¿Cómo participa el cerebro en la obesidad? | 21 ENE 19

Determinantes fisiológicos y culturales de la conducta alimentaria

Determinantes cognitivos y autonómicos en la obesidad. Esta revisión se centra sobre los determinantes de la homeostasis de la energía, como factores importantes para la obesidad, se basa sobre el control del consumo y del gasto de energía
Autor/a: Denis Richard Fuente: Nature Reviews Endocrinol 2015;11:489-501 Cognitive and autonomic determinants of energy homeostasis in obesity
INDICE:  1.  | 2. Referencias

Resumen

La obesidad es el resultado del desequilibrio entre el consumo y el gasto de energía. Contribuye a ello una sociedad que promueve los alimentos poco saludables y el sedentarismo. La homeostasis energética se basa sobre el control del consumo y del gasto de energía, determinado en parte por la termogénesis en el tejido adiposo pardo y mediado por el sistema nervioso simpático. También contribuyen a la homeostasis energética varias regiones cerebrales que forman los sistemas cognitivo y neurovegetativo, que constituyen  redes que participan en el control del apetito y la termogénesis. (el circuito dopaminérgico mesolímbico, así como los sistemas opioide, endocanabinoide y la melanocortina).


Glosario
AGAB: ácido gama aminobutírico
CCA: corteza cingulada anterior
CPF: corteza prefrontal
CVD: complejo vagal dorsal
F1E: factor 1 esteroide génico
HEM: hormonas estimulantes de melanocitos
NA: núcleo arqueado
NAc: núcleo accumbens
NHPV: núcleo hipotalámico paraventricular
NHDM: núcleo hipotalámico dorsomedial
NIL: núcleo intermedio lateral
NPI: neuropéptido Y
NPP: núcleo protuberancial parabraquial
PaV: pálido ventral
POMC: pro opiomelanocortina
Pr Ag: Péptido r agouti
RDD2: receptor D2 de dopamina
R4MC: receptor 4 de la melanocortina
RSHC: receptor secretagogo de la hormona de crecimiento
SN: sustancia negra
SNC: sistema nervioso central
TAP: tejido adiposo pardo
ZPO: zona preóptica
ZTV: zona segmental ventral


Introducción

"Un medio obesogénico puede dejar huella en los circuitos neuronales"

La obesidad se produce por desequilibrio entre el consumo y el gasto energético. Aunque el gasto de energía ha sido menos investigado que el consumo de la misma, su importancia para mantener el equilibrio energético sin embargo, es considerable. El gasto energético se evalúa generalmente en términos del gasto energético en reposo, el efecto termogénico de los alimentos y el gasto producido por la actividad física.

El gasto energético es parcialmente controlado por el sistema nervioso cognitivo- por ejemplo, la decisión de efectuar actividad física es volitiva. También participan mecanismos autonómicos, por ejemplo, en el control de la termogénesis en el tejido adiposo pardo (TAP), que regula el gasto energético en reposo, el efecto térmico de los alimentos y posiblemente también el gasto energético durante la actividad.

Este efecto podría impactar considerablemente sobre el equilibrio energético, dado el notable potencial productor de calor de los adipocitos pardos, regulados por varias regiones cerebrales que participan en la homeostasis de la energía.

La obesidad es el resultado de interacciones entre los genes y el ambiente. Por ejemplo, se estimó que la posibilidad de heredar el exceso de depósitos de grasa es del 40 - 70% y que la predisposición a la obesidad es poligénica.

Además, actualmente vivimos en un medio ‘obesogénico’, que promueve la comercialización y la provisión de comidas hipercalóricas y los hábitos de vida sedentarios y genera así riesgo de obesidad. Nuestros hábitos de vida actuales también producen efectos epigenéticos que contribuyen a la obesidad. Un medio obesogénico puede dejar huella en los circuitos neuronales que participan en la regulación del equilibrio energético.

Consumir alimentos poco saludables puede llevar a cambios neuroplásticos desfavorables (neurogénesis, plasticidad sináptica y arborización dendrítica). Estos cambios se pueden producir durante momentos críticos del desarrollo, así como en la adultez y alterar desfavorablemente la regulación del equilibrio energético. Por último, el medio obesogénico puede alterar la composición de la microbiota intestinal, donde influye sobre el equilibrio energético y cuando es disfuncional se asocia con complicaciones metabólicas.

Para poder comprender la fisiopatología de la obesidad, necesitamos conocer los circuitos del sistema nervioso central (SNC) involucrados en la regulación del equilibrio energético (es decir la homeostasis energética) y la relación entre estos circuitos y las señales homeostáticas, que informan al cerebro sobre el equilibrio energético y el estado nutricional.

La noción de que el cerebro regula el equilibrio energético recibió apoyo de un impresionante estudio genético en el que el análisis del enriquecimiento de grupos de genes para las asociaciones con el índice de masa corporal (IMC) revelaron que 27 de 31 tejidos enriquecidos estaban en el SNC y comprenden, junto con el hipotálamo, zonas dedicadas al aprendizaje, la cognición, la emoción y la memoria.

En esta revisión, se proporcionan nociones generales sobre los determinantes de la regulación de la homeostasis energética por el SNC a la luz de los últimos progresos en el campo de la investigación sobre obesidad.


El cerebro en el equilibrio energético

El control del consumo alimentario y del gasto de energía se logra a través de un sistema de comunicación sumamente coordinado entre los circuitos cerebrales ejecutivo, de gratificación y neurovegetativo y las señales homeostáticas circulantes.

Los circuitos del SNC vinculan la corteza prefrontal (CPF), la corteza cingulada anterior (CCA), la ínsula, los núcleos estriados, el pálido ventral (VPa), la amígdala, el hipocampo, la sustancia negra (SN), la zona ventral tegmental (ZVT), el hipotálamo, el tronco encefálico y la médula espinal para constituir las redes del apetito y de la termogénesis. Estas redes incluyen neuronas que expresan receptores o producen mediadores químicos que contribuyen a las respuestas anabólicas (promoción del depósito de grasas) o catabólicas (reducción de los depósitos de grasas).

Estos mediadores y receptores son, entre otros, el ácido γ-aminobutírico (AGAB), el glutamato, la dopamina, los opioides, los endocanabinoides, la pro-opiomelanocortina (POMC), el neuropéptido Y (NPY), el péptido r-agoutie (PrAg), el factor 1 esteroidogénico (F1E) y el receptor 4 de la melanocortina (R4MC).

Señales ambientales o señales endógenas o interoceptivas pueden influir sobre el consumo de alimentos y el gasto de energía en respuesta a cambios del equilibrio energético y a la vez regular la actividad de las redes cerebrales que controlan el apetito y la termogénesis.

 

Circuitos ejecutivos corticales

La decisión de comer o realizar actividad física es controlada por la CPF y la CCA y las conexiones del prosencéfalo asociadas. La integridad de estas estructuras para lograr la autodisciplina adecuada en relación con el consumo de alimentos y la actividad física parece necesaria para mantener un equilibrio energético saludable. La CPF, la CCA o la conectividad alterada o disfuncional entre los circuitos ejecutivos y de gratificación debilita la auto-disciplina para conductas que previenen la obesidad.

La importancia de la integridad del prosencéfalo en el desarrollo de la obesidad se corrobora por la asociación entre obesidad y pérdida de sustancia gris en estas zonas corticales. La obesidad, al menos en su forma visceral, podría inducir adelgazamiento cortical, que sería secundario a procesos inflamatorios. Sin embargo, aún falta corroborar si el adelgazamiento cortical inducido por la obesidad puede generar la pérdida de control en la alimentación (comedor impulsivo).

La autodisciplina inducida por la CPF y la CCA para el control alimentario es especialmente importante en un medio obesogénico donde las respuestas a los estímulos asociados con las comidas, motivadas por la gratificación, están aumentadas.

El medio obesogénico puede aumentar las ansias de comer en individuos obesos, en especial aquellos que refieren ser impulsivos. Las personas impulsivas y obesas parecen detectar rápidamente las comidas sabrosas, lo que aumenta el riesgo de una alimentación poco saludable. Asimismo, las personas que restringen su consumo calórico a fin de adelgazar son más proclives a comer en exceso si su carácter es impulsivo.

Circuitos de gratificación

Los circuitos de gratificación comprenden las neuronas de la ínsula, el núcleo estriado, el PaV, la amígdala, el hipocampo, la ZTV, la SN, e hipotálamo y el tronco encefálico. Estos circuitos se mencionan como integrantes de los atributos de la importancia del incentivo (es decir, ‘desear’) y hedonistas (es decir ‘gustar’).

La importancia del incentivo se puede definir como la representación cerebral del valor (por ejemplo, en términos de la atención y la motivación) de una señal de gratificación. Hedonista se refiere a las reacciones o sensaciones placenteras generadas por las conductas motivadas por la gratificación.

La ínsula y la amígdala, que son muy sensibles a las señales ambientales que inducen gratificación, proporcionan a la CPF (en especial la corteza orbitofrontal) y la CCA información neuronal que regula el valor global de los alimentos.

La CPF, la CCA, la ínsula y la amígdala, junto con el cuerpo estriado, el PaV, la ZTV, la SN, el hipotálamo y el tronco encefálico, funcionan en conjunto para determinar el valor subjetivo de las señales asociadas con los alimentos y determinar la importancia del incentivo para estas señales.

La ínsula recibe proyecciones de la cavidad oral, alberga las neuronas del gusto, regula la interocepción y es sensible a las señales relacionadas con el intestino, así como a la sensación de hambre. El cuerpo estriado ventral, en especial una parte del núcleo accumbens (NAc), representa una importante entidad que opera sobre los componentes ‘gustar’ y ‘desear’ de las conductas motivadas por la gratificación.

El circuito de la gratificación está continuamente estimulado en un medio obesogénico que crea y publicita alimentos muy sabrosos y enérgeticos al mismo tiempo que contribuye a reducir la obligación de realizar actividad física. Los hábitos de vida modernos también incluyen episodios estresantes, que motivar conductas para obtener gratificación que promueven la obesidad al mismo tiempo que debilitan la autorregulación.

El circuito dopaminérgico mesocorticolímbico

"El aumento de la actividad dopaminérgica induce al organismo a realizar acciones gratificantes"

Un aporte esencial a la CPF, la CCA, la ínsula, el cuerpo estriado, la amígdala y el hipocampo son las neuronas dopaminérgicas de la ZTV y la SN, que constituyen el circuito mesocorticolímbico dopaminérgico y codifican el ‘deseo’ de consumir alimentos.

El aumento de la actividad dopaminérgica induce al organismo a realizar acciones gratificantes. También inicia el deseo de transformar los estímulos neutrales en estímulos condicionados y refuerza la conducta.

Una experiencia de comida gratificante activa el circuito mesocorticolímbico mediado por la dopamina, que a su vez permite que las señales relacionadas con el consumo de alimentos (sabor, olor, aspectos, propaganda) se condicionen a los estímulos que auguran una gratificación alimentaria.

La exposición repetida a señales asociadas con la gratificación conduce al aumento gradual de la respuesta dopaminérgica a los estímulos condicionados, que refuerza la importancia del incentivo para los alimentos.

La obesidad y la sobrealimentación se asociaron con reducción de la expresión y las señales del receptor de dopamina D2 (RDD2), por ejemplo, con el polimorfismo del alelo Taq1A A1. Aún no se sabe del todo cómo el descenso de las señales del DRD2 contribuye a la obesidad, pero este descenso no sólo afecta la motivación, sino que también aumenta la impulsividad. Si se presume que la sobrealimentación es una conducta impulsiva, se podría pensar que los bajos niveles de DRD2 favorecen la sobrealimentación.

Regulación homeostática del balance energético

Los sistemas opioide y endocanabinoide

Los sistemas opioide y endocanabinoide participan en la homeostasis de la energía. El sistema opioide produce endorfinas, encefalinas, dinorfinas, endomorfinas e incluye neuronas que expresan los receptores opioides. El sistema endocanabinoide libera endocanabinoides, entre ellos anandamida y 2-araquidonoilglicerol.

 

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