Los científicos de Scripps Research han logrado un gran avance que podría allanar el camino para nuevos tratamientos para la pérdida de peso y la salud metabólica. Cuando se exponen a temperaturas frías, los mamíferos instintivamente gastan más energía para mantener una temperatura corporal estable. Este aumento en el gasto energético provoca un aumento del apetito y de la ingesta de alimentos, pero se desconocen los mecanismos específicos que controlan este fenómeno.
Los neurocientíficos del Instituto de Investigación Scripps ahora han identificado el circuito cerebral que causa un aumento del apetito durante las temperaturas frías.
En el nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature, los investigadores identificaron un grupo de neuronas que son el "interruptor" de este comportamiento de búsqueda de alimento relacionado con el frío en ratones. El descubrimiento podría conducir a posibles tratamientos para la salud metabólica y la pérdida de peso.
"Este es un mecanismo adaptativo fundamental en los mamíferos, y los tratamientos futuros dirigidos a este mecanismo pueden mejorar los beneficios metabólicos del frío u otras formas de quema de grasa", afirmó el Dr. Neeraj Lal, autor principal del estudio y profesor asociado y catedrático Abed-Vivid de Química y Biología Química en Scripps Research. El primer autor del estudio es Neeraj Lal, Ph.D., asociado postdoctoral en el laboratorio de Ye.
Debido a que la exposición a ambientes fríos aumenta el gasto de energía para mantenerse caliente, la inmersión en agua fría y otras formas de "terapia de frío" se han explorado como métodos para perder peso y mejorar la salud metabólica. Un inconveniente de la terapia con frío es que los humanos no desarrollaron su respuesta al frío con el propósito de perder peso (un efecto que podría haber sido fatal durante los tiempos premodernos de frecuente escasez de alimentos). Al igual que la dieta y el ejercicio, el frío puede aumentar el apetito, contrarrestando cualquier resultado de pérdida de peso. En este estudio, Ye y su equipo intentaron identificar los circuitos cerebrales que median este aumento del apetito inducido por el frío.
Una de las primeras cosas que observaron fue que con el inicio de las temperaturas frías (de 73 grados Fahrenheit a 39 grados Fahrenheit), los ratones aumentaron la búsqueda de alimento solo después de un retraso de aproximadamente seis horas, lo que sugiere que este cambio de comportamiento no fue simplemente un resultado directo de la sensación de frío.
Los investigadores utilizaron técnicas de microscopía de lámina de luz y limpieza de todo el cerebro para comparar la actividad de las neuronas en todo el cerebro en condiciones frías y cálidas. Pronto descubrieron un fenómeno clave: si bien la mayoría de las neuronas del cerebro tenían una actividad mucho menor en condiciones de frío, algunas neuronas en una región llamada tálamo estaban más activadas.
Finalmente, el equipo se centró en una población específica de neuronas llamada núcleo xifoides de la línea media del tálamo y demostró que, en condiciones de frío, la actividad de estas neuronas aumenta antes de que los ratones emerjan de la hibernación inducida por el frío para buscar alimento. El aumento de la actividad en el núcleo xifoides fue mayor cuando había menos alimentos disponibles al inicio de las condiciones de frío, lo que sugiere que estas neuronas estaban respondiendo al déficit de energía causado por el frío en lugar del frío en sí.
Cuando los investigadores activaron artificialmente estas neuronas, los ratones aumentaron la actividad de búsqueda de alimentos, pero no otras actividades. Asimismo, cuando el equipo inhibió la actividad de estas neuronas, se redujo el comportamiento de búsqueda de alimento de los ratones. Estos efectos sólo se producen en condiciones de frío, lo que significa que las bajas temperaturas proporcionan una señal separada que también debe acompañar a los cambios en el apetito.
En una serie final de experimentos, el equipo descubrió que estas neuronas del núcleo xifoides se proyectan a una región del cerebro llamada núcleo Akulomb, un área conocida desde hace mucho tiempo por integrar señales de recompensa y aversión para guiar el comportamiento, incluida la alimentación.
Ye dijo que estos resultados pueden, en última instancia, tener implicaciones clínicas porque muestran que es posible bloquear el aumento del apetito típicamente causado por el frío, lo que hace que una terapia de exposición al frío relativamente simple sea más efectiva para promover la pérdida de peso.
"Uno de nuestros principales objetivos ahora es descubrir cómo disociar el aumento del apetito del aumento del gasto de energía. También queremos descubrir si este aumento del apetito inducido por el frío es parte de un mecanismo más amplio que el cuerpo utiliza para compensar el gasto de energía adicional, como después del ejercicio", dijo.