Baylor College of Medicine
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Resumen El mecanismo de circuitos neuronales que subyace al control dopaminérgico (DA) de la conducta de alimentación innata no está caracterizado en gran medida. Aquí, identificamos una subpoblación de neuronas DA situadas en el área tegmental ventral caudal (cVTA) que inervan directamente neuronas que expresan DRD1 dentro del núcleo parabraquial lateral (LPBN). Este circuito neural suprime de forma potente la ingesta de alimentos mediante una respuesta de saciedad mejorada. En particular, esta cohorte de neuronas DAcVTA se activa inmediatamente antes del cese de cada sesión de alimentación. La inhibición aguda de estas neuronas DA antes de la terminación del combate suprime sustancialmente la saciedad y prolonga la alimentación consumatoria. La activación de las neuronas postsinápticas DRD1LPBN inhibe la alimentación, mientras que la deleción genética de Drd1 dentro del LPBN provoca un fuerte aumento de la ingesta de alimentos y el consiguiente aumento de peso. Además, la señalización DRD1LPBN manifiesta el mecanismo central en la hipofagia inducida por metilfenidato. En conclusión, nuestro estudio ilumina un circuito DAérgico del rombencéfalo que controla la alimentación a través de la regulación dinámica en la respuesta de saciedad y la estructura de la comida. |
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Como una buena historia, la alimentación tiene un principio, un desarrollo y un final. Comienza con el apetito que impulsa la búsqueda de alimentos, continúa con la ingesta de alimentos y termina cuando llega la saciedad y se detiene el consumo de alimentos.
En Baylor College of Medicine, el Dr. Qi Wu, el Dr. Yong Han y sus colegas han descubierto nuevos aspectos de la última parte de esta historia que se relacionan con los circuitos neuronales poco conocidos y los neurotransmisores involucrados en terminar con el consumo de alimentos.
El equipo descubrió un circuito novedoso que conecta un subconjunto único de neuronas productoras de dopamina con neuronas aguas abajo en el rombencéfalo (tronco cerebral inferior) y suprime de manera potente la ingesta de alimentos al desencadenar la saciedad en ratones.
También encontraron que el fármaco metilfenidato (MPH) aprobado por la FDA media su notable efecto de pérdida de peso al activar este circuito en particular, lo que abre la posibilidad de que la regulación de este circuito pueda ayudar a las personas a controlar el peso. El estudio aparece en la revista Sciences Advances.
"Muchas personas luchan con el control de peso, comen más de lo que el cuerpo necesita, lo que agrega kilos de más que pueden conducir a la obesidad y a un mayor riesgo de enfermedades graves como enfermedades cardíacas, derrames cerebrales y diabetes tipo 2", dijo Han, asociado postdoctoral en pediatría-nutrición en el laboratorio de Wu y el primer autor de este estudio. "Nuestro laboratorio está interesado en mejorar nuestra comprensión de lo que sucede en el cerebro durante la alimentación con la esperanza de que nuestros hallazgos algún día ayuden a las personas a controlar mejor su peso".
Nuevos conocimientos sobre la regulación cerebral de la respuesta de saciedad:
"El estudio actual trata sobre un circuito en el cerebro que ayuda a regular con precisión el tamaño de la porción de comida que se consume", dijo Wu, profesor asistente de pediatría-nutrición y autor correspondiente del estudio. "No se trata de cómo comienza la comida, sino de cómo termina. Se trata de la respuesta de saciedad, que es tan importante como el apetito".
Utilizando varias técnicas avanzadas para estudiar la función neuronal, incluido el mapeo de circuitos específicos de las células, la optogenética y las grabaciones en tiempo real de la actividad cerebral, los investigadores descubrieron un circuito neuronal novedoso que conecta un grupo único de neuronas productoras de dopamina llamado DA-VTA con un objetivo descendente. neuronas conocidas como DRD1-LPBN y regulan el consumo de alimentos en ratones.
El equipo examinó las actividades de los dos conjuntos de neuronas mientras los ratones comían. Observaron que la actividad de estas neuronas DA-VTA aumentaba inmediatamente antes de que los animales dejaran de comer. Cuando los investigadores inhibieron genéticamente estas neuronas, los animales prolongaron su alimentación, aumentando drásticamente el tamaño de la porción. Esto sugiere que la inhibición del circuito previno la respuesta de saciedad. También encontraron que la mejora de la actividad de las neuronas DRD1-LPBN, que reciben señales de las neuronas DA-VTA, generaba de manera robusta la respuesta de terminación de la comida.
Los investigadores también encontraron que el circuito novedoso mediaba el efecto de pérdida de peso asociado con tomar el medicamento MPH, que está aprobado para mitigar el trastorno por déficit de atención con hiperactividad.
"Se han propuesto otros circuitos cerebrales para regular la alimentación, pero el que descubrimos es el primero en describirse completamente para regular el tamaño de las porciones a través de la señalización de la dopamina", dijo Han. "Nuestro nuevo estudio muestra que un circuito que conecta las neuronas que producen dopamina, un mensajero químico previamente conocido por la regulación de la motivación y el placer, tiene un nuevo papel en el control de la alimentación mediante la regulación dinámica de la respuesta de saciedad".
"Nuestro hallazgo de que MPH suprime la alimentación y reduce el peso corporal en ratones de laboratorio al fortalecer el circuito novedoso apoyado por la dopamina que descubrimos, sugiere una posible aplicación no autorizada de una clase de MPH y derivados para combatir la obesidad", dijo Wu. "Esto también tiene implicaciones para el desarrollo futuro de la medicina de precisión basada en circuitos que puede ofrecer resultados de reducción de peso con mayor seguridad y eficacia".