24 agosto 2017

Estas neuronas pueden "decirnos" que sigamos comiendo, incluso cuando estamos llenos

La comida es una especie de recompensa, y cuanto mejor sabe, más gratificante se siente. Una nueva investigación en ratones identifica las neuronas y circuitos cerebrales que regulan cuánto placer tienen los roedores al comer. Algunos de estos mecanismos neuronales también están involucrados en el procesamiento de recompensas. Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Neuroscience encuentra neuronas y circuitos neuronales que controlan cuánto placer obtienen los ratones -y probablemente también los humanos- al comer.

Investigadores del Instituto Max Planck de Neurobiología en Martinsried, Alemania - en colaboración con los del Instituto Friedrich Miescher de Basilea, Suiza - se propusieron examinar los mecanismos cerebrales que gobiernan el apetito y el consumo de alimentos. Los tres primeros autores del estudio son Amelia Douglass, Hakan Kucukdereli y Marion Ponserre, los tres estudiantes de doctorado que, en este estudio, trabajaron junto con otros investigadores y autor principal Rüdiger Klein, director del Instituto Max Planck de Neurobiología.

Como explican los autores, se sabe que nuestros procesos cerebrales de búsqueda de recompensas y procesamiento de recompensas también controlan el apetito, pero cómo o si otras áreas cerebrales también pueden desempeñar un papel no se conoce por completo. El equipo también explica que investigaciones previas han demostrado que una región cerebral conocida como el núcleo central de la amígdala (CeA) está involucrada en la alimentación y el procesamiento de recompensas, pero precisamente qué neuronas y los circuitos conducen estos comportamientos no ha sido claro.

La amígdala es la región del cerebro que es clave para procesar emociones, tomar decisiones, responder a situaciones emocionalmente exigentes y aprender por asociación con eventos aterradores o placenteros. Como explica el Prof. Klein, los investigadores del Instituto de Tecnología de California en Pasadena ya señalaron que una clase de neuronas llamadas neuronas PKC-delta, que residen en este área de CeA, pueden hacer que los ratones dejen de comer.

"Encontré fascinante este estudio sobre 'neuronas de anorexia' en la amígdala", dice el Prof. Klein. Por lo tanto, para la nueva investigación, los científicos se propusieron identificar si había o no otras neuronas implicadas en el apetito y el consumo de alimentos. El equipo se centró en una población diferente de neuronas basadas en CeA llamadas neuronas HTR2a.

Estudiando las neuronas HTR2a

Los investigadores usaron una serie de innovadoras técnicas optogenéticas y farmacogenéticas para examinar estas neuronas. La optogenética es una técnica de vanguardia que altera genéticamente las neuronas con el fin de hacerlas sensibles a la luz. Luego, con la frecuencia de luz adecuada, los investigadores pueden activar y desactivar selectivamente ciertas neuronas.

Del mismo modo, la herramienta farmacogenética llamada imágenes de calcio cerebral profundo permitió a los investigadores alterar genéticamente las neuronas para que se convirtieran en fluorescentes, y por lo tanto rastreables, al contacto con el calcio.

Otra técnica utilizada para localizar las neuronas dependía del uso del virus de la rabia. Las técnicas de rastreo neuronal viral han revolucionado la neuroanatomía en los últimos años, permitiendo a los neurocientíficos hacer un mapa de las conexiones en el cerebro.

Cómo las neuronas HTR2a controlan el apetito

Usando estas técnicas, los investigadores fueron capaces de mostrar - in vivo - que las neuronas HTR2a "modulan el consumo de alimentos, promueven el refuerzo positivo, y están activas durante la alimentación." "Básicamente mostramos que las células HTR2a tienen un efecto positivo en el consumo de alimentos en ratones, y que a los ratones les gusta cuando estas células están activas", dice Douglass.

Específicamente, el equipo mostró que el cambio en estas neuronas hizo que los ratones comieran por más tiempo. De hecho, este efecto fue tanto más evidente cuando los ratones ya estaban llenos.

Adicionalmente, otros experimentos mostraron que los ratones disfrutaron de tener estas neuronas activadas; Utilizando un artefacto diseñado para el estudio, los roedores podrían activar estas neuronas presionando un interruptor con su hocico.

El autor principal Kucukdereli detalla los hallazgos, diciendo: "Estaba claro que a los ratones les gustaba tener las células HTR2a activas - no podían dejar el interruptor solo".

"Cuando se hizo ablación específicamente sólo de las células HTR2a, los ratones continuaron comiendo como lo hacían regularmente y no perdieron peso en el largo plazo, y cuando inactivamos las células HTR2a, los ratones ya no comieron tanto los alimentos apetitosos, incluso si tenían hambre".

Es importante destacar que estas neuronas parecían ejercer esta influencia en el apetito de los ratones sólo una vez que los roedores ya habían comenzado a comer. Las células HTR2a no parecían estar activas cuando los ratones estaban conscientes de que estaban a punto de recibir alimentos.

Esto sugirió a los investigadores que las HTR2a pueden afectar cómo los sabores de los alimentos. De hecho, los investigadores fueron capaces de "hacer" que los ratones disfrutaran de un cierto sabor que antes no habían preferido simplemente encendiendo estas células.

Cómo dos tipos de neuronas se inhiben mutuamente

Por último, la investigación destaca una dinámica intrigante entre las neuronas HTR2a y PKC-delta que la investigación previa había identificado en la amígdala. Después de localizar las redes neuronales, los investigadores revelaron un circuito sináptico que sugiere que las neuronas HTR2a y las neuronas PKC-delta pueden inhibirse mutuamente.

"Comer algo malo activa células PKC-delta, inhibiendo así las células HTR2a, haciendo que los animales se detengan", explica Ponserre, co-autor principal. "Por el contrario, comer algo delicioso activa las células HTR2a, inhibiendo así las células PKC-delta, haciendo que el consumo de alimentos se vincule a la recompensa".

"Ciertamente tenemos un buen punto de partida para investigar los vínculos entre el consumo de alimentos, el estado emocional y el sistema de recompensa. Es probable que haya células y circuitos similares en el cerebro humano, y esto también podría ser un interesante campo de investigación para ayudar a las personas Con trastornos alimentarios " sostiene el profesor Rüdiger Klein

Traducido de MedicalNewsToday
Publicado el 23 de agosto 2017
Por Ana Sandoiu

Referencia:
Amelia M Douglass, Hakan Kucukdereli, Marion Ponserre, Milica Markovic, Jan Gründemann, Cornelia Strobel, Pilar L Alcala Morales, Karl-Klaus Conzelmann, Andreas Lüthi & Rüdiger Klein. Central amygdala circuits modulate food consumption through a positive-valence mechanism. Nature Neuroscience (2017) doi:10.1038/nn.4623 Received 31 March 2017 Accepted 17 July 2017 Published online 21 August 2017

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