Neurodesarrollo, circuitos de recompensa y regulación | 13 NOV 20

Obesidad en el adolescente y toma de decisiones alimentarias

Revisión sobre el desarrollo de la corteza prefrontal en la adolescencia y su relación con el aumento del consumo excesivo de calorías
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Introducción

El consumo excesivo de alimentos con bajo nivel de nutrientes, altos en calorías, es la principal causa de obesidad, enfermedad crónica prevenible, 1 y muerte prematura en adultos. Las elecciones dietéticas no saludables y la obesidad tienen efectos adversos en todos los sistemas de órganos principales del cuerpo, incluido el cerebro, con nueva evidencia que sugiere, por ejemplo, que la excesiva adiposidad aumenta el riesgo de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.2  ¿Pero cuál es el efecto de la mala alimentación y la obesidad en los cerebros y mentes en desarrollo de la juventud?

La evidencia emergente sugiere que el cerebro adolescente podría ser particularmente susceptible al efecto de la obesidad y el consumo excesivo de comidas con pocos nutrientes y ricas en calorías.3  La adolescencia es el período de desarrollo que comienza con el inicio de la pubertad y termina con el inicio de la edad adulta.

Según la OMS, la adolescencia es el período que abarca las edades de 10 a 19 años, aunque otros sostienen que este período es algo más largo debido al desarrollo físico y neurobiológico continuo a principios de los 20 años.4  Independientemente de la definición precisa, la adolescencia se reconoce como un período de susceptibilidad a riesgos para la salud debido al rápido crecimiento y al aumento de la plasticidad psicológica que marca este período.

En comparación con todos los demás procesos neurológicos, esta susceptibilidad parece más evidente en los procesos regulatorios  que gobiernan el comportamiento dietético y la toma de decisiones. Los procesos regulatorios son cruciales para practicar una dieta saludable ya que ayudan a inhibir la necesidad de consumir alimentos que son muy sabrosos y densos en calorías. Sin embargo, los procesos regulatorios están subdesarrollados en la adolescencia debido al continuo desarrollo de la corteza cerebral prefrontal, un área del cerebro constantemente vinculada a la autorregulación.

Menos apreciado pero igualmente importante es el hallazgo de que la adolescencia es también un período en el que los efectos neurológicos adversos de las dietas obesogénicas podrían ser potenciados precisamente porque el cerebro es plástico durante este período. Juntos, estos factores contribuyen a lo que podría describirse como una doble vulnerabilidad del cerebro adolescente a los riesgos para la salud asociados con el consumo excesivo de alimentos densos en calorías.

En esta Revisión, los autores describen cómo el estado de desarrollo de la corteza prefrontal durante la adolescencia aumenta el riesgo de consumir en exceso alimentos sabrosos ricos en calorías.

Además, describen investigaciones preclínicas en animales que demuestran que estos hábitos alimenticios poco saludables afectan negativamente los aspectos centrales de la señalización neuroquímica, el procesamiento de recompensa y la neurotransmisión inhibitoria, que son esenciales para la cognición adaptativa, y que estos efectos biológicos y conductuales pueden ser más pronunciados en la adolescencia que en la edad adulta.

La mente joven en construcción

Debido a que la adolescencia es un período de marcado desarrollo psicológico y neuroplasticidad continua, la experiencia ejerce un efecto mayor en la estructura y en la función del cerebro que en la edad adulta.5 Durante la adolescencia, el cerebro se somete a un extenso funcionamiento neurobiológico y remodelación funcional, particularmente en las regiones del cerebro responsables del control del comportamiento y de la búsqueda de recompensas, especialmente en la corteza prefrontal y en las vías de recompensa dopaminérgica.6–9

Los desarrollos clave de maduración incluyen la poda dendrítica para refinar las conexiones sinápticas y el aumento de la mielinización axonal.7,8,10

El aumento observado en la mielinización, y, por extensión en la conectividad de la materia blanca, aumenta la velocidad de conducción de impulsos en regiones específicas del neurocircuito, facilitando una mayor integración de la actividad cerebral esencial para la función cognitiva de alto orden.11 El desarrollo cerebral en la adolescencia facilita la aparición de flexibilidad cognitiva, razonamiento, planificación y control del impulso con la transición a la edad adulta.12,13

El cerebro adolescente en maduración es excepcionalmente susceptible a las influencias y experiencias ambientales que pueden dar forma al desarrollo de neurocircuitos por remodelación local. Este proceso se conoce como neuroplasticidad dependiente de la experiencia, 14 un término general que describe reorganización dinámica de las estructuras y funciones cerebrales en respuesta a insumos ambientales. Las experiencias o los estímulos ambientales pueden fortalecer las conexiones entre neuronas presinápticas y postsinápticas en un proceso denominado potenciación a largo plazo.15

Con exposiciones repetidas a la misma experiencia o a estímulos ambientales, estas conexiones se estabilizan y la distribución de conexiones estabilizadas influyen en los patrones de crecimiento axonal y dendrítico.15 Los neurotransmisores incluyendo a la dopamina desempeñan papeles clave en la modulación de la neuroplasticidad y la variabilidad interindividual en los patrones de activación funcional y en las habilidades cognitivas.15

Los sistemas de neurotransmisores dopaminérgicos y colinérgicos, en particular, se piensa que son importantes para el desarrollo del control cognitivo y de las habilidades a lo largo de la vida útil; la actividad y la capacidad de respuesta de estos sistemas sigue un patrón en forma de U invertida, que alcanza su punto máximo durante la adolescencia temprana. 16 El desarrollo del equilibrio en estos sistemas de neurotransmisores durante la adolescencia es, por lo tanto, crucial para obtener una función cerebral óptima en la edad adulta.

La calidad de la dieta como un dictador de la salud del cerebro: una perspectiva desde el neurodesarrollo

El desarrollo del cerebro puede ser influenciado por múltiples factores ambientales, de los cuales la calidad de la dieta es un factor importante.17 En 2019, los autores delinearon un modelo neurocognitivo describiendo cómo las diferencias individuales en los estímulos en la corteza prefrontal lateral pueden conducir al consumo excesivo de alimentos sabrosos densos en calorías.18

Con el tiempo, el consumo persistente y excesivo de alimentos densos en calorías pueden conducir a cambios duraderos en la estructura y función de la corteza prefrontal, 19 incluyendo alteración de la señalización de dopamina20,21 y sistemas inhibitorios de neurotransmisores dentro de esta área del cerebro.22,23 Esta alteración conduce a un control cognitivo deteriorado, impulsando aún más la ingesta persistente y excesiva de alimentos sabrosos densos en calorías.18

Como la corteza prefrontal todavía está experimentando grandes procesos de desarrollo y maduración durante la adolescencia, 24 el consumo sostenido y excesivo de alimentos con alto contenido de grasa y azúcar durante la adolescencia podría tener una mayor influencia en las trayectorias de neurodesarrollo que cualquier otro período de desarrollo.

Además, la investigación en roedores ha indicado que un exceso de consumo de alimentos ricos en calorías apetecibles durante el equivalente a la adolescencia del roedor podría tener un efecto funcional dominante en el cerebro, lo que lleva a déficits duraderos en el aprendizaje y la memoria.25

La adolescencia como un período de mayor sensibilidad a la recompensa

La adolescencia es un período de mayor emotividad, 26 durante el cual los adolescentes muestran un mayor impulso de recompensa y control cognitivo reducido.27 La corteza prefrontal sigue desarrollándose durante la adolescencia, mientras que las regiones límbicas alcanzan la madurez mucho antes en el desarrollo. Esta diferencia en el momento de la maduración crea un desequilibrio entre los comportamientos impulsados por la recompensa (sistema límbico) y la regulación cognitiva de arriba hacia abajo (de la corteza prefrontal), que se manifiesta como sensibilidad aumentada a las recompensas y regulación disminuida del comportamiento.28,29

La baja regulación del comportamiento ha sido vinculada a la conectividad subdesarrollada entre la amígdala (un nodo clave del sistema límbico) y la corteza prefrontal durante la adolescencia, 30 que se observa a través de especies, incluidos humanos31 y roedores.32

Este desequilibrio entre regiones reguladoras de arriba hacia abajo y regiones subcorticales pueden conducir a comportamientos de consumo excesivos, motivado por recompensas de comida, 18 comidas emocionales, 33 y atracones de comidas, 34 que son factores de riesgo clave para la obesidad.

Más específicamente, la sensibilidad mejorada a las recompensas observada durante la adolescencia se ha atribuido a los cambios dependientes de la edad en la maduración del circuito frontoestriatal.8,26

El desarrollo de la corteza prefrontal va a la zaga del desarrollo de las regiones subcorticales de recompensa, lo que resulta en una propensión a la impulsividad y a conductas de búsqueda de sensaciones en adolescentes.12,26

De hecho, varias líneas de evidencia demostraron consistentemente que, en comparación con la edad adulta, las respuestas estriatales a la recompensa se exageran durante la adolescencia 29 y que este patrón de activación está asociado con el rasgo de impulsividad y la probabilidad de involucrarse en comportamientos de riesgo.35

Colectivamente, la evidencia neuroquímica, estructural y electrofisiológica muestra que la inervación dopaminérgica de recompensa que se origina a partir del área tegmental ventral a la corteza prefrontal y el núcleo accumbens madura durante la adolescencia.36 Este proceso explica por qué los comportamientos gratificantes, incluidos el consumo de alimentos sabrosos, son frecuentes en personas jóvenes.37

¿Por qué los jóvenes tienen dificultades para decir no a los alimentos apetitivos ricos en calorías?

Los adolescentes tienen una mayor ingesta dietética de azúcar refinada y grasa que cualquier otro grupo de edad.38 Esta asociación se ha atribuido al aumento del consumo de alimentos durante este período de desarrollo, cambios en la independencia de la elección de alimentos y una mayor sensibilidad natural a la recompensa. En el entorno alimentario obesogénico moderno, las habilidades de autorregulación de la dieta son esenciales para controlar el consumo de alimentos densos en calorías.

El corazón efectivo de la autorregulación dietética es la capacidad de inhibir (o suprimir) los impulsos apetitivos provocados por señales alimenticias apetitivas y estimulantes, y evaluar adecuadamente el valor nutricional de las opciones de comida disponibles. Tales habilidades de autorregulación se vincularon a la red de control cognitivo, particularmente a la corteza prefrontal lateral.

El reclutamiento de la corteza prefrontal lateral es esencial para modular la actividad cortical en la región de recompensa, lo que permite los mecanismos neurocognitivos necesarios para amortiguar los antojos evocados por alimentos y la motivación para comer, capacidades que todavía se están desarrollando en la adolescencia.

Los adolescentes han aumentado los niveles de consumo de alimentos, en parte debido a la elevada actividad metabólica que conduce el rápido crecimiento físico y desarrollo que viene con la pubertad, incluida la ganancia de masa muscular en adolescentes hombres y masa grasa en mujeres adolescentes.39,40 Se observa un rápido crecimiento en todas las especies, por lo que las ratas adolescentes tienen la mayor ingesta calórica durante este período en relación con su peso corporal.41

En ratones, el crecimiento adolescente acelerado puede acomodar parcialmente el exceso de carga calórica de dietas altas en grasas sin un considerable aumento de peso típicamente observado en animales adultos que consumen dietas similares.42 Por lo tanto, la adolescencia podría proporcionar protección parcial contra el desarrollo de obesidad.

Sin embargo, en ausencia de consecuencias negativas (p. ej., exceso de peso), los hábitos de comportamiento adquiridos durante la adolescencia podrían potenciar el consumo excesivo de alimentos ricos en calorías en la edad adulta, y las consecuencias pueden no ser evidentes de inmediato. Esta premisa destaca una necesidad creciente de considerar la calidad de la dieta, en lugar del peso solo, como factor clave que puede influir en la salud cerebral de los adolescentes.

Los circuitos de recompensa en el cerebro son activados por consumo de alimentos sabrosos.43,44 El cambio del desarrollo en la necesidad calórica que ocurre junto con un mayor impulso para participar en comportamientos impulsados por recompensas puede promover el consumo de alimentos apetitosos ricos en calorías durante la adolescencia.45,46

En ausencia de procesos reguladores maduros de arriba hacia abajo, la liberación de dopamina estriatal en respuesta a un evento gratificante se exagera en adolescentes en comparación con los adultos, haciendo que los adolescentes sean más sensibles al valor de recompensa que los adultos.12

Además, la liberación aumentada de dopamina estriatal en respuesta a estímulos asociados con alimentos gratificantes podría dificultar el control del consumo de los adolescentes.

El aumento de la respuesta neuronal a eventos gratificantes en conjunción con la maduración continua de la corteza prefrontal podría potenciar la susceptibilidad adolescente al consumo excesivo de alimentos que son nutricionalmente privados y densos en calorías.

Muchos estudios de neuroimagen significan la importancia de las regiones de la corteza prefrontal en la regulación de los antojos y en el consumo de alimentos apetitosos. Áreas en la corteza prefrontal, como la corteza dorsolateral prefrontal, juegan un papel crucial en la regulación de recompensas apetitivas a corto plazo, permitiendo a los individuos seleccionar recompensas más beneficiosas, pero menos apetecibles, a largo plazo.18

De hecho, la motivación para consumir alimentos ricos en calorías apetitivos está negativamente asociado con la actividad cerebral (medida por la respuesta hemodinámica dependiente del nivel de oxígeno en sangre utilizando resonancia magnética funcional) en la corteza prefrontal dorsolateral y en la corteza prefrontal medial en individuos informando fuertes impulsos para consumir estos alimentos.47

Además, una menor activación del giro frontal superior y medio, de la corteza prefrontal ventrolateral y de la corteza prefrontal medial en respuesta a las recompensas de alimentos está asociada con un aumento del índice de masa corporal en adolescentes.48 De manera correspondiente, la evidencia de estudios de imagen prospectivos sugiere que la actividad estriatal elevada en respuesta a las señales de comida sabrosa se asocian con un aumento en el peso corporal y en la masa grasa en adolescentes.49

Por el contrario, la pérdida de peso exitosa en adolescentes se asoció con un aumento de la actividad cerebral en la corteza prefrontal dorsolateral en respuesta a las imágenes de comidas apetitosas densas en calorías, apoyando el argumento de que aumentó la actividad en la corteza prefrontal en respuesta a señales de comida  lo que podría jugar un papel crucial en la modulación de las elecciones de alimentos.50

Juntos, estos datos indican que la búsqueda de alimentos y la consumación de los comportamientos pueden ser especialmente pronunciados en personas jóvenes, y que esta asociación está relacionada con una reducción en la regulación prefrontal de señales de recompensa de alimentos.

La industrialización de la producción de alimentos ha llevado al desarrollo masivo de alimentos baratos y apetitosos que se comercializan fuertemente de una manera que explota las respuestas de placer, lo que genera compras y consumo excesivos. Más del 84% de los anuncios en los medios vistos por niños y adolescentes son de alimentos y bebidas hipercalóricas.51

Estos anuncios están presentes en televisión, sitios web de redes sociales y aplicaciones.5 Solo en Canadá, los adolescentes están expuestos a más de 14,4 millones de anuncios de alimentos al año en sus sitios web favoritos.53 Esta comercialización generalizada de alimentos ricos en calorías en combinación con su ubicua presencia en el ambiente moderno puede potenciar el consumo excesivo. De hecho, hay evidencia creciente de que estos anuncios pueden influir en las preferencias y actitudes de los niños y de los adolescentes hacia los alimentos ricos en calorías, lo que aumenta el riesgo de consumo y de dietas poco saludables en general.54

Comida para el pensamiento
 

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