Investigadores del Beth Israel Deaconess Medical Center BIDMC han identificado circuitos neuronales previamente desconocidos que desempeñan un papel en la promoción de la saciedad, la sensación de haber comido lo suficiente. El descubrimiento revisa los modelos actuales de control homeostático, los mecanismos por los cuales elEl cerebro mantiene el status quo del cuerpo: la conducta alimentaria. Publicado en línea en Neurociencia de la naturaleza , los hallazgos ofrecen nuevos conocimientos sobre la regulación del hambre y la saciedad y podrían ayudar a los investigadores a encontrar soluciones a la epidemia de obesidad en curso.
"Los modelos actuales carecen de un mecanismo de saciedad de acción rápida análogo a las neuronas que promueven el hambre", dijo el autor correspondiente Bradford B. Lowell, MD, PhD, profesor de medicina en la División de Endocrinología, Diabetes y Metabolismo en BIDMC ".Este componente que identificamos proporciona el 'yang' completo a las neuronas que promueven el hambre '' yin '".
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que el hambre está regulada por dos tipos de neuronas: neuronas de proteína relacionada con Agouti AgRP y neuronas pro-opiomelanocortina POMC. Las neuronas de AgRP impulsan el hambre; la estimulación de estos nervios desencadena la alimentación en minutos.Se ha demostrado que las neuronas POMC promueven la saciedad.Los ratones de laboratorio diseñados para carecer de neuronas POMC comen grandes cantidades de comida y se vuelven enormemente obesos.
Sin embargo, en los últimos años, la nueva tecnología ha permitido a los científicos manipular selectivamente neuronas en animales vivos, lo que demuestra el efecto directo de neuronas específicas en el comportamiento. Hace unos cinco años, este tipo de investigación reveló que las neuronas POMC actúan en el transcurso de muchas horas.- no minutos como sus contrapartes AgRP.
"La falta de un efecto rápido sugirió fuertemente que las neuronas POMC, por sí mismas, no son la contraparte completa de las neuronas AgRP", dijo el autor principal Henning Fenselau, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Lowell en BIDMC ".que en los modelos actuales faltaba un componente neural importante pero desconocido del sistema de saciedad ".
Es más, debido a que el equipo estaba buscando neuronas que suprimieran la alimentación rápidamente, redujeron la búsqueda de aquellas que liberan el neurotransmisor excitador de acción rápida llamado glutamato. En el artículo actual, Lowell y sus colegas investigaron un tercer subconjunto de neuronas, Vglut2, cuya función se desconocía previamente.
En una serie de experimentos, Lowell y sus colegas utilizaron optogenética el uso de la luz para activar neuronas modificadas genéticamente y quimiogenética el uso de moléculas para activar neuronas específicas para manipular neuronas específicas y determinar sus funciones en la conducta alimentaria. Primero, el equipo demostró que, a diferencia de las neuronas POMC, las neuronas Vglut2 podrían, de hecho, suprimir rápidamente el comportamiento de alimentación en ratones. Cuando los investigadores estimularon químicamente las neuronas en cuestión, disminuyó notablemente la alimentación. Cuando inhibieron las neuronas Vglut2, la alimentación aumentó.
También encontraron que los tres tipos de neuronas, las neuronas AgRP que promueven el hambre y las dos neuronas que promueven la saciedad, las neuronas Vglut2 y las neuronas POMC, interactúan en el mismo circuito. Las tres convergen corriente abajo en un sitio del hipotálamo conocido porsuprimir el hambre, el tema de una investigación previa de Lowell y sus colegas. Las neuronas AgRP inhiben la actividad en este sitio corriente abajo, causando hambre, mientras que las neuronas Vglut2 de acción rápida lo excitan, suprimiendo el hambre. El tercer miembro de este circuito, las neuronas POMC, disminuyen indirectamentehambre al liberar una hormona que refuerza la capacidad de las neuronas Vglut2 para suprimir el hambre.
"Creemos que esto es muy importante porque puede ser una explicación de por qué los individuos que carecen de genes POMC se vuelven extremadamente obesos, incluso si esas neuronas por sí mismas no promueven directamente la saciedad", dijo Fenselau. "Sin POMC, las neuronas Vglut2 son ineficaces enestimulando el sitio hipotalámico corriente abajo. Se necesitan tanto las neuronas POMC como las neuronas Vglut2 para que el mecanismo de saciedad funcione correctamente ".
Finalmente, el equipo secuenció los genes expresados por este subconjunto de neuronas y descubrió que poseen receptores para la hormona oxitocina. Conocida por desempeñar un papel en el vínculo social, la oxitocina está vinculada a sentimientos de satisfacción y ya se está investigando por su potencial comoun medicamento para bajar de peso que induce la saciedad. "Nuestros hallazgos definitivamente podrían explicar por qué la oxitocina es eficaz en la saciedad", dijo Fenselau.
Para dar seguimiento, los científicos investigarán más a fondo las interacciones entre los tres tipos de neuronas y el papel que desempeñan en la obesidad.
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Materiales proporcionados por Centro Médico Beth Israel Deaconess . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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