HUnger é uma força poderosa essencial para a sobrevivência, levando os indivíduos a procurar comida. Para os primeiros humanos, alimentou o movimento intencional enquanto caçavam presas e reuniam plantas a longas distâncias. Hoje, esse passeio mudou principalmente para forragear em supermercados ou jardins. Mas a fome é apenas um lado da moeda – o outro é a saciedade, a sensação de plenitude que sinaliza que é hora de parar de comer, e é igualmente importante para manter o equilíbrio energético.
O hipotálamo é tradicionalmente visto como o principal centro de controle para gerenciar fome e saciedade, processamento de informações sobre sabor, hormônios digestivos e nutriente níveis. Mas pesquisas recentes sugerem que outras regiões, como o tronco cerebraltambém desempenham um papel no controle do apetite, embora os mecanismos exatos não estejam claros.1 Este insight inspirado Alexander Nectowum neurocientista da Universidade de Columbia, para investigar o núcleo da rafe dorsal (DRN), uma pequena área no tronco cerebral.
Alexander Nectow estuda tipos de células do tronco cerebral que regulam a ingestão de alimentos e o gasto energético.
Paul Morejón
Até recentemente, caracterizar os vários tipos de células no DRN era um desafio devido à diversidade molecular e espacial da região. Mas, usando uma nova técnica de perfil molecular de célula única, Nectow e sua equipe descobriram neurônios anteriormente desconhecidos na DRN que expressavam hormônios relacionados ao apetite, sugerindo um papel na regulação da saciedade. Publicado em Céluladeles descobertas revelou que, diferentemente de outras células relacionadas à saciedade conhecidas, que respondem a pistas singulares, esses neurônios DRN integram vários sinais e atuam como a tomada de decisão final que diz ao corpo quando parar de comer.2 Essa descoberta lança nova luz sobre a biologia da saciedade e pode abrir caminho para tratamentos inovadores para a obesidade.
“O verdadeiro desafio é entender como esses processos de alimentação e saciedade) funcionam juntos para controlar um comportamento complexo”, disse Scott Stersonum neurocientista da Universidade da Califórnia, San Diego, que não estava envolvido no estudo. “Este trabalho fornece outra parte da lista do processo (de saciedade).”
Para o estudo deles, Nectow e sua equipe usaram fenotipagem de resolução única para discernir os locais e composições moleculares de diferentes tipos de células na DRN que podem estar envolvidos na regulação do apetite. Para surpresa dos pesquisadores, eles encontraram uma população de neurônios anteriormente não reconhecidos que expressavam altos níveis de colecistocinina (CCK).
Embora o CCK seja um hormônio peptídico liberado no intestino, também existem neurônios que expressam CCK em outras partes do cérebro que são conhecidos por controlar a alimentação suprimindo o apetite. “Então, ficamos realmente empolgados quando o CCK saiu dessa subpopulação de neurônios que não havia estudado antes”, disse Nectow. “Nós pensamos: ‘Oh, isso é bastante interessante.’”
Para explorar se esses neurônios recém -identificados ajudam a regular o apetite, os pesquisadores usaram a optogenética para ligar e desligar os neurônios CCK em camundongos. Sempre que ativavam os neurônios, os ratos comiam refeições menores.
Para entender como esses neurônios CCK suprimem a alimentação, a equipe rastreou sua atividade durante a alimentação. Suas gravações mostraram que a atividade atingiu o pico após cada mordida e depois diminuiu rapidamente. O padrão de disparo distinto e repetido sugere que esses neurônios rastreiam a ingestão de alimentos em uma base por mordida.
Com base nessa observação, Nectow levantou a hipótese de que os neurônios atuam como “um contador realmente idiota que pode contar para um e depois redefinir”. Ele explicou: “Embora isso seja bobo, acaba sendo bastante útil para o cérebro, porque (esses neurônios) podem efetivamente dizer ao cérebro o que o animal espera receber em termos de conteúdo calórico”.
Em um experimento separado, os pesquisadores exploraram se esse efeito continuou a uma hora mais longa. Eles descobriram que a ativação dos neurônios CCK antes de uma refeição reduziu significativamente a ingestão de alimentos ao longo da duração de uma hora. Com base nessa observação, eles argumentaram que, embora os sinais dos neurônios CCK sejam breves, seus efeitos são sustentados, levando a uma supressão prolongada do apetite.
Consistente com isso, os ratos diminuíram gradualmente a ingestão de alimentos na primeira metade da refeição, sugerindo que os neurônios CCK produzem um sinal de saciedade atrasado que gradualmente reduz o apetite e termina a refeição. “Para que esse atraso exista, esses neurônios precisam manter a memória do fato de que precisam ter essa ação”, explicou Nectow. No entanto, como os neurônios CCK armazenam esse tipo de memória ainda não está claro.
Em seguida, os pesquisadores exploraram se esses neurônios respondem a pistas sensoriais associadas aos alimentos, além do ato de comer. Eles descobriram que os neurônios da CCK foram ativados quando os ratos viram pellets de alimentos atrás de uma barreira inacessível ou cheirados embrulhados em papel alumínio, sugerindo que esses neurônios podem processar diferentes pistas sensoriais.
Além de responder a pistas sensoriais, os pesquisadores também testaram a sensibilidade dos neurônios aos sinais derivados do intestino. Eles descobriram que os neurônios eram silenciados por grelina, um hormônio estimulante do apetite e ativado por um Peptídeo 1 do tipo glucagon Agonista do receptor, uma classe de medicamentos comumente usada para tratar a obesidade e o diabetes.
Como esses neurônios pareciam integrar vários fluxos de informação, os pesquisadores mapearam as entradas e as vias de sinalização dos neurônios CCK. Eles descobriram que esses neurônios são centrais para vários loops de feedback relacionados à saciedade e projetam-se para as principais regiões do cérebro, incluindo o hipotálamo, envolvidas na regulação do apetite.
Para Nectow, muitas perguntas permanecem. Ele pretende explorar quais nutrientes ativam esses neurônios, como eles interagem com outras redes neurais, como as envolvidas na aprendizagem e se contribuem para a obesidade. Sternson acrescentou que está particularmente interessado em como esses neurônios CCK podem influenciar a alimentação hedônica, o desejo de comer puramente por prazer, mesmo quando o corpo não precisa das calorias.