Las células que controlan el hambre afectan la estructura y función del cerebro

La región de la corteza prefrontal del cerebro humano es responsable de una variedad de funciones complejas, desde la toma de decisiones hasta ciertos tipos de memoria. Cuando algo sale mal en esta parte del cerebro, puede ser muy perjudicial para la cognición y el comportamiento. De hecho, la disfunción en la corteza prefrontal está relacionada con varias enfermedades psiquiátricas, como la esquizofrenia y el trastorno depresivo mayor.

Investigadores de Yale y sus colegas en Hungría han descubierto que las células del hipotálamo, un área del cerebro que controla funciones como el hambre y la temperatura corporal, desempeñan un papel importante en la configuración de la estructura y función de la corteza prefrontal en ratones, un hallazgo que podría ofrecen pistas sobre cómo esta región del cerebro se altera en la enfermedad y abren nuevas vías para el tratamiento.

Informaron sus hallazgos el 29 de julio en la revista Psiquiatría Molecular.

Para el estudio, los investigadores se centraron en las neuronas del péptido relacionado con agutí (AgRP) ubicadas en la región del hipotálamo del cerebro. Estas neuronas controlan el hambre y regulan tanto los comportamientos alimentarios como los no alimentarios, como la búsqueda de recompensas y el vínculo entre padres e hijos, entre otros.

Cuando los investigadores dañaron las neuronas AgRP en ratones, encontraron que había menos neuronas en la corteza prefrontal que en animales sanos.

«Las neuronas que quedaron eran más pequeñas de lo habitual y se comportaron de manera diferente en respuesta a las señales del cuerpo y las señales de las células circundantes», dijo Tamas Horvath, profesor Jean y David W. Wallace de Medicina Comparada en Yale y autor principal del estudio.

Las neuronas AgRP no tienen fuertes conexiones directas con la corteza. Pero sí se proyectan a otras regiones del cerebro que se conectan con la corteza prefrontal. Horvath y sus colegas encontraron que las neuronas en una de estas áreas, una región del mesencéfalo conocida como área tegmental ventral, estaban hiperactivas cuando las neuronas AgRP estaban dañadas. Esas neuronas hiperactivas luego liberaron más dopamina, un neurotransmisor, en la corteza prefrontal de lo que es típico en ratones sanos, lo que, a su vez, afectó negativamente el comportamiento del ratón. Por ejemplo, encontraron que los ratones se movían mucho más y tenían respuestas de sobresalto anormales.

Tiene sentido que estas neuronas que controlan el hambre y la alimentación afecten la corteza y el comportamiento, dice Horvath.

«Cuando tienes hambre, necesitas alinear todos tus comportamientos para que puedas encontrar comida y comerla», dijo. «Y cuando ya no tienes hambre, tienes que cambiar tu comportamiento para concentrarte en lo que es importante en ese momento».

Después de descubrir los efectos que las células AgRP dañadas tenían en la corteza, los investigadores intentaron evitarlos. Descubrieron que la clozapina, un tipo de antipsicótico que bloquea la acción de la dopamina y se usa para tratar la esquizofrenia, podía prevenir algunos de estos problemas, incluida la pérdida de neuronas, cuando se administraba en el momento adecuado.

Cuando se trata de estos cambios corticales, dijo Horvath, el momento es crucial. En el estudio, las deficiencias comenzaron a surgir durante la pubertad, cuando el cerebro aún se está desarrollando y es vulnerable. Fue también cuando la administración de clozapina tuvo un impacto. «Y esto nos dice que si juegas con las funciones homeostáticas en ese período de tiempo específico, por ejemplo, haciendo dieta o comiendo en exceso, puedes tener efectos duraderos en tus funciones corticales», dijo.

La importancia de este período de desarrollo puede arrojar luz sobre las enfermedades psiquiátricas, que a menudo pueden surgir al final de la adolescencia, y por qué el uso de sustancias durante ese período puede tener efectos duraderos en el comportamiento, la fisiología y la enfermedad.

Estos hallazgos también pueden proporcionar un nuevo objetivo para el tratamiento. Las células AgRP en el hipotálamo están fuera de la barrera hematoencefálica, una característica del cerebro que lo protege de sustancias nocivas y evita que muchos medicamentos lleguen al tejido cerebral.

«Esto significa que estas células están fácilmente disponibles para la intervención», dijo Horvath. «Quizás puedan ser explotados para alterar los trastornos de las regiones superiores del cerebro».

El estudio también se suma a un creciente cuerpo de evidencia de que la función de la corteza está influenciada por regiones más primitivas del cerebro y por otras partes del cuerpo. Horvath mostró recientemente cómo las células AgRP también pueden afectar la corteza a través de la mediación del hígado.

«El mensaje fundamental aquí es que en el cerebro hay una comunicación muy difusa a través de diferentes vías», dijo Horvath. “Áreas primitivas como el hipotálamo influyen en regiones corticales superiores a través de innumerables comunicaciones, que incluyen procesos cerebrales, pero también tejidos periféricos. Volvemos al debate entre Camillo Golgi y Ramón y Cajal, quienes compartieron el Premio Nobel en 1906, pero no estaban de acuerdo. sobre los principios de cómo funciona el cerebro. Nuestros resultados parecen favorecer los argumentos olvidados de Camillo Golgi».