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Saber cuándo es hora de una comida y cuándo dejar de comer nuevamente es importante para sobrevivir y mantenerse saludable, tanto para humanos como para animales. Investigadores del Instituto Max Planck de Inteligencia Biológica investigaron cómo el cerebro regula el comportamiento de alimentación en ratones. El equipo descubrió que la hormona ghrelina activa células nerviosas especializadas en una región del cerebro conocida como amígdala. Aquí, la interacción entre la ghrelina y las neuronas especializadas promueve el consumo de alimentos y transmite el hambre y los sentimientos placenteros y gratificantes asociados con la comida.

El hambre es una sensación poderosa con importantes fundamentos biológicos. Le indica al cuerpo que busque comida, lo cual es un comportamiento crucial para prevenir el hambre y asegurar la supervivencia. Cuando tenemos hambre, ansiamos comer, y cuando finalmente comemos, nuestro cuerpo nos recompensa con sensaciones agradables y un estado general de felicidad. Una red de circuitos cerebrales y vías de señalización orquesta el comportamiento alimentario de humanos y animales y provoca las sensaciones asociadas. Uno de los actores centrales en esta red es la hormona ghrelina. Es liberado por las células del estómago cuando los humanos y los animales tienen hambre o ayunan, y promueve el comportamiento de alimentación.

El departamento de Rüdiger Klein en el Instituto Max Planck de Inteligencia Biológica estudia las redes cerebrales que subyacen en el comportamiento alimentario de los ratones. Con este fin, los investigadores realizaron un análisis exhaustivo de los diferentes tipos de células en una región del cerebro conocida como amígdala central. «Anteriormente, la amígdala se había estudiado principalmente en el contexto de sentimientos como el miedo y la recompensa, mientras que se pensaba que la regulación de la alimentación ocurría en diferentes partes del cerebro, como el hipotálamo», dice Christian Peters, investigador postdoctoral en el departamento.

Nueve grupos de células

Peters y sus colegas analizaron células individuales en la amígdala central, estudiando moléculas de ARN mensajero, las copias de trabajo de la célula de sus genes. El análisis reveló que las células están organizadas en nueve grupos de células diferentes. Algunos de estos grupos promueven el apetito mientras que otros lo inhiben, y ajustan su producción de ARN mensajeros cuando los ratones están alimentados o en ayunas. “Ahora comprendemos mucho mejor la diversidad de tipos de células y los procesos fisiológicos que promueven la alimentación en la amígdala central”, dice Rüdiger Klein. «Nuestra investigación descubre por primera vez que la ghrelina, la ‘hormona del hambre’, también actúa sobre las células de la amígdala central». Allí, activa un pequeño subconjunto de grupos de células, colectivamente marcados por la presencia de la proteína Htr2a, para aumentar la alimentación.

Múltiples funciones para la ghrelina

Los científicos descubrieron que las neuronas Htr2a se activan después de un ayuno nocturno o cuando son estimuladas por la hormona ghrelina. Las células también respondieron cuando los investigadores les dieron comida a los ratones. “Creemos que la ghrelina realiza múltiples funciones”, explica Christian Peters. “Cuando los ratones tienen hambre, la ghrelina activa las regiones apetitivas del cerebro para predisponer a los animales a comer. Además, la hormona mejora la actividad en los circuitos cerebrales, como la amígdala, que otorga recompensas, lo que probablemente sea un incentivo para comer alimentos adicionales». De esta forma, la ghrelina aumenta la palatabilidad de los alimentos en proporción a lo satisfechos que están los ratones en ese momento.

Después de una dieta en ayunas, cuando los animales tenían mucha hambre, la actividad de las neuronas Htr2a no era necesaria para comenzar a alimentarse, presumiblemente porque el sabor de la comida es menos importante en estas condiciones. “Otros circuitos cerebrales, por ejemplo el hipotálamo, que regulan el metabolismo del cuerpo, toman el control y les indican a los ratones que es importante comer para sobrevivir”, dice Christian Peters. Sentirse hambriento o saciado tiene un profundo impacto en el bienestar físico pero también en el emocional, como probablemente todos saben por los placeres asociados con comer comida sabrosa. “Las redes neuronales que transmiten estos sentimientos están obviamente vinculadas a las que controlan la alimentación, pero no se entiende completamente cómo se influyen exactamente entre sí”, dice Rüdiger Klein.

“Si descubrimos estas conexiones, comprenderemos mejor los procesos neuronales que están involucrados en los comportamientos alimentarios patológicos, como comer en exceso”, concluye Christian Peters. “Existen numerosos factores biológicos que contribuyen a un comportamiento tan complejo y tenemos que observar los procesos fisiológicos para comprender estos factores”. En última instancia, este conocimiento podría conducir a nuevos enfoques terapéuticos para aliviar los trastornos alimentarios. Por ahora, la investigación sienta las bases para futuros estudios para investigar cómo las poblaciones de neuronas específicas están involucradas en los circuitos neuronales que controlan la alimentación. También agrega otra pieza importante al rompecabezas de comprender cómo el cerebro orquesta el comportamiento.

Fuente: https://www.eurekalert.org 

Referencia: Peters C, et al. Transcriptomics reveals amygdala neuron regulation by fasting and ghrelin thereby promoting feeding. Sci Adv. 2023 May 24;9(21):eadf6521.