¿Quién controla tus deseos sedientos? Academia Sinica descifra el mecanismo neuronal de las señales de hambre y sed en el cerebro

¿Quién controla tus deseos sedientos? Muchas enfermedades neurológicas humanas, como la depresión, la anorexia, la adicción, etc., están relacionadas con el sistema motivacional del cerebro. Para descifrar las señales de hambre y sed, el equipo de investigación de la Academia Sinica descifró los circuitos neuronales del cerebro de la mosca de la fruta y descubrió por primera vez un neurotransmisor llamado leucoquinina, que afecta la búsqueda de agua o alimento de la mosca de la fruta mediante la regulación de diferentes neuronas cerebrales. Esto ha revelado el mecanismo neuronal de la interacción entre las señales de sed y hambre en el cerebro, lo que nos ayudará a comprender la complejidad del cerebro humano.

¿Quién controla tus deseos sedientos? Academia Sinica ha descifrado el mecanismo neuronal de las señales de hambre y sed en el cerebro.

Cuando las moscas de la fruta tienen hambre, se libera el neuropéptido leucoquinina.

Un equipo multinacional dirigido por el investigador asistente Shu-Wei Lin, del Instituto de Biología Molecular de la Academia Sinica, y Bhagyashree Senapati, estudiante de doctorado del Programa Internacional de Posgrado del instituto, descubrió que la leucoquinina liberada por las neuronas LHLK en el cerebro de la mosca de la fruta es una señal tanto de sed como de hambre. Cuando las moscas de la fruta tienen sed, las neuronas sedíferas (PPL1-γ2α′1, PAM-β′2a) son células nerviosas inhibidoras, como una puerta cerrada, que inhiben la búsqueda de agua. Sin embargo, la leucoquinina puede inhibir su actividad, produciendo un efecto negativo-positivo, abriendo el canal e incitando a las moscas de la fruta a buscar olores relacionados con el agua. Cuando las moscas de la fruta tienen hambre, también se libera leucoquinina, que activa otro grupo de neuronas del hambre (PAM-β′2mp), lo que impulsa a las moscas de la fruta a buscar comida y buscar olores relacionados con la comida.

¿Qué es la leucoquinina?

La leucoquinina es una cadena proteica corta llamada neuropéptido. Anteriormente, solo se sabía que participaba en el mantenimiento del equilibrio hídrico corporal en los insectos, pero los detalles de su función no estaban claros. Cuando estas neuronas de leucoquinina se inhiben, inactivan o activan, el comportamiento de las moscas de la fruta cambia. No buscan agua ni siquiera cuando tienen sed, o la buscan incluso después de haber bebido mucha, lo que indica que estas neuronas están relacionadas con la sed.

(Foto cortesía de Academia Sinica)

Academia Sinica descifra los circuitos neuronales y las interacciones de las neuronas sedientas y hambrientas en los cerebros de la mosca de la fruta.

Pero ¿por qué una mosca de la fruta hambrienta no iría a buscar agua para beber? Porque el cerebro libera otros dos neurotransmisores, la serotonina y el dNPF, que compensan la inhibición de las neuronas de la sed por la leucoquinina, lo que hace que las neuronas de la sed sigan inhibiendo la conducta de búsqueda de agua.

Circuitos de la sed en el cerebro de la mosca de la fruta. (Foto cortesía de Academia Sinica)

Circuitos del hambre en el cerebro de la mosca de la fruta. (Foto cortesía de Academia Sinica)

Lin Shuwei señaló que este estudio ha descifrado los circuitos neuronales y las interacciones de las neuronas de la sed y el hambre en el cerebro de la mosca de la fruta, lo que también significa que la motivación para la sed y el hambre no es simplemente que un grupo de neuronas sea responsable de las señales de sed y otro grupo de neuronas sea responsable de las señales de hambre; en cambio, es a través de la cooperación y competencia de múltiples neurotransmisores para regular diferentes neuronas cerebrales, de modo que el comportamiento de búsqueda de agua solo ocurre cuando se tiene sed y no cuando se tiene hambre, lo que permite a las moscas de la fruta tomar decisiones correctas de búsqueda de alimento basadas en las necesidades fisiológicas.

Este resultado de investigación fue publicado en Nature Neuroscience en diciembre de este año (108).