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Neurociencias | Es endulzante y tu cerebro lo sabe

por 21 octubre, 2020

Neurociencias | Es endulzante y tu cerebro lo sabe
Debido al alto poder energético del azúcar, todo el reino animal ha desarrollado circuitos neuronales destinados a buscar, reconocer y motivar el consumo de azúcar, y en la mayoría de las especies, incluyendo a los humanos, el reclutamiento de esta circuitería involucra regiones cerebrales que regulan no solo el consumo energético, si no que también, la recompensa y el placer, razón por la que la comunidad médica y científica reconoce la ardua tarea que es limitar el consumo de este dulce pecado. 
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Si bien sabemos que el azúcar es una fuente fundamental de energía, también sabemos que un exceso de este en nuestra dieta es perjudicial para la salud, dando lugar para que se desarrollen enfermedades como la temida diabetes y la ampliamente diagnosticada obesidad, las cuales, en caso de no tomar las medidas necesarias, pueden llegar a tener un gran impacto negativo en nuestra vida. Estos hechos no deben ser tomados a la ligera, ya que, aunque recientemente en el país se observe una tendencia a optar por endulzantes como alternativa más saludable, seguimos siendo unos de los países con mayor índice de obesidad y consumo de azúcar per cápita. Sin embargo, si tienes dificultades para dejar el azúcar, y por más que lo intentes, los endulzantes simplemente no logran evocar la misma sensación placentera que puede llegar a provocar el azúcar, no te alarmes, no estás sola o solo.

La verdad es que, debido al alto poder energético de este compuesto, todo el reino animal ha desarrollado circuitos neuronales destinados a buscar, reconocer y motivar el consumo de azúcar, y en la mayoría de las especies, incluyendo a los humanos, el reclutamiento de esta circuitería involucra regiones cerebrales que regulan no solo el consumo energético, si no que también, la recompensa y el placer, razón por la que la comunidad médica y científica reconoce la ardua tarea que es limitar el consumo de este dulce pecado. 

Los resultados obtenidos por el equipo de investigación del Dr. Zuker describen un nuevo circuito de comunicación entre nuestro intestino y cerebro y revelan que a pesar de que limitemos nuestro consumo de azúcar para optar por una vida más sana, es muy difícil de engañar al cerebro, aunque en humanos no es imposible.

Dicho todo esto, quizás uno pensaría que solo bastaría con reemplazar el azúcar, o, más específicamente a la glucosa, que es el azúcar principal dentro de una gran familia de moléculas, por alguna de sus muy conocidas alternativas, como los endulzantes naturales o sintéticos. Sin embargo, un estudio realizado por el equipo de investigación del Dr. Charles S. Zuker, en la Universidad de Columbia de Nueva York, Estados Unidos, demostró que al darle la opción a ratones de laboratorio de consumir agua endulzada con glucosa o con endulzante artificial, al cabo de 48 horas, los ratones prefieren consumir solo del agua con glucosa, a pesar de que durante las primeras 15 horas, no denotan una preferencia. Esta observación llevó al Dr. Zuker a pensar que debe haber una fuerte razón para que los ratones, sin saber de maneras de endulzar su agua de bebida y teniendo acceso a distintas botellas con agua dulce, sigan prefiriendo la glucosa sobre los endulzantes a largo plazo. Por esto, se dispusieron a investigar cuáles eran las maneras en que nuestro cerebro procesa el gusto o preferencia por los distintos sabores o nutrientes. 

En un principio, pensaron que podía deberse al aporte calórico, ya que los endulzantes no son capaces de ser procesados como la glucosa, y terminan siendo expulsados de nuestro cuerpo casi intactos. No obstante, cuando reemplazaron la glucosa por un substituto análogo insípido no metabolizable, esto es, que tiene una forma molecular similar, capaz de activar a los mismos receptores, pero que no se puede obtener energía de este ni tiene sabor dulce, volvieron a observar que los ratones desarrollaban una fuerte preferencia a este análogo en comparación al endulzante. Esto daba cuenta a los investigadores de que el sistema encargado de desarrollar esta conducta reconoce a la molécula de azúcar y no a su contenido calórico o productos metabólicos.

En base a estos primeros resultados, los investigadores pensaron que para que un animal desarrolle preferencia por glucosa sobre endulzante, este debe ser capaz de reconocer y distinguir entre dos estímulos dulces igualmente atractivos, por lo que pensaron que, si identificaban a la población de neuronas que respondían selectivamente al consumo de azúcar, podrían acercarse a revelar cómo se controla la preferencia y las bases del deseo por el dulce.

Eje intestino-cerebro

Para poder responder esta interrogante, volvieron a exponer a los animales a glucosa, endulzante o solo agua, y examinaron, mediante técnicas de análisis de fluorescencia, cuáles eran las neuronas en el cerebro que “se prendían” cuando el ratón consumía de las distintas opciones. Esto reveló una importante activación en una región del cerebro conocida como núcleo del tracto solitario (NTS) cuando los ratones consumían glucosa, lo que no se observó cuando optaban por agua con endulzante o solo agua. Interesantemente, con el sustituto insípido obtuvieron la misma respuesta neuronal, lo que indicaba que el sabor no es verdaderamente relevante para obtener el mismo resultado al momento de desarrollar la preferencia. Esto también los llevó a pensar que los receptores de sabor presentes en la lengua quizás no eran los responsables de generar esta marcada diferencia, entonces, lo siguiente que hicieron fue administrar directamente al estómago, mediante una sonda intragástrica, de manera de evitar el paso a través de la lengua y sus receptores de sabor y confirmar esta sospecha. Al realizar este experimento, observaron el mismo patrón de actividad de las neuronas del NTS, evidenciando que el sabor no es realmente relevante, si no que es la molécula de azúcar la que por sí sola puede llegar a generar la conducta de preferencia, y no solo eso, si no que también, cuando intervinieron la principal vía nerviosa de comunicación entre intestino y cerebro, el nervio vago, o cuando “apagaron” genéticamente las neuronas del NTS, esta respuesta dejó de observarse, dando cuenta de la singularidad del eje intestino-cerebro y de cómo este afecta la conducta de los animales. 

Una vez que habían identificado las vías neuronales involucradas en la respuesta de preferencia hacia la glucosa, los investigadores se preguntaron quiénes eran los responsables a nivel del intestino de generar esta elección, o bien, cómo es que la glucosa era reconocida de manera específica en el intestino. Es por esto que estudiaron los sensores presentes en el tejido que son capaces de activar respuestas cuando se exponen a diferentes azúcares. Dentro de estos, la molécula encargada de captar la glucosa en el intestino, conocida como SGLT1, se expresa en dos tipos de células, las llamadas células entéricas y células enteroendocrinas, que se piensa que funcionan como mediadoras de la comunicación entre el sistema gastrointestinal y el nervio vago, ya que secretan una gran variedad de hormonas y moléculas bioactivas, que son considerados como “mensajes” dentro del organismo. Específicamente, SGLT1 es capaz de reconocer a la glucosa y a la galactosa, otro tipo de azúcar presente en distintos alimentos como lácteos y legumbres, y ambas moléculas son capaces de activar a las mismas células del NTS, lo cual no ocurre cuando a los ratones se les administra otros azúcares que no son activadores de SGLT1, como la fructosa y la manosa, ambos presentes en frutas y verduras, o cuando se bloquea farmacológicamente la acción de SGLT1 previo a la ingesta de glucosa. Esto nos dice que este circuito está dedicado únicamente a generar preferencia a la glucosa, y no a otros azúcares que pueden ser ingeridos comúnmente en la dieta diaria. 

Los resultados que el Dr. Zuker y su equipo habían obtenido hasta este punto les permitía describir un circuito intestino-neuronal de manera muy detallada, que se encarga de que los animales deseemos con tanto afán consumir alimentos dulces. Por último, se preguntaron si es que al activar selectivamente a este circuito es posible cambiar la preferencia a alimentos que no sean del gusto del consumidor. Para encontrar la respuesta, los científicos modificaron genéticamente a las neuronas del NTS, mediante una técnica conocida como DREADDs, por sus siglas en inglés que significan “receptores diseñados activados exclusivamente por fármacos”. Esta técnica es muy útil para investigar las vías de comunicación entre nuestros órganos, ya que con ella se puede insertar receptores en células específicas que se quieran estudiar, los cuales solo pueden ser activados por fármacos, o moléculas, que son completamente inofensivas para el organismo. Por lo tanto, los investigadores insertaron DREADDs en las neuronas del NTS de los ratones, y luego procedieron a darles dos opciones de bebidas endulzadas con saborizantes artificiales: una muy dulce y popular entre los ratones, de guinda, y otra no tan dulce y que, por ende, a los roedores no les agradaba mucho, de uva. Cómo era de esperarse, todos los ratones prefirieron la bebida de guinda, pero cuando a la bebida de uva le agregaron la molécula que activaba a los DREADDs presentes en las neuronas del NTS, los ratones cambiaron su preferencia, y al cabo de 48 horas, los roedores consumían casi exclusivamente de la bebida de uva. Con este resultado final, los investigadores no solo confirmaron su sospecha, si no que también fueron capaces de hackear al circuito.

Los resultados obtenidos por el equipo de investigación del Dr. Zuker describen un nuevo circuito de comunicación entre nuestro intestino y cerebro y revelan que a pesar de que limitemos nuestro consumo de azúcar para optar por una vida más sana, es muy difícil de engañar al cerebro, aunque en humanos no es imposible.

Así que la próxima vez que te encuentres con esas ganas tremendas de comer algo dulce, después de haber estado limitando tu consumo de azúcar mediante el uso de endulzantes artificiales, recuerda que solo es tu cerebro echando de menos a su tan preciado manjar.

Referencia: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2199-7

* Este artículo surge del convenio con el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso.

 

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