Le registrazioni del tronco cerebrale mostrano che le nostre papille gustative sono la prima linea di difesa contro il mangiare troppo velocemente. Capire come ciò accade può portare a nuove strade per perdere peso.
Soppressione sequenziale dell’appetito tramite feedback orale e viscerale al tronco cerebrale. Riepilogo Il completamento di un pasto è controllato da specifici circuiti neurali nel tronco cerebrale caudale. Una sfida fondamentale è capire come questi circuiti trasformano i segnali sensoriali generati durante l’alimentazione nel controllo dinamico del comportamento. Il nucleo caudale del tratto solitario (cNTS) è il primo sito nel cervello in cui vengono rilevati e integrati molti segnali relativi al pasto, ma non è noto come il cNTS elabori il feedback ingestivo durante il comportamento. Qui descriviamo come i neuroni dell’ormone di rilascio della prolattina (PRLH) e del GCG , due tipi principali di cellule cNTS che promuovono la sazietà non avversiva , vengono regolati durante l’ingestione. I neuroni PRLH hanno mostrato un’attivazione sostenuta mediante feedback viscerale quando i nutrienti venivano infusi nello stomaco, ma queste risposte sostenute erano sostanzialmente ridotte durante il consumo orale. Invece, i neuroni PRLH sono passati a uno schema di attività fasica limitato nel tempo all’ingestione e legato al gusto del cibo. Le manipolazioni optogenetiche hanno rivelato che i neuroni PRLH controllano la durata delle raffiche di alimentazione su scale temporali di secondi, rivelando un meccanismo mediante il quale i segnali orosensoriali retroagiscono per rallentare la velocità di ingestione . Al contrario, i neuroni GCG venivano attivati dal feedback meccanico dell’intestino, monitorando la quantità di cibo consumato e promuovendo la sazietà che durava decine di minuti. Questi risultati rivelano che segnali sequenziali di feedback negativo provenienti dalla bocca e dall’intestino attivano circuiti distinti nel tronco cerebrale caudale, che a loro volta controllano gli elementi del comportamento alimentare che operano su scale temporali brevi e lunghe. |
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Quando desideri ardentemente una cena tanto attesa, i segnali dallo stomaco al cervello ti impediscono di mangiare così tanto che poi te ne pentirai, o almeno così si pensa. Quella teoria non era mai stata testata direttamente fino a quando un team di scienziati dell’Università della California, a San Francisco, non ha recentemente affrontato la questione.
Si scopre che l’immagine è leggermente diversa.
Il team, guidato da Zachary Knight, PhD, professore di fisiologia dell’UCSF presso il Kavli Institute for Fundamental Neuroscience, ha scoperto che è il nostro senso del gusto che ci allontana dall’orlo dell’inalazione di cibo in una giornata affamata. Stimolati dalla percezione del gusto, un insieme di neuroni (un tipo di cellula cerebrale) si attiva quasi immediatamente per ridurre l’assunzione di cibo.
"Abbiamo scoperto una logica che utilizza il tronco encefalico per controllare quanto velocemente e quanto mangiamo, utilizzando due diversi tipi di segnali , uno che arriva dalla bocca e uno che arriva molto più tardi dall’intestino , " ha detto Knight, che è anche ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute e membro dell’UCSF Weill Institute for Neurosciences. "Questa scoperta ci fornisce un nuovo quadro per comprendere come controlliamo la nostra dieta".
Lo studio di Nature potrebbe aiutare a rivelare esattamente come funzionano i farmaci dimagranti e come renderli più efficaci.
Nuove visioni del tronco encefalico
Pavlov propose più di un secolo fa che la vista, l’olfatto e il gusto del cibo fossero importanti per regolare la digestione. Studi più recenti degli anni ’70 e ’80 hanno anche suggerito che il gusto del cibo può limitare la velocità con cui mangiamo, ma è stato impossibile studiare l’attività cerebrale rilevante durante il pasto perché le cellule cerebrali che controllano questo processo si trovano in profondità nel tronco encefalico. rendendoli difficili da accedere o registrare in un animale sveglio. Nel corso degli anni, l’idea era stata dimenticata, ha detto Knight.
Nuove tecniche sviluppate dall’autore principale Truong Ly, PhD, uno studente laureato nel laboratorio di Knight, hanno permesso per la prima volta di immaginare e registrare una struttura del tronco cerebrale fondamentale per sentirsi sazi, chiamata nucleo del tratto solitario , o NTS, in un topo sveglio . Ha usato queste tecniche per esaminare due tipi di neuroni che sono noti da decenni per svolgere un ruolo nell’assunzione di cibo.
Il team ha scoperto che quando mettevano il cibo direttamente nello stomaco del topo, le cellule cerebrali chiamate PRLH ( ormone di rilascio della prolattina ) venivano attivate dai segnali nutrizionali inviati dal tratto gastrointestinale, in linea con il pensiero tradizionale e i risultati di studi precedenti.
Tuttavia, quando hanno permesso ai topi di mangiare il cibo come farebbero normalmente, quei segnali intestinali non sono comparsi . Invece, le cellule cerebrali PRLH sono passate a un nuovo modello di attività completamente controllato dai segnali provenienti dalla bocca .
"È stata una sorpresa totale che queste cellule fossero attivate dalla percezione del gusto", ha detto Ly. "Ciò dimostra che ci sono altri componenti del sistema di controllo dell’appetito a cui dovremmo pensare."
Anche se può sembrare controintuitivo che il nostro cervello rallenti il consumo di cibo quando abbiamo fame, in realtà il cervello utilizza il gusto del cibo in due modi diversi contemporaneamente. Una parte dice: "Questo è buono, mangia di più", e un’altra parte osserva quanto velocemente mangi e dice: "Rallenta o ti ammalerai ". "L’equilibrio tra i due è quanto velocemente lo mangi, "disse il Cavaliere.
L’attività dei neuroni PRLH sembra influenzare il gusto del cibo nei topi, ha detto Ly. Ciò si adatta alla nostra esperienza umana secondo cui il cibo è meno appetitoso una volta che sei sazio .
Cellule cerebrali che ispirano farmaci per la perdita di peso
Il rallentamento indotto dal neurone PRLH ha senso anche in termini di tempistica. Il gusto del cibo fa sì che questi neuroni cambino la loro attività in pochi secondi, dal controllo dell’intestino alla risposta ai segnali provenienti dalla bocca.
Nel frattempo, ci vogliono molti minuti perché un diverso gruppo di cellule cerebrali, chiamate neuroni CGC, inizi a rispondere ai segnali provenienti dallo stomaco e dall’intestino. Queste cellule agiscono su scale temporali molto più lente (decine di minuti) e possono trattenere la fame per un periodo di tempo molto più lungo.
"Insieme, questi due gruppi di neuroni creano un ciclo di feedback", ha detto Knight. "Uno usa il gusto per rallentare le cose e anticipare ciò che accadrà. L’altro usa un segnale viscerale per dire: ’Questo è quello che ho veramente mangiato. Ok, sono pieno adesso!’"
La risposta delle cellule cerebrali CGC ai segnali di allungamento provenienti dall’intestino è quella di rilasciare GLP-1, l’ormone imitato da alcuni farmaci dimagranti (semaglutide).
Questi farmaci agiscono nella stessa regione del tronco cerebrale che la tecnologia di Ly ha finalmente permesso ai ricercatori di studiare. "Ora abbiamo un modo per svelare cosa succede nel cervello che fa funzionare questi farmaci", ha detto.
Una comprensione più profonda di come i segnali provenienti da diverse parti del corpo controllano l’appetito aprirebbe la porta alla progettazione di regimi di perdita di peso su misura per il modo in cui le persone mangiano, ottimizzando il modo in cui interagiscono i segnali provenienti dai due gruppi di cellule cerebrali. , hanno detto i ricercatori.
Il team intende indagare su tali interazioni, cercando di comprendere meglio come i segnali di gusto del cibo interagiscono con il feedback dell’intestino per sopprimere l’appetito durante un pasto.
