El sobreconsumo de alimentos altos en azúcares y grasas durante las últimas décadas contribuyó de gran manera a la actual pandemia de la obesidad, de la cual tanto Argentina como otros países de América Latina no están exentos. Un equipo de investigadores del Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), perteneciente a las facultades de Ciencias Exactas y Ciencias Naturales y Museo de la Universidad Nacional de La Plata, al CONICET y a la CICPBA, estudian la comunicación entre tracto digestivo-cerebro y analizan distintos fármacos destinados a combatir desórdenes alimenticios.
Para entender mejor a la obesidad a nivel fisiológico podemos pensarla como la consecuencia de un balance energético positivo, es decir, una situación en donde ingresan más calorías de las que se gastan. Las calorías ingresan a nuestro cuerpo exclusivamente a través de alimentación, que a su vez está condicionada por múltiples factores que van desde algunos propios de los individuos, como la carga genética o el conocimiento apropiado de qué y cómo comer, hasta factores externos que en las sociedades occidentales dependen fundamentalmente de las políticas de estado y de la industria alimenticia, entre otros.
La ingesta de alimentos es un proceso biológico extremadamente complejo que incluye instancias previas a la ingesta per se, como el deseo de comer o iniciar la búsqueda de alimentos, acciones propias de la ingesta, cómo cuanto comer o qué comer, e instancias posteriores relacionadas a la saciedad, todas estas funciones son controladas por el sistema nervioso central, principalmente el cerebro. Ahora bien, el cerebro no actúa solo ya que sus acciones dependen de la acción bidireccional con el sistema gastrointestinal. Los distintos órganos que conforman el sistema digestivo envían señales químicas hacia el sistema nervioso y regulan finamente funciones como la glucemia o el apetito.
El Grupo de Neurofisiología del IMBICE busca entender cómo es esta comunicación entre el tracto digestivo y el sistema nervioso y qué sucede con esta comunicación en contextos de desórdenes alimenticios o metabólicos como la obesidad, los atracones o ante la ingesta insuficiente de alimentos.
En el laboratorio se estudian distintas hormonas producidas por el tracto gastrointestinal que al actuar sobre el cerebro regulan aspectos como el hambre y la saciedad, los niveles de glucosa y triglicéridos en sangre, cuándo empezar a comer y cuánto hacerlo, el placer que experimentamos al ingerir alimentos o bebidas, e incluso pueden condicionar nuestro estado de ánimo.
El Dr. Mario Perelló, director de IMBICE nos cuenta que “en el marco de nuestras posibilidades intentamos ir desde aspectos netamente moleculares de cómo funcionan estos sistemas hasta realizar estudios en personas, que los llevamos adelante en colaboración con centros de salud. Gran parte de los estudios se realizan en ratones, modificados genéticamente o tratados con drogas experimentales, con los que se pueden realizar estudios preclínicos en forma controlada y sistemática”.
“Desde el año 2010, en el Grupo de Neurofisiología hemos estudiamos las bases neurobiológicas a través de las cuales la hormona ghrelina, producida en el estómago, actúa sobre algunas regiones del cerebro de ratones estimulando el placer experimentado al comer un alimento con alto contenido calórico. Esta experiencia placentera condiciona el tipo de alimento que nos interesa consumir y cuanto de él ingerimos”.
La ghrelina no es la única hormona gastrointestinal que actúa sobre el sistema nervioso. En el laboratorio también estudian al péptido similar a glucagón tipo 1 y al péptido antimicrobiano 2 expresado por el hígado (GLP1 y LEAP2 por sus siglas en inglés respectivamente), dos hormonas que se liberan a la sangre cuando el animal está saciado y le informan al cerebro que es momento de dejar de comer.
Otro aspecto de interés para el laboratorio es estudiar cómo los receptores cerebrales para algunas de estas hormonas se encuentran juntos en determinadas regiones del cerebro pudiendo afectar uno la función del otro. “Entre estos pares de receptores podemos encontrar que el receptor de la ghrelina interactúa con el receptor de GLP1, o con el receptor de cannabinoides, que entre otras cosas media las acciones de los compuestos psicoactivos de la marihuana. Esta distribución conjunta de los receptores en el cerebro nos ha llevado a complejizar las maneras en las que pensamos la regulación de la ingesta de alimentos. No solo es una hormona actuando sobre un receptor, sino que son un cóctel de hormonas impactando sobre múltiples receptores los cuales pueden modular su actividad unos a otros”, detalló el Dr. Franco Barrile integrante del equipo de trabajo.
“Por otro lado, este cóctel de hormonas y su acción sobre el cerebro puede cambiar según el contexto energético del organismo. En el laboratorio encontramos que, ante un balance energético negativo como el ayuno en donde el organismo gasta más energía de la que consume, el receptor en el cerebro de la ghrelina es necesario para que los animales puedan adaptarse y subsistir a estas condiciones metabólicas severas. Esta adaptación implica un remodelado de los circuitos neuronales que permite que el animal no sufra un déficit mortal de la glucosa en sangre consecuencia del ayuno al que está expuesto”. Así, se puede observar que esta interacción entre hormonas producidas por el tracto digestivo, sus receptores en el cerebro y determinadas poblaciones neuronales, permiten que el animal pueda enfrentar condiciones metabólicas adversas.
Ahora bien, estas hormonas también pueden actuar sobre otras regiones del cerebro que modulan el consumo de alimentos con alta palatabilidad. Una de las dianas cerebrales de las hormonas del sistema gastrointestinal produce el neurotransmisor dopamina, el cual es en parte responsable del placer experimentado al comer alimentos energéticamente densos, como comidas con alto contenido en grasas o en azúcares. En el laboratorio encontramos que dichas regiones del cerebro son sensibles a las hormonas del tracto digestivo (como la ghrelina y LEAP2) las cuales pueden regular la actividad de dichas neuronas actúan, como quien sube o baja el volumen de una radio.
El Dr. Barrile, quien recientemente defendió su Tesis Doctoral en la Facultad de Ciencias Naturales y Museo de la UNLP, nos cuenta que “en el laboratorio intentamos hacer un abordaje amplio de nuestras investigaciones y estudiamos en detalle los subtipos neuronales implicados, su distribución tridimensional y conectividad en el cerebro y las implicancias comportamentales, conocer mejor cómo funcionan estos sistemas que controlan el apetito facilitará el desarrollo de terapias para regularlos y minimizar los efectos adverso. Así, la acción de estas hormonas puede modificar la cantidad alimentos energéticamente densos que un animal consume, e incluso, pueden alterar estado emocional asociado a una determinada comida. De esta manera, estudiar como estas hormonas regulan dichas regiones del cerebro es crucial para entender diferentes aspectos de los desórdenes de la conducta alimenticia como el trastorno por atracón.”
Perelló agregó por último, “es interesante destacar que a lo largo de los años hubo múltiples intentos por desarrollar terapias basadas en fármacos que permitan combatir distintos desórdenes de la conducta alimenticia, aunque no todas resultaron exitosas. Algunos de estos fármacos intervienen en distintos pasos de la comunicación entre las hormonas gastrointestinales y el cerebro, en general estimulando o inhibiendo los receptores sobre los que actúan”.
“Actualmente, en el laboratorio estamos investigando distintos aspectos de un fármaco llamado liraglutide que, al unirse al receptor de GLP1, reduce el consumo de alimentos y la glucosa en sangre, siendo un potencial terapéutico para combatir la diabetes mellitus tipo 2. El marcado interés clínico sobre la comunicación entre tracto digestivo-cerebro subraya la importancia de continuar investigando estos sistemas para entender más y mejor como abordarlos en contextos patológicos”.
