Identifican un grupo de neuronas en el cerebro asociadas con la alimentación compulsiva y los antojos de comida
Descubren un circuito neuronal implicado en la alimentación compulsiva incluso sin hambre
La activación de unas células desencadenó en un estudio en ratones un comportamiento de búsqueda de alimento vigoroso
Por primera vez, los investigadores han identificado un grupo de neuronas profundas en el cerebro que están asociadas directamente con la alimentación compulsiva y los antojos de comida. El hallazgo lo relatan en un artículo publicado en Nature Communications por investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) en Estados Unidos y de la Universidad Federal del ABC (UFABC) en São Bernardo do Campo, estado de São Paulo (Brasil).
Las neuronas están ubicadas en la sustancia gris periacueductal, una región del mesencéfalo en la parte superior del tronco encefálico, y se conocen como células transportadoras vesiculares de GABA, o células VGAT para abreviar. Utilizan el neurotransmisor GABA (ácido gamma-aminobutírico), que juega un papel importante en la regulación de la actividad neuronal. Están presentes en varias partes del cerebro y la médula espinal, contribuyendo a la modulación del estado de ánimo, el sueño, la ansiedad y la respuesta al estrés, entre otras funciones.
El profesor de la UCLA, Avishek Adhikari, explica que «sin embargo, no se sabía nada sobre el vínculo entre las células VGAT en el gris periacueductal y la alimentación».
El descubrimiento fue accidental: «Estábamos interesados en la ansiedad más que en la alimentación cuando comenzamos a investigar las neuronas del gris periacueductal», dijo el neurocientífico brasileño Fernando Reis, primer autor correspondiente del artículo y becario postdoctoral en UCLA.
La hipótesis inicial de los investigadores era que la activación de las células VGAT debería inhibir las reacciones de miedo y pánico: «Cuando los activamos en ratones, eso no sucedió, pero los ratones comenzaron a buscar comida frenéticamente», dijo Reis.
Resultados del estudio
Decidió realizar más experimentos, que produjeron resultados sorprendentes. Incluso en ratones completamente saciados que no deberían haber sentido hambre, la activación de las células en cuestión desencadenó un comportamiento de búsqueda de alimento vigoroso y los llevó a comer más de lo habitual. También ocurrió lo contrario. Los ratones deliberadamente dejados sin comida para tener hambre comieron menos cuando sus neuronas VGAT estaban inhibidas.
Durante las pruebas, los científicos notaron que los ratones parecían disfrutar de la estimulación que recibían. Reis afirma: «pasaron más tiempo en el lado de la caja donde recibieron estimulación para activar sus células VGAT periacueductales. Creemos que la búsqueda compulsiva de comida produjo sensaciones positivas asociadas con el placer y la recompensa».
Los ratones también estaban dispuestos a superar obstáculos para buscar comida
«Para alcanzar golosinas como nueces, subían por una pequeña escalera de malla de alambre que aplicaba descargas eléctricas de bajo voltaje. Eso no pudo haber sido placentero, pero la necesidad de alimentarse y recibir una recompensa era más fuerte que la incomodidad», dijo Adhikari.
El circuito neuronal estimulado por los investigadores corresponde al 10 %-12 % de las células nerviosas del gris periacueductal. Utilizaron la optogenética para activar el grupo de neuronas de forma selectiva. «En nuestro caso, el problema que la optogenética pretende resolver es cómo manipular la actividad de un subgrupo de células en un área específica del cerebro», dijo Adhikari, quien sacó su postdoctorado en el laboratorio de la Universidad de Stanford en Estados Unidos, donde se desarrolló la técnica.
Virus genéticamente modificado
Los investigadores utilizaron la optogenética para hacer que las neuronas fueran sensibles a la luz para poder estimularlas o inhibirlas. Lo hicieron inyectando en el cerebro de los ratones un virus genéticamente modificado que porta una proteína sensible a la luz obtenida de algas verdes. «La población de neuronas seleccionada, infectada con el virus modificado, recibe esta proteína fotosensible junto con instrucciones para producirla», dijo Alexandre Kihara, profesor de la UFABC y uno de los cinco brasileños del equipo de investigadores que descubrió el vínculo entre este subgrupo de células VGAT y comida.
El comportamiento de los ratones cambió drásticamente en respuesta a la luz azul: «Vimos animales bien alimentados y saciados lanzarse en busca de insectos para devorarlos», dijo Adikhari.
El mapeo de las redes neuronales involucradas mostró que el aumento de GABA afectaba áreas profundas del cerebro, como la zona incerta, una fina capa de materia gris debajo del tálamo. «Observamos un aumento en la actividad neuronal en esta área cuando los ratones se acercaban a la comida», dijo.
La pregunta más importante es si la estimulación de la misma región del cerebro desencadena la alimentación compulsiva en los humanos. Al igual que los ratones, los humanos también poseen células grises periacueductales VGAT en el tronco del encéfalo, según han demostrado investigaciones anteriores. Someter la región a una suave corriente eléctrica desencadena síntomas de miedo, pánico y analgesia tanto en humanos como en roedores. Los investigadores creen que una persona podría sentirse más recompensada al comer o desear más comida, incluso con el estómago lleno si este circuito está hiperactivo, y viceversa.
Trastornos alimentarios
«Nuestros hallazgos no pueden probarse directamente en humanos en este momento, pero estudios futuros pueden mostrar si la activación de las células grises periacueductales VGAT en monos desencadena la búsqueda de alimento, lo que sugiere que algo similar sucede en los humanos», dijo Adhikari.
El grupo se ha embarcado en nuevos estudios para investigar si la estimulación neuronal induce el deseo de comer alimentos ricos en proteínas o azúcar, entre otros aspectos. «A los ratones no les interesaban las verduras. Preferían las salchichas, el azúcar, el queso y el chocolate», afirmó.
Para los investigadores, el descubrimiento de que la estimulación o inhibición de esta región específica del cerebro provoca un comportamiento similar al observado en los atracones o la anorexia podría conducir a la exploración de nuevos enfoques para los trastornos alimentarios.
