Dulce, respuesta hedónica y preferencia alimetaria

El gusto es un factor que influye de manera crucial en la conducta alimentaria.

¿O acaso coméis normalmente cosas que no os gustan?

Por qué ciertas cosas gustan más o menos, es una cuestión que trataré de describir aquí de forma resumida.

Los organismos, entre ellos los humanos, muestran tendencia a priorizar sabores agradables. El procesamiento de la información que proporciona el gusto y la experiencia que genera (positiva o negativa) son determinantes para el establecimiento de la preferencia alimentaria, la formación de hábitos dietéticos y, en última instancia, la gestión del peso dentro de un rango saludable 1.

Los sabores dulce, umami y salado son evolutivamente relevantes por su relación con fuentes alimentarias ricas en distintos nutrientes, como proteínas y minerales. Por otro lado, el amargo y el agrio indican generalmente peligro de alimento contaminado o podrido 2. Sumado a esto, se ha descrito recientemente que la lengua posee también receptores capaces de detectar la grasa 3,4.

Sobre el auge imparable de la obesidad y problemas asociados podéis leer en otros sitios, mucho mejor que en este blog. Por ejemplo aquí y aquí.

Sí mencionaré, por interés para el tema, que dista de ser un problema de simple balance calórico. Podéis haceros una idea en una entrada que publiqué hace tiempo donde enlacé una imagen que mostraba con detalle los factores que influyen en la aparición, desarrollo y mantenimiento de la obesidad. Personalmente creo que comprender mejor la función de la experiencia del sabor y su implicación en la elección de alimentos puede ser interesante para mirar la obesidad desde una perspectiva más completa.

Dicho esto, es hora de introducir el meollo que da título a la entrada.

La adquisición de un hábito alimentario que marca el camino hacia la obesidad es un aprendizaje que se inicia antes incluso del nacimiento. Los humanos mostramos una preferencia incondicionada por ciertas características organolépticas, siendo el dulce una de las más significativas 5.

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El sabor dulce se percibe gracias a la acción de la unión de dos proteínas G con siete dominios transmembrana: T1R2 y T1R3. Este heterodímero es responsables del dulzor de todas las moléculas, desde la glucosa hasta los edulcorantes acalóricos 6.

Los atributos fisicoquímicos de los productos afectan la palatabilidad, o respuesta orosensorial. Junto a la densidad calórica, el sabor y la textura son variables a tener en cuenta al considerar la ingesta, ya que son fundamentales en la regulación de los componentes motivacionales (aproximación, consumo) y afectivos (respuesta hedónica) de la conducta alimentaria 7.

Cuando los T1R2-T1R3 se activan en la lengua se inicia una señal hacia el tálamo y otras regiones del cerebro responsables del procesamiento de la información gustativa, entre ellas, la ínsula anterior. Esta estructura es particularmente interesante en lo que al vínculo entre experiencia sensorial y procesamiento se refiere, ya que presenta conexiones con la amígdala, la corteza cingulada anterior y el córtex orbitofrontal.

Este complejo interactivo de conexiones que van y vienen entre estructuras encargadas de la información cognitiva unas, y de la información afectiva otras, es lo que permite crear una experiencia sensorial personal unificada. Tanto es así que el sabor de un alimento puede percibirse de manera diferente en función de la expectativa y las experiencias previas 8.

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Cuando se activan los T1R2-T1R3 en la lengua, la señal viaja hasta el núcleo del tracto solitario (NTS), desde donde se transporta al tálamo (th) y de ahí a la ínsula (In). La ínsula está conectada a su vez con otras estructuras del llamado sistema límbico.

El procesamiento de las propiedades afectivas de los alimentos (saliencia hedónica) es clave para desarrollar y mantener hábitos alimentarios, y el gusto es uno de los primeros pasos del proceso de aprendizaje en que se fundamentan esos hábitos. Si se tiene esto en cuenta, poca sorpresa cabe al descubrir que los alimentos que más se ansían son aquellos ricos en azúcares libres y calóricamente densos 9.

Es más, diversos estudios muestran que las personas que consumen alimentos ricos en azúcares con mucha frecuencia reaccionan a imágenes de comida de forma similar a cómo adictos a otras sustancias reaccionan a imágenes asociadas a dichas sustancias 10,11.

Esto sugiere que características nutricionales concretas, compartidas por una amplia variedad de productos consumidos frecuentemente, son capaces de afectar la respuesta afectiva a la comida de forma parecida a cómo lo hacen las drogas de abuso. Dado que la respuesta conductual al refuerzo, sea este natural (comida) o artificial (droga sintética), es regida por los mismos sistemas cerebrales, alimentos con especial capacidad para estimular estos sistemas presentan un poder de asociación mayor. Lo que los convierte en un factor a tener en cuenta a la hora de abordar trastornos de la conducta alimentaria, entre los cuales algunos sitúan también la obesidad.

Sin embargo, hoy en día y para los humanos, comer es algo más que restablecer un desequilibrio homeostático, y todos estos aspectos fisiológicos («sabe dulce»), afectivos («es agradable») y motivacionales («es bueno»), se integran e influyen en la decisión de consumir un alimento o no.

Pero no son los únicos, como veremos más adelante.

La responsabilidad de cumplir cuando lo dejas por escrito

Tras el intento de redención de la última entrada, he estado retrasando el reinicio del blog. Por cuestiones de tiempo, prioridades y, seamos claros, pura procrastinación (para los de la ESO: vagancia).

No more.

Le he dado vueltas a cómo retomar la marcha, pero todas las ideas han sido automáticamente enterradas bajo pensamientos tipo «sobre esto hay mucho más y mucho mejor escrito. Next». De modo que, descartesianamente, con más método que ocurrencia, he llegado a la conclusión de que si quiero exponer algo que nadie ha expuesto antes (o eso espero), debo recurrir a mi propia galería.

En las próximas entradas contaré la revisión que enviamos a final del mes pasado el Dr Moreno y yo sobre el papel de los endocanabinoides en la percepción del sabor dulce, en la preferencia por diferentes tipos de alimentos y en trastornos relacionados con la obesidad. Posiblemente en varios capítulos, que luego la gente se me queja de denso.

También está en borradores una entrada sobre la relación entre el estrés psicológico y la hiperglucemia. Así como el artículo que mandé hace unos diez días a Appetite, sobre cómo los niveles de endocanabinoides en la saliva y ciertos parámetros de salud cardiovascular son influidos por el ratio ω6/ω3 de forma diferente cuando este proviene de comidas ultraprocesadas o de comida real. Cool shit.

Lo dejo por escrito, así que poca escapatoria me queda. Espero que lo disfrutéis.

 

¿Es el locus coeruleus la zona cero del Alzheimer?

El portal EurekAlert se ha hecho eco de un artículo publicado muy recientemente que revisa el papel del Locus Coeruleus (LC) en el envejecimiento cerebral.

Firmado por Mara Mather y Carolyn Harley, el trabajo deja un poco de lado las regiones más tradicionalmente asociadas al deterioro cognitivo en esta enfermedad, como el hipotálamo, para fijarse en el LC, también relevante, aunque tradicionalmente con menor protagonismo.

Desde esta región surgen las principales conexiones noradrenérgicas. Y su actividad está relacionada con la regulación de aspectos tan relevantes como la frecuencia cardíaca, la memoria, la atención o la vigilia. De especial importancia es esta última, dado que desde hace tiempo se sabe que un patrón de sueño disruptivo es uno de los síntomas predictores más característicos del desarrollo de Alzheimer (además de otros trastornos).

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Localización del LC y principales vías aferentes.

Lo revelador del trabajo publicado por Mather y Harley es que parece demostrar que es en esta región, y no en el hipocampo, donde comienza la acumulación de la proteína tau. Y al parecer lo hace a edad temprana, ya que aunque no todas las personas con patología tau llegan a desarrollar Alzheimer, la exploración postmortem muestra signos de acumulación de esta proteína ya en adultos jóvenes.

La investigación no deja de avanzar en el campo de las enfermedades neurodegenerativas. Y no es de extrañar, ya que las predicciones indican que la incidencia de estos trastornos irá a peor en el futuro. Nuevos enfoques en la búsqueda de factores que afectan tanto a la aparición como al desarrollo de estos son totalmente necesarios. Y quizá con nuevas hipótesis y datos se pueda poner freno a tiempo.

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Enlace a la noticia original.

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Referencia:

Mather M, Harley CW. The Locus Coeruleus: Essential for Maintaining Cognitive Function and the Aging Brain. Trends Cogn Sci, 2016; 20(3): 214–226. doi:10.1016/j.tics.2016.01.001

 

¿Cómo se transporta la dopamina en el cerebro?

La dopamina es una de las rockstar de la neurotransmisión. Con un par de regiones de neuronas que la producen y cuatro vías principales, lo peta en el cerebro. Desafortunadamente, mucha gente la malinterpreta y pone en su boca palabras que no dice, pero eso es otro tema que, además, ya está tratado anteriormente en el blog.

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Localización de las principales regiones de síntesis y vías dopaminérgicas en el cerebro

Como decía, la dopamina es necesaria para una gran cantidad de conductas y procesos fundamentales para el funcionamiento normal del cerebro 1. Un déficit en distintos puntos de este sistema (niveles totales, receptores, transporte…) se relaciona con multitud de problemas neuropsicológicos y de desarrollo, como la depresión 2, la adicción 3, la psicosis 4 o la enfermedad de Parkinson 5.

Las causas de estos y otros problemas relacionados con la dopamina no se conocen (todas) con detalle. Pero que esta catecolamina tiene algo que ver está fuera de duda. Por ese motivo es necesario conocer cómo se comporta en el cerebro para poder plantear estrategias terapéuticas que atajen condiciones como las antes mencionadas.

Uno de los principales focos de atención recae sobre la encargada de transportar la dopamina: la proteína transportadora de dopamina (#props a quien le dio nombre). Neurotransmisión 101: la célula presináptica libera el neurotransmisor en la sinapsis, donde se adhiere a su correspondiente receptor en la neurona postsináptica y desde donde los transportadores la devuelven al citosol de la neurona presináptica cuando: a) sobra, o b) termina de hacer lo que está haciendo.

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Esquema de neurotransmisión dopaminérgica. La dopamina (DA) se libera en la sinapsis, se adhiere al receptor (DR) y es transportada después de nuevo al citosol presináptico por el transportador (DAT). Fuente: Lovell et al., 2015

Que la DAT juega un papel significativo en la función dopaminérgica se conoce desde hace mucho tiempo. Lo que no se sabía aún es cómo. Recientemente, un grupo de investigadores de la Universidad de Salud de Florida han descubierto el mecanismo mediante el que la DAT ejerce su función.

El artículo, publicado a finales del mes pasado en Nature Communications, describe la actividad de la DAT a partir de cambios en el potencial de la membrana celular. Cuando estos cambios se producen, la DAT se moviliza y regula el nivel extracelular de dopamina.

Para lograr el hallazgo, los autores utilizaron cultivos celulares que expusieron a diversas técnicas, como electrofisiología, microscopía confocal y microscopía de fluorescencia de reflexión interna total (o TIRF).

Los resultados de estos experimentos ofrecen un conocimiento más amplio sobre el comportamiento de la dopamina en el cerebro. De lo cual se beneficia tanto la ciencia básica como la clínica. Los efectos de la cocaína, por ejemplo, se producen principalmente a través del bloqueo de los DAT 6. Conocer su mecanismo de acción puede resultar crítico a la hora de plantear intervenciones farmacológicas en situaciones en que esta proteína esté implicada.

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Referencia:

Richardson BD, et al. Membrane potential shapes regulation of dopamine transporter trafficking at the plasma membrane. Nat Commun, 2016; 7: 10423. doi:10.1038/ncomms10423

Nuevas herramientas para rastrear vías neuronales

Estudiar el cerebro no es sencillo. Las técnicas más avanzadas no son capaces todavía de cubrir todos los detalles de las algunas de las cuestiones más fundamentales de la actividad cerebral, como la forma en que se comunican las neuronas en los distintos circuitos. Se ha avanzado mucho y la tecnología ha permitido dar pasos de gigante a este respecto, pero esta tarea supone hoy todavía un reto metodológico importante.

Implicados en afrontar este reto, un grupo de la Universidad de Columbia ha desarrollado una herramienta viral con la que aumenta significativamente la capacidad de examinar la actividad sináptica. El procedimiento, descrito en el artículo publicado en Neuron, es una novedosa aplicación de ingeniería molecular permite crear un mapa de los circuitos celulares del cerebro.

Lo curioso del método es que se trata de una variante de la rabia. Dado que este virus afecta únicamente al sistema nervioso central, los investigadores crearon una versión modificada, inocua, pero con la capacidad todavía de transmitirse de neurona a neurona. Esto sirvió para completar mapas de conexiones gracias a que esta versión del virus deja un rastro de luz a su paso.

El trabajo de Thomas Reardon y colaboradores se basa en experimentos previos de otro grupo, el cual fue capaz de manipular el virus y controlar manualmente su curso. El problema que no se había podido resolver hasta ahora es que, aunque dirigible, esta versión del virus mataba neuronas a una velocidad demasiado rápida como para realizar un mapa de su trayectoria. Sin embargo, al desarrollar esta nueva cepa inocua, las neuronas se mantenían en buen estado hasta más de un mes, tiempo suficiente para llevar a cabo el rastreo.

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Imagen de circuito neuronal mapeado gracias a la nueva técnica. (Fuente: Reardon et al., 2016)

Estoy seguro de que otros grupos con medios suficientes no tardarán en adoptar esta técnica. Espero que la contribución al conocimiento del cerebro aumente, como ha aumentado gracias a otras metodologías, como la optogenética.

Pero además de su utilidad en ciencia básica, también supone un interesante potencial para el diseño de distribución y liberación de agentes terapéuticos. El estudio está realizado en ratones, no obstante, por lo que, de nuevo, habrá que replicarlo, llevarlo a cabo en otras especies y realizar ensayos controlados antes de pensar en su uso como herramienta en la práctica clínica.

Todo esto puede que tarde en llegar. O no llegue. De cualquier manera, hay que empezar por el principio.

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Referencia:

Reardon T, et al. Rabies virus CVS-N2c?G strain enhances retrograde synaptic transfer and neuronal viability. Neuron, 2016; doi:10.1016/j.neuron.2016.01.004