Controlar el apetito: estas son las neuronas que se activan con el frío

Los mamíferos queman automáticamente más energía para mantener la temperatura corporal normal cuando se exponen al frío. Este aumento en el gasto de energía activado por el frío desencadena un aumento en el apetito y la alimentación, aunque se desconocía el mecanismo específico de las neuronas que controlan el proceso. En un nuevo estudio publicado en Nature, los investigadores identificaron en ratones un grupo de neuronas que funcionan como un “interruptor” para este comportamiento de búsqueda de alimentos relacionado con el frío. El descubrimiento podría conducir a terapias potenciales para la salud metabólica y la pérdida de peso. 

“Este es un mecanismo de adaptación fundamental en los mamíferos, y abordarlo con tratamientos futuros podría permitir la mejora de los beneficios metabólicos del frío u otras formas de quemar grasa”, explica el autor principal del estudio, el doctor Li Ye, profesor asociado y presidente de Abide-Vividion en Química y Biología Química. El primer autor del trabajo fue el Dr. Neeraj Lal, asociado de investigación posdoctoral de Ye Lab.

Técnicas para indagar en la actividad neuronal

Debido a que la exposición al frío conduce a una mayor quema 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 las terapias con frío es que las respuestas evolucionadas de los humanos al frío no están diseñadas para causar pérdida de peso (un efecto que podría haber sido fatal durante los frecuentes periodos de escasez de alimentos en otros tiempos). 

El frío, al igual que la dieta y el ejercicio, aumenta el apetito para contrarrestar cualquier efecto de pérdida de peso. En el estudio, Ye y su equipo se propusieron identificar el circuito cerebral que media en este aumento del apetito inducido por el frío.

Una de sus primeras observaciones fue que, con el inicio de las bajas temperaturas (de 22 a 4 ºC), los ratones aumentan su búsqueda de alimentos solo después de un retraso de unas seis horas, lo que sugiere que este cambio de comportamiento no es simplemente un resultado directo de la sensación de frío.

Usando técnicas llamadas limpieza de todo el cerebro y microscopía de hoja de luz, los investigadores compararon la actividad de las neuronas en todo el cerebro durante condiciones frías y cálidas. Pronto hicieron una observación clave: si bien la mayor parte de la actividad neuronal en el cerebro era mucho menor en condiciones de frío, partes de una región llamada tálamo mostraban una mayor activación.

Las neuronas clave que activan el apetito con el frío

Finalmente, el equipo se concentró en un grupo específico de neuronas llamado núcleo xifoides del tálamo de la línea media, lo que demuestra que la actividad en estas neuronas se disparó en condiciones de frío justo antes de que los ratones salieran de su letargo inducido por el frío para buscar comida. Cuando había menos comida disponible al comienzo de la condición de frío, el aumento de la actividad en el núcleo xifoides fue aún mayor, lo que sugiere que estas neuronas responden a un déficit de energía inducido por el frío en lugar del frío mismo.

Cuando los investigadores activaron artificialmente estas neuronas, los ratones aumentaron su búsqueda de alimentos, pero no otras actividades. De manera similar, cuando el equipo inhibió la actividad de estas neuronas, los ratones redujeron su búsqueda de alimento. Estos efectos aparecieron solo bajo la condición de frío, lo que implica que las temperaturas frías proporcionan una señal separada que también debe estar presente para que ocurran cambios en el apetito.

¿Puede bloquearse el apetito que sentimos cuando hace frío?

En un último conjunto de experimentos, el equipo demostró que estas neuronas del núcleo xifoides se proyectan a una región del cerebro llamada núcleo accumbens, un área conocida desde hace mucho tiempo por su papel en la integración de señales de recompensa y aversión para guiar el comportamiento, incluido el comportamiento de alimentación.

En última instancia, estos resultados pueden tener relevancia clínica, dice Ye, ya que sugieren la posibilidad de bloquear el aumento habitual del apetito inducido por el frío, permitiendo regímenes de exposición al frío relativamente simples para impulsar la pérdida de peso de manera mucho más eficiente.

“Uno de nuestros objetivos clave ahora es descubrir cómo desvincular el aumento del apetito del aumento del gasto energético”, dice. “También queremos averiguar si este mecanismo de aumento del apetito inducido por el frío es parte de un mecanismo más amplio que el cuerpo usa para compensar el gasto extra de energía, por ejemplo, después del ejercicio”.

Artículo de referencia: Xiphoid nucleus of the midline thalamus controls cold-induced food seeking