¿Por qué comemos? (II)

Neurobiología de la ingesta

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Los animales y las personas comen por varias razones: necesidades energéticas, el momento del día, convenciones sociales, estrés, aburrimiento, lo apetitoso que sea… La regulación de la homeostasis energética es un proceso que requiere la participación de distintas estructuras cerebrales y diversos mecanismos de neurorregulación. Algunos de estos neurorreguladores incrementan la ingesta, como el neuropéptido Y (NPY), opioides, galania, norepinefrina (NE), GABA… Al mismo tiempo, otros neurorreguladores son capaces de reducir esa conducta, como el CRF (o CRH).

Al tratarse de una motivación básica, hablar de la neurobiología de la ingesta es hablar de la neurotransmisión en general, haciendo especial hincapié, sobretodo, en la dopamina. Sin embargo, como el papel de la dopamina en la motivación ya está explicado en otra entrada, prefiero centrarme en los tres sistemas que, a mi modo de ver, resultan más interesantes, ya que cada uno de ellos se puede asociar a un gran tipo de modulador de la conducta de comer: la falta de energía, el atractivo de la comida, y el estrés.

La mayoría de las estructuras implicadas en este proceso pertenecen al cerebro más antiguo: troncoencéfalo, diencéfalo, etc. Varios estudios han demostrado, por ejemplo, que la conducta de ingesta persiste en ratas descerebradas. Aunque la aproximación a la comida no es posible, sí distinguen sabores, beben y tragan. El área postrema (AP) y el núcleo del haz solitario (NHS) reciben información sensorial proveniente de los distintos órganos: principalmente la lengua y los detectores del aparato digestivo. Una vez recogida, la información se envía al córtex, donde es procesada e integrada a un nivel superior. El hambre (entendida aquí como desequilibrio homeostático) aumenta la actividad de las neuronas de ambas estructuras. Es más, se ha demostrado que la lesión de estas es capaz de suprimir la alimentación glucoprívica y lipoprívica.

Sin embargo, parece que la estructura más relevante en todo este circo es el hipotálamo. Fundamentalmente dos áreas: área lateralnúcleo ventromedial. El área lateral interviene en el control de la ingesta. Los distintos experimentos han hallado dos grupos neuronales que estimulan el hambre y reducen el índice metabólico a partir de la secreción de dos hormonas: la HCM (hormona concentradora melanina) y la orexina. La inyección de estas sustancias inducen a comer (son péptidos llamados orexígenos). Los axones de las neuronas secretoras de HCM y orexina se proyectan a zonas relacionadas con la motivación y el movimiento (neocorteza, sustancia gris periacueductal, formación reticular, tálamo y locus coeruleus), así como con neuronas de la médula espinal que controlan el sistema neurovegetativo (esto explica su efecto sobre el índice metabólico).

La activación de HCM y orexina depende de la acción del NPY, un potentísimo activador de la conducta de comer. El NPY es segregado desde el núcleo arqueado del hipotálamo, y su síntesis resulta una de las vías más interesantes e importantes en el estudio de la ingesta. Existe evidencia considerable acerca de cambios tanto en la expresión de mRNA del NPY como en el mismo péptido en el núcleo paraventricular (NPV) en respuesta a cambios producidos en el equilibrio energético. Los niveles de mRNA del NPY en el núcleo arqueado se ha visto que incrementa tras periodos de restricción de comida, o tras periodos de deprivación (Davies y Marks, 1994). Las neuronas productoras de NPY proyectan sus axones a dos lugares de acción en el hipotálamo: hipotálamo lateral (afectando a la HCM y la orexina) y  NPV. La llegada del NPY al NPV afecta a la secreción de insulina y glucocorticoides, al descenso de la degradación de los triglicéridos y la temperatura corporal. Además, los terminales de las neuronas NPY liberan otro péptido altamente orexígeno: el péptido asociado a ‘agouti’ (PRAG). Aparte, se ha observado que los receptores de las neuronas liberadoras de PRAG y NPY se estimulan con el efecto de la grelina, una hormona segregada en el aparato digestivo que aumenta durante el ayuno y disminuye durante la absorción. Varios estudios han indicado que en dietas en las que se les permite a los animales escoger entre distintos tipos de macronutrientes (proteínas, carbohidratos y grasas), la inyección de NPY aumenta la preferencia por la dieta rica en hidratos de carbono (Leibowitz, 1991; Tempel, 1993).

El NPY está asociado con otros fenómenos relacionados con la ingesta, como la saciedad, pero lo dejo para la siguiente entrada.

Aún así, hay que destacar que existen otras fuentes por las cuales puede iniciarse el hambre, como el estrés o el atractivo que presente la comida. En este último caso, por ejemplo, se sabe que uno de los sistemas más participativos es el sistema opioide. La inyección de ß-endorfinas en la región ventromedial del hipotálamo incrementa la ingesta en ratas. Aunque contrariamente a lo que ocurre con el NPY, la expresión génetica de los opioides endógenos se encuentra reducido  tras experimentar déficits energéticos, lo cual sugiere que los péptidos opioides no participan directamente en la ingesta que se inicia debido a un desequilibrio energético. Por otra parte, parece que podrían estar más implicados en la regulación de la ingesta por los factores hedónicos relacionados con la comida. En un estudio (Parker et al.,1992) pudieron demostrar que la naloxona reducía las propiedades hedónicas positivas de una solución de sucrosa. Con el mismo compuesto, en otro estudio se bloqueaba la adquisición de preferencia por la sacarina (Lynch, 1986). En suma, parece que el bloqueo de la acción de los opioides altera el mantenimiento del consumo sin afectar la iniciación, lo cual es consistente con la noción de que los opioides afectan la ingesta sin influir en los mecanismos del hambre, directamente (Kirkham y Blundell, 1986, 1987).

Este esquema representa la interacción de las principales vías implicadas en la homeostasis energética (extraído de Gale et al., 2004)

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Otra de esas fuentes es el estrés, que resulta también un potente modulador de la homeostasis energética. Varias sustancias neuroactivas están implicadas en la respuesta de estrés, pero la principal es el Factor/Hormona de Liberación de Corticotropina (Corticotropin Release Factor/Hormone, CRF/CRH). Sin embargo, desde hace años se sabe que el CRF también afecta la ingesta (Britton et al., 1986; Morley y Levine, 1982). Se ha demostrado que el CRF reduce la ingesta promovida por periodos de privación o por la administración de sustancias como NE, dinorfina, insulina y NPY (Levine et al., 1983). La reducción en la ingesta y el incremento en el grooming que se observa tras la administración de CRF se da en ratas hipofisectomizadas (sin hipófisis, productora de CRF) y adrenalectomizadas (sin glándulas adrenales, productoras de ACTH). Esto sugiere que el efecto del CRF sobre la homeostasis energética es independiente de la ACTH y el cortisol, sustancias implicadas en la respuesta de estrés. Lo que parece más probable es que el efecto sobre la ingesta esté directamente vinculado con los cambios relacionados con el estrés. Por ejemplo, Krahn et al. (1986) encontraron que un antagonista del CRH revertía la reducción en la ingesta que se observaba tras periodos en los que se impedía al animal realizar actividad física. Es decir, cuando impides que el animal haga ejercicio, su ingesta se ve reducida, pero al administrar antagonistas de CRF, ese efecto no se daba.

Y hasta aquí llega el interesante mundo de la neurobiología de la ingesta y la interacción entre sistemas. ¡Hasta la próxima!

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Referencias

Britton DR, Koob GF, Rivier J, Vale W (1982). Intraventricular corticotropin-releasing factor enhances behavioral effects of novelty. Life Sci. 31:363–67

Davies L, Marks JL (1994). Role of hypothalamic neuropeptide Y gene expression in body weight regulation. Am. J. Physiol. 266:R1687–91

Gale SM, Castracane VD, Mantzoros CS (2004). Energy homeostasis, obesity and eating disorders: Recent advances in endocrinology. J. Nutr. 134:295-298

Kirkham TC, Blundell JE (1986). Effect of naloxone and naltrexone on the development of satiation measured in the runway: comparisons with d-amphetamine and d- fenfluramine. Pharmacol. Biochem. Be- hav. 25:123–28

Kirkham TC, Blundell JE (1987). Effects of naloxone and naltrexone on meal patterns of freely-feeding rats. Pharmacol. Biochem. Behav. 26:515–20

Krahn DD, Gosnell BA, Grace M, Levine AS. 1986. CRF antagonist partially reverses CRF- and stress-induced effects on feeding. Brain Res. Bull. 17:285–89

Leibowitz SF (1991) Brain neuropeptide Y: an integrator of endocrine, metabolic and behavioral processes. Brain Res. Bull. 27:333–37

Levine AS, Rogers B, Kneip J, Grace M, Morley JE (1983). Effect of centrally administered corticotropin releasing factor (CRF) on multiple feeding paradigms. Neuropharmacology 22:337–39

Lynch WC. 1986. Opiate blockade inhibits saccharin intake and blocks nor- mal preference acquisition. Pharmacol. Biochem. Behav. 24:833–36

Morley JE, Levine AS (1982). Corti-cotropin releasing factor, grooming and ingestive behavior. Life Sci. 31:1459–64

Parker LA, Maier S, Rennie M, Cre- bolder J. 1992. Morphine- and naltrexone- induced modification of palatability: analysis by the taste reactivity test. Behav. Neurosci. 106:999–1010

Tempel DL, Leibowitz SF (1993). Glucocorticoid receptors in PVN: interactions with NE, NPY, and Gal in relation to feeding. Am. J. Physiol. 265:E794–800

2 pensamientos en “¿Por qué comemos? (II)

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