El equipo, dirigido por el Dr. Zachary Knight, profesor de fisiología de la UCSF en el Instituto Kavli de Neurociencia Fundamental, descubrió que es nuestro sentido del gusto el que nos aleja del borde de la inhalación de alimentos en un día de hambre. Estimuladas por la percepción del sabor, un conjunto de neuronas (un tipo de célula cerebral) salta a la atención casi inmediatamente para reducir nuestra ingesta de alimentos.
"Hemos descubierto una lógica que utiliza el tronco encefálico para controlar qué tan rápido y cuánto comemos, utilizando dos tipos diferentes de señales, una que viene de la boca y otra que llega mucho más tarde desde el intestino", dijo Knight, quien también es un investigador del Instituto Médico Howard Hughes y miembro del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF. "Este descubrimiento nos brinda un nuevo marco para comprender cómo controlamos nuestra alimentación".
El estudio, que aparece el 22 de noviembre de 2023 en Nature, podría ayudar a revelar exactamente cómo funcionan los medicamentos para bajar de peso como Ozempic y cómo hacerlos más efectivos.
Nuevas vistas del tronco del encéfalo
Pavlov propuso hace más de un siglo que la vista, el olfato y el sabor de los alimentos son importantes para regular la digestión. Estudios más recientes de las décadas de 1970 y 1980 también han sugerido que el sabor de la comida puede limitar la rapidez con la que comemos, pero ha sido imposible estudiar la actividad cerebral relevante durante la comida porque las células cerebrales que controlan este proceso están ubicadas en lo profundo del tronco del encéfalo. lo que dificulta el acceso a ellos o el registro en un animal que está despierto.
Con el paso de los años, la idea se había olvidado, dijo Knight. Nuevas técnicas desarrolladas por el autor principal, Dr. Truong Ly, estudiante de posgrado en el laboratorio de Knight, permitieron obtener por primera vez imágenes y registro de una estructura del tronco encefálico fundamental para sentirse lleno, llamada núcleo del tracto solitario, o NTS, en una persona despierta, ratón activo. Utilizó esas técnicas para observar dos tipos de neuronas que se sabe desde hace décadas que desempeñan un papel en la ingesta de alimentos.
El equipo descubrió que cuando pusieron comida directamente en el estómago del ratón, las células cerebrales llamadas PRLH (hormona liberadora de prolactina) se activaron mediante señales de nutrientes enviadas desde el tracto gastrointestinal, en línea con el pensamiento tradicional y los resultados de estudios anteriores.
Sin embargo, cuando permitieron que los ratones comieran la comida como lo harían normalmente, esas señales del intestino no aparecieron. En cambio, las células cerebrales PRLH cambiaron a un nuevo patrón de actividad que estaba completamente controlado por señales de la boca.
"Fue una sorpresa total que estas células fueran activadas por la percepción del gusto", dijo Ly. "Esto demuestra que hay otros componentes del sistema de control del apetito en los que deberíamos pensar".
Si bien puede parecer contradictorio que nuestro cerebro ralentice la comida cuando tenemos hambre, en realidad el cerebro utiliza el sabor de la comida de dos maneras diferentes al mismo tiempo. Una parte, es decir: "Esto sabe bien, come más" y otra parte es observar qué tan rápido comes y decir: "Más despacio o te enfermarás". "El equilibrio entre ambos es la rapidez con la que se come", dijo Knight.
La actividad de las neuronas PRLH parece afectar el sabor de la comida para los ratones, dijo Ly. Eso encaja con nuestra experiencia humana de que la comida es menos apetitosa una vez que te has saciado.
Células cerebrales que inspiran medicamentos para bajar de peso
La desaceleración inducida por la neurona PRLH también tiene sentido en términos de sincronización. El sabor de la comida hace que estas neuronas cambien su actividad en segundos, desde controlar el intestino hasta responder a señales de la boca.
Mientras tanto, se necesitan muchos minutos para que un grupo diferente de células cerebrales, llamadas neuronas CGC, comience a responder a las señales del estómago y los intestinos. Estas células actúan en escalas de tiempo mucho más lentas (decenas de minutos) y pueden contener el hambre durante un período de tiempo mucho más largo.
"Juntos, estos dos conjuntos de neuronas crean un circuito de retroalimentación", dijo Knight. "Uno utiliza el gusto para ralentizar las cosas y anticipar lo que viene. El otro utiliza una señal visceral para decir: 'Esto es lo que realmente comí. Ok, ¡ya estoy lleno!'".
La respuesta de las células cerebrales CGC a las señales de estiramiento del intestino es liberar GLP-1, la hormona imitada por Ozempic, Wegovy y otros nuevos fármacos para bajar de peso.
Estos fármacos actúan en la misma región del tronco del encéfalo que la tecnología de Ly finalmente ha permitido a los investigadores estudiar. "Ahora tenemos una manera de desentrañar lo que sucede en el cerebro que hace que estos medicamentos funcionen", dijo.
Una comprensión más profunda de cómo las señales de diferentes partes del cuerpo controlan el apetito abriría las puertas al diseño de regímenes de pérdida de peso diseñados para las formas individuales en que las personas comen, optimizando cómo interactúan las señales de los dos conjuntos de células cerebrales, dijeron los investigadores.
El equipo planea investigar esas interacciones, buscando comprender mejor cómo las señales gustativas de los alimentos interactúan con la retroalimentación del intestino para suprimir nuestro apetito durante una comida.
Story Source:
Materials provided by University of California - San Francisco. Original written by Robin Marks. Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
- Truong Ly, Jun Y. Oh, Nilla Sivakumar, Sarah Shehata, Naymalis La Santa Medina, Heidi Huang, Zhengya Liu, Wendy Fang, Chris Barnes, Naz Dundar, Brooke C. Jarvie, Anagh Ravi, Olivia K. Barnhill, Chelsea Li, Grace R. Lee, Jaewon Choi, Heeun Jang, Zachary A. Knight. Sequential appetite suppression by oral and visceral feedback to the brainstem. Nature, 2023; DOI: 10.1038/s41586-023-06758-2