Todos los animales, incluidos los humanos, adoran la comida dulce, especialmente cuando tenemos hambre. Pero si eres alguien que nunca rechaza el postre en circunstancias normales, intenta devorar seis donas como un experimento científico. Incluso la pieza más húmeda y aterciopelada.de pastel de chocolate parecerá mucho menos apetitoso, y es probable que comas menos.
El cerebro procesa muchas señales que nos ayudan a regular lo que comemos y cuánto. ¿Cómo sabemos qué sabe bien y qué no? Y cómo nuestro cerebro nos dice cuánto comer cuando realmente no tenemos hambre,versus cuando estamos hambrientos después de un largo entrenamiento?
Investigadores de la Universidad Rockefeller trabajando con Drosophila las moscas nos han acercado un paso más a la comprensión de la biología de la alimentación. En un estudio publicado en Celda , han identificado un conjunto de neuronas que se activan solo cuando las moscas comen una solución muy dulce, especialmente cuando las moscas tienen hambre. Si la comida es menos dulce, o cuando las moscas están relativamente llenas, estas neuronas se vuelven menosactivo.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que estas células cerebrales se conectan a las neuronas gustativas en la faringe o la garganta, en lugar de en el equivalente de la lengua a la mosca, lo que significa que las moscas pueden saborear directamente y controlar la comida mientras la tragan.
"Estas neuronas en el cerebro de la mosca son parte de algo parecido a un 'circuito alimentario'", dice Nilay Yapici, becaria postdoctoral en el laboratorio de la autora principal Leslie Vosshall, profesora Robin Chemers Neustein y directora del Laboratorio de Neurogenética yComportamiento: existen algunos aspectos de este "circuito alimentario" en muchos otros animales, como ratones y humanos, y uno de los próximos pasos en la investigación será examinar si otros aspectos, como las neuronas específicas que Yapici y Vosshall han identificadoexisten moscas en el cerebro de los mamíferos ". Todavía no sabemos si ese es el caso", dice Yapici, "pero sería muy emocionante, especialmente si nos permite aprender más sobre cómo comemos y por qué a menudocomer demasiado."
hora de la cena
Así es como parece funcionar el circuito: las neuronas gustativas en la faringe garganta de las moscas se conectan a un grupo de 12 neuronas, conocidas como células IN1, que a su vez transmiten señales a los circuitos neuronales que le indican al cerebro si debe seguir comiendo.
"Estas 12 interneuronas ayudan al cerebro a identificar lo que están comiendo las moscas y ayudan a regular si deben continuar o no", dice Yapici. "Si le damos algo dulce a las moscas y tienen hambre, comerán continuamente. Si es menosdulce, no comen tanto. Las neuronas están ayudando al cerebro a evaluar lo que come el animal mientras lo come ".
Un nuevo enfoque
Es difícil hacer un seguimiento de la cantidad de moscas que come cada día. Cada mosca es pequeña y consume aproximadamente un microlitro de alimento al día, lo que hace que sea muy difícil medir pequeñas diferencias en la ingesta de alimentos. Para el estudio actual, Yapici, Vosshall y sussus colegas fueron pioneros en una nueva técnica que llaman Expresso, un sensor exquisitamente preciso que registra continuamente cuánto consumen las moscas en tiempo real.
Mientras las moscas comen, los investigadores pueden observar sus cerebros usando un monitor que captura los niveles de calcio en las neuronas, un proxy de la actividad neuronal. Esta parte del estudio se realizó en colaboración con Raphael Cohn, un estudiante graduado en el laboratorio deVanessa Ruta, Gabrielle H. Reem y Herbert J. Kayden Profesora Asistente y jefa del Laboratorio de Neurofisiología y Comportamiento.
Para identificar las neuronas específicas involucradas en el comportamiento alimentario, los investigadores inhibieron diferentes poblaciones de neuronas y observaron lo que cambió como resultado. Descubrieron que cuando inhibían las células IN1, las moscas comenzaron a comer pero se detendrían prematuramente, incluso sitodavía tenían hambre. "Silenciar la actividad de estas neuronas parece suprimir la ingesta de alimentos", dice Yapici. Además, cuando los investigadores volvieron a activar estas neuronas, las moscas saciadas comieron como si se estuvieran muriendo de hambre.
Luego, los investigadores observaron cómo se comporta este grupo específico de neuronas en situaciones normales. Descubrieron que cuando las moscas hambrientas beben incluso una pequeña cantidad de comida sabrosa y dulce, las células IN1 se activan y permanecen activas durante muchos minutos después de que la comidaLos investigadores piensan que la actividad de las células IN1 lleva a estos animales a ingerir alimentos. Por lo tanto, tiene sentido que cuando las moscas no tienen hambre y encuentran alimentos dulces, las neuronas aún se activan, pero se calman relativamente rápido.las moscas tienen hambre y solo tienen la opción de alimentos menos sabrosos, las neuronas aún exhiben una explosión de actividad, pero se calma rápidamente, de manera similar a lo que sucede cuando las moscas saciadas reciben alimentos sabrosos. En cada caso, la actividad de las células IN1reflejó el comportamiento alimenticio de la mosca.
Hambriento de ayuda
Los investigadores creen que estos hallazgos pueden tener implicaciones para enfermedades relacionadas con la ingesta de alimentos como la obesidad. "El objetivo de estudiar el comportamiento de la ingesta de alimentos", dice Yapici, "es comprender las señales biológicas que nos hacen comer".
Al trabajar con moscas, que tienen cerebros relativamente pequeños en comparación con los mamíferos, los investigadores pueden identificar y manipular más fácilmente circuitos específicos que regulan la ingesta de alimentos, y luego ver si hay vías similares en juego con animales con neurocircuitos más complejos, como ratones yotros mamíferos. "Si encuentra mecanismos neuronales en la mosca, puede buscar principios similares en un modelo de ratón, ya que sabe lo que está buscando, puede ser más fácil de encontrar", dice Yapici.
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Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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