indican los niveles de energía. Cuando la energía es baja, actúan sobre otras áreas del cerebro para estimular la ingesta de alimentos.
Al escuchar las neuronas AgRP en ratones, los científicos han comenzado a desentrañar cómo se activan estas células, incitando a los animales a buscar alimento cuando se quedan sin nutrientes, y cómo sienten la llegada de alimentos al intestino solo para apagarse nuevamente. Los investigadores también encontraron que la actividad de las neuronas AgRP se altera en ratones con síntomas similares a la anorexia y que la activación de estas neuronas puede ayudar a restaurar los hábitos alimenticios normales en estos animales.
Comprender y manipular las neuronas AgRP podría conducir a nuevos tratamientos tanto para la anorexia como para la sobrealimentación. «Si pudiéramos controlar esta sensación de hambre, podríamos controlar mejor nuestra dieta», dice Amber Alhadeff, neurocientífica del Monell Chemical Senses Center en Filadelfia.
Las neuronas AgRP parecen desempeñar un papel clave en el apetito: cuando se desactivan en ratones adultos, los animales dejan de comer e incluso pueden morir de hambre. Por otro lado, cuando los investigadores disparan las neuronas, los ratones saltan a sus platos y comen hasta saciarse.
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Los experimentos realizados en varios laboratorios en 2015 ya habían ayudado a ilustrar cómo funcionan las neuronas AgRP. Los investigadores encontraron que las neuronas AgRP se activaban con mayor frecuencia cuando los ratones no habían comido lo suficiente. Pero todo lo que necesitó fue ver u oler la comida (especialmente algo sabroso como la mantequilla de maní o el chocolate) para que esa actividad disminuyera en segundos. Los científicos concluyeron que las neuronas AgRP impulsan a los animales a buscar comida. Habiendo encontrado la comida, dejan de disparar con la misma intensidad.
Un equipo de investigación dirigido por el neurocientífico Scott Sternson del Janelia Research Campus en Ashburn, Virginia, también mostró que la actividad de las neuronas AgRP parece inducir la culpa en los ratones. Para demostrar esto, los científicos diseñaron ratones genéticamente para que cuando se les insertara una fibra óptica en el cerebro, las neuronas AgRP comenzaran a activarse (la fibra aún permitía que los ratones se movieran libremente). Colocaron estos ratones modificados en una caja con dos secciones distintas: una negra con un fondo de malla de plástico y una blanca con un fondo de papel de seda suave. Cuando los investigadores activaron las neuronas AgRP cada vez que los ratones entraron en cualquiera de las zonas, los ratones comenzaron a evitar esa región.
Sternson, que ahora trabaja en la Universidad de California en San Diego, concluyó que la activación de AgRP era «un poco incómoda». En la naturaleza, tiene sentido, dice: cada vez que un ratón abandona su nido, corre el riesgo de ser atacado por depredadores, pero tiene que superar ese miedo para buscar comida y alimentarse. «Estas neuronas AgRP son una especie de empujón, por lo que vas en busca de comida en un entorno peligroso para mantenerte con vida».
El estudio de Sternson de 2015 había demostrado que, si bien la vista o el olor de la comida calman las neuronas AgRP, esto es solo temporal: la actividad se reactiva cuando el ratón no puede comer el refrigerio. A través de experimentación adicional, Alhadeff y sus colegas descubrieron que las neuronas AgRP se desactivan de manera más confiable cuando las calorías llegan al intestino.
Primero, el equipo de Alhadeff les dio a los ratones un tratamiento sin calorías: un gel endulzado artificialmente. Como era de esperar, cuando los ratones comieron el gel, la actividad de las neuronas AgRP disminuyó, pero solo temporalmente. Cuando los ratones se enteraron de que no podían obtener ningún nutriente de este refrigerio, sus neuronas AgRP respondieron cada vez menos a cada bocado. Entonces, cuando los animales aprenden si una golosina realmente los nutre, las neuronas ajustan el regulador del hambre en consecuencia.
A continuación, el equipo usó un catéter implantado a través del abdomen para administrar calorías directamente al estómago en forma de bebida nutritiva. De esta forma, se evitaba cualquier señal sensorial de que la comida estaba a punto de llegar. El resultado fue una disminución prolongada de la actividad de AgRP. En otras palabras, son los nutrientes de los alimentos los que desactivan las neuronas AgRP durante períodos prolongados después de una comida, concluyó Alhadeff.
Desde entonces, Alhadeff comenzó a descifrar los mensajes que el estómago envía a las neuronas AgRP y descubrió que dependen de los nutrientes. La grasa en el intestino activa una señal a través del nervio vago, que va desde el tracto digestivo hasta el cerebro. Los azúcares simples (glucosa) envían una señal al cerebro a través de los nervios de la médula espinal.
Su equipo ahora está investigando por qué existen estos caminos tan diversos. Él espera que al comprender mejor cómo las neuronas AgRP impulsan la búsqueda de alimento, los científicos puedan encontrar formas de ayudar a las personas a evitar aumentar de peso. Aunque los científicos y los dietistas han estado buscando tales tratamientos durante más de un siglo, ha sido difícil encontrar tratamientos simples, seguros y efectivos. Por ejemplo, los últimos medicamentos para bajar de peso, como Wegovy, afectan parcialmente a las neuronas AgRP, pero tienen efectos secundarios desagradables, como náuseas y diarrea.
Las terapias que solo se enfocan en las neuronas AgRP probablemente no resolverían por completo el problema del peso porque la alimentación es solo un componente del control del apetito, dice Sternson, quien examinó los controladores clave del apetito en el estudio. Revisión anual de fisiología en 2017. Otras áreas del cerebro que detectan la saciedad y hacen que los alimentos ricos en calorías sean agradables también juegan un papel importante, agrega el neurocientífico. Es por eso que, por ejemplo, comes este trozo de pastel de calabaza al final de la cena de Acción de Gracias, aunque ya esté lleno de pavo y puré de papas.
superar la anorexia
La desventaja de comer en exceso es la anorexia y, nuevamente, los investigadores creen que estudiar las neuronas AgRP podría conducir a nuevas estrategias de tratamiento. Las personas con anorexia evitan la comida, lo que conduce a una peligrosa pérdida de peso. «Comer es realmente aversivo», dice Ames Sutton Hickey, neurocientífico de la Universidad de Temple en Filadelfia. No existen medicamentos específicos para la anorexia; El tratamiento puede incluir psicoterapia, medicamentos comunes como antidepresivos y, en los casos más graves, alimentación forzada a través de un tubo insertado por la nariz. Las personas con anorexia también suelen ser inquietas o hiperactivas y pueden hacer ejercicio en exceso.
Los investigadores pueden estudiar esta condición utilizando un modelo de ratón de la enfermedad conocida como anorexia basada en la actividad (ABA). Cuando los científicos limitan la comida disponible para los ratones y les proporcionan una rueda para caminar, algunos de ellos caen en un estado similar a la anorexia, comen menos de lo que se les ofrece e incluso caminan sobre la rueda durante el día cuando los ratones normalmente están inactivos. . «Estos animales son muy adictivos», dice Tamas Horvath, neurocientífico de la Escuela de Medicina de Yale. «Básicamente, los convierte en no comer y hacer ejercicio».
No es un modelo perfecto para la anorexia. Presumiblemente, los ratones no sienten la presión social de mantenerse delgados como los humanos; Las personas con anorexia, por otro lado, no suelen tener restricciones en el acceso a los alimentos. Pero es una de las mejores imitaciones de anorexia que existen, dice Alhadeff: «Creo que es lo mejor que tenemos».
Para descubrir cómo las neuronas AgRP podrían estar involucradas en la anorexia, Sutton Hickey monitoreó cuidadosamente la ingesta de alimentos de los ratones ABA. Los comparó con ratones a los que se les dio una dieta restringida pero que tenían una rueda para correr bloqueada y no desarrollaron ABA. Descubrió que los ratones ABA comían menos que los demás. Y cuando comieron, su actividad AgRP no disminuyó como debería después de llenar sus estómagos. Algo andaba mal con la forma en que las neuronas respondían a las señales de hambre y comida.
Sutton Hickey también descubrió que podía solucionar el problema mediante la ingeniería de ratones ABA para que las neuronas AgRP se activaran cuando los investigadores les inyectaran una sustancia química específica. Estos ratones comieron más y aumentaron de peso cuando fueron tratados con el químico. «Eso dice mucho sobre la importancia de estas neuronas», dice Horvath, que no participó en el trabajo. «Muestra que estas neuronas son las buenas, no las malas».
Según Sutton Hickey, el siguiente paso es descubrir por qué las neuronas AgRP responden de manera anormal en los ratones ABA. Él espera que haya una molécula clave que apunte a un fármaco que ayude a las personas con anorexia.
En general, el trabajo en las neuronas AgRP les brinda a los científicos una imagen mucho mejor de por qué comemos cuando lo hacemos, y también puede proporcionar nuevas pistas para medicamentos que podrían ayudar a las personas a cambiar los trastornos alimentarios al comer demasiado o no consumir muy poco. por hábitos saludables.
Artículo traducido de Debbie Ponchner.
Este artículo apareció originalmente en comprensible en españoluna publicación sin ánimo de lucro cuyo objetivo es hacer accesible el conocimiento científico a todo el mundo.
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