Científicos del Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes, en Chevy Chase, Maryland, Estados Unidos, han descubierto que las neuronas AGRP son las responsables de las sensaciones de hambre que lleva a las personas a comer entre horas. Así, estas células pueden ser las culpables del fracaso de cualquier individuo a la hora de seguir una dieta para bajar de peso.
Las emociones negativas asociadas con el hambre puede hacer que sea difícil mantener una dieta y perder peso y estas neuronas ayudan a explicar esa lucha, según Scott Sternson, jefe de investigación en Janelia. En un entorno donde hay comida disponible, su señal difícil de ignorar puede parecer una molestia, pero desde un punto de vista evolutivo, tiene sentido.
Para los antiguos seres humanos o los animales en la naturaleza, buscar alimentos o agua puede significar aventurarse en un entorno de riesgo, lo que podría requerir un poco de apoyo. Las neuronas AGRP no llevan directamente a un animal a comer sino que le enseñan a responder a las señales sensoriales que indican la presencia de alimentos.
'Sospechamos que estas neuronas son un sistema motivacional muy antiguo para forzar a un animal a satisfacer sus necesidades fisiológicas. Parte de la motivación de buscar alimentos es bloquear estas neuronas', dice Sternson, cuyo equipo también demostró que un conjunto diferente de neuronas está especializado en generar sensaciones desagradables de sed y cuyos hallazgos se detallan en un artículo que se publica en 'Nature'.
El hambre afecta a casi todas las células del cuerpo y varios tipos de neuronas están dedicados a asegurar que un animal come cuando las reservas de energía son bajas. Pero Sternson dice que hasta ahora, lo que los científicos habían aprendido acerca de esas neuronas no se habían adaptado completamente a algo que ya sabemos: el hambre es desagradable.
'Hubo una predicción anterior de que habría neuronas que te hacen sentir mal cuando tienes hambre o sed. Esto tiene sentido desde un punto de vista intuitivo, pero todas las neuronas que se habían analizado parecían tener el efecto contrario', apunta. En estudios anteriores, los investigadores descubrieron que las neuronas que incitaron a comer lo hicieron mediante el aumento de los sentimientos positivos asociados a los alimentos. En otras palabras, que el hambre hace que la comida sepa mejor.
Algunos científicos habían empezado a sospechar las ideas de que una señal negativa en el cerebro que motiva el hambre podría ser errónea, pero su conocimiento del sistema era incompleto. Las neuronas AGRP, ubicadas en una zona de regulación del cerebro conocida como el hipotálamo, participaron claramente en los comportamientos de alimentación: cuando el cuerpo carece de la energía, las neuronas AGRP se activan, y cuando las neuronas AGRP están activas, los animales comen, pero no se había investigado hasta ahora la estrategia de esas células para generar esa motivación.
El investigador postdoctoral Nicholas Betley y el estudiante graduado Zhen Fang Huang Cao comenzaron a tratar la cuestión con una serie de experimentos de comportamiento. En la primera, ofrecieron a ratones bien alimentados dos geles con sabor a fresa y naranja. Los geles no contenían ningún nutriente, pero los ratones hambrientos tomaron ambas muestras.
Entonces, los científicos manipularon las señales de hambre en los cerebros de los animales modificando las neuronas AGRP mientras consumían uno de los dos sabores. En ensayos posteriores, los animales evitaron el sabor asociado con la señal falsa de hambre
En un experimento inverso, los científicos apagaron las neuronas AGRP mientras los animales hambrientos consumieron un sabor particular, de forma que desarrollaron una preferencia por la opción del sabor que lideró el silenciamiento de las neuronas AGRP, lo que sugiere que estaban motivados por apagar la señal desagradable de las células.
En otras pruebas, los investigadores encontraron que los ratones también salieron en la búsqueda de lugares en su entorno donde las neuronas AGRP habían sido silenciadas y evitaron las zonas donde esas células habían sido activadas.
A continuación, el investigador postdoctoral Shengjin Xu utilizó un diminuto microscopio móvil para mirar dentro de los cerebros de los ratones hambrientos y supervisar la actividad de las neuronas AGRP. Como era de esperar, las células se activan hasta que los ratones encuentran alimentos.
Según Sternson, lo sorprendente es que los roedores en realidad no tienen que comer para calmar las neuronas, sino que las células dejaron de estar activas tan pronto como un animal vio alimentos o, incluso, una señal que indicaba que había alimentos. Además, su actividad se mantuvo baja mientras el animal comía.
Esto no tendría sentido si el trabajo de las neuronas AGRP es hacer que la comida sepa mejor o si directamente controlan las acciones individuales que llevan a comer, que eran dos posibilidades, según Sternson. Pero para fomentar la alimentación, se necesitaría una señal negativa para apagar cuando un animal consume alimentos, de forma que sus experimentos de imagen respaldaron más lo que habían aprendido en sus experimentos anteriores.
El equipo realizó entonces experimentos similares en los que se manipulan las neuronas sensibles a la sed en vez de neuronas AGRP. Esas neuronas, que se encuentra en una parte del cerebro conocida como el órgano subfornical (SFO, por sus siglas en inglés), se comportaron de manera similar: los animales evitan los lugares donde las neuronas SFO habían estado activas, lo que indica que las células generan un sentimiento negativo.
Una vez más, los resultados fueron consistentes con la experiencia cotidiana: 'Hay una calidad de motivación similar al hambre y la sed --afirma Sternson- Se quiere que terminen'. A pesar de las neuronas AGRP y SFO motivan comportamientos similares, sus objetivos son muy específicos: las neuronas AGRP sólo llevan a los animales a comer y las OFS sólo les incitan a beber.
En otros experimentos, el equipo de Sternson investigará similitudes y diferencias entre los dos grupos de células. Además, su equipo está interesado en comprender más sobre cómo interferir en las funciones de las neuronas AGRP, lo que, en el futuro, podría hacer que sea más fácil eliminar esos kilos de más cuando se haga dieta.