Neurobiología de los trastornos alimentarios

La anorexia nerviosa (AN), la bulimia nerviosa (BN), el trastorno por atracón (BED) y el trastorno por evitación / restricción de la ingesta de alimentos (ARFID) son trastornos psiquiátricos graves. Nuestra comprensión del cerebro ha cambiado drásticamente durante el siglo pasado con el desarrollo de imágenes del cerebro humano in vivo.

Si bien los estudios anteriores recolectaron muestras de líquido cefalorraquídeo para estudiar, por ejemplo, los metabolitos de los neurotransmisores, la investigación del cerebro ahora utiliza técnicas como la resonancia magnética (MRI) para estudiar los volúmenes de materia blanca (WM) y gris del cerebro (GM), el grosor cortical y el área de superficie.

La técnica de imágenes cerebrales funcionales más comúnmente utilizada es la resonancia magnética funcional (fMRI), que mide los cambios en el flujo sanguíneo local como un proxy para la activación cerebral. La tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) utilizan ligandos radioactivos para estudiar el metabolismo de la glucosa o la distribución del receptor de neurotransmisores.

La investigación neurobiológica en los TA es prometedora para desarrollar una perspectiva de modelo médico para reducir el estigma y ayudar a desarrollar mejores tratamientos.

Este artículo proporciona una revisión del estado del arte de la investigación neurobiológica actual en los trastornos alimentarios en niños, adolescentes y adultos jóvenes hasta los 25 años de edad, cuando la estructura del cerebro generalmente ha madurado a niveles de adultos, evitando los efectos del envejecimiento o la cronicidad de la enfermedad.

Se buscó en la base de datos PubMed de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. para obtener estudios de investigación del cerebro realizados en jóvenes o adultos jóvenes.

Las imágenes de PET mostraron una mayor unión al receptor de serotonina 1A en AN y BN cuando estaban enfermos y después de la recuperación, lo que sugiere alteraciones independientes del estado clínico. El receptor de serotonina 2A, por el contrario, era normal en la AN enferma, pero más bajo después de la recuperación, lo que sugiere adaptaciones dinámicas.

La BN no mostró diferencias significativas en el grupo de receptores de dopamina D2 frente a los controles, pero una menor liberación de dopamina estriatal se asoció con un mayor atracón.

Las hormonas o péptidos neuroactivos como las hormonas sexuales o intestinales también afectan la respuesta cerebral.  Aquellas sustancias que regulan la homeostasis corporal a menudo se alteran durante el estado de enfermedad de los TA, lo que puede alterar los circuitos normales de recompensa de los alimentos. Sustancias neuroendocrinas y péptidos como las células grasas la leptina o grelina derivadas de la mucosa gástrica estimulan o amortiguan la respuesta de la dopamina cerebral y las alteraciones en este sistema podrían además alterar el enfoque alimenticio en AN y BN.

Las citocinas, marcadores de procesos inflamatorios, se han encontrado alteradas y los metaanálisis indican un patrón de factor de necrosis tumoral alfa elevado en la AN, mientras que los datos sobre otras citocinas en son algo mezclados, sin alteraciones en la BN. Los marcadores son relevantes para el desarrollo, el mantenimiento o la recuperación de la enfermedad de los TA. Las citocinas están elevadas en la obesidad, pero no existen datos para BED o ARFID.

Estudios anteriores sugirieron que el volumen cerebral se reduce universalmente en la AN, pero los estudios de la estructura cerebral en los servicios de urgencias han encontrado volúmenes más pequeños, más grandes o sin diferencias en las diferentes regiones del cerebro frente a los controles.

Los volúmenes corticales reducidos en la AN están relacionados con la gravedad de la enfermedad y se normalizan durante la recuperación de peso. Los estudios que controlaron la desnutrición y la deshidratación a corto plazo encontraron una corteza orbitofrontal izquierda más grande, así como volúmenes de la ínsula derecha en adolescentes y adultos con AN.

La literatura sobre BN es más pequeña y faltan estudios sobre la estructura cerebral en adolescentes o adultos jóvenes con BED o ARFID. Los resultados mixtos en BN muestran volúmenes regionales de materia gris (GM) mayores o normales, mientras que otro estudio encontró un área de superficie de GM temporo-parietal más baja debido a una materia blanca reducida.

La frecuencia de atracones / purgas puede reducir el volumen o grosor cortical, y un estudio que controló la desnutrición aguda y los atracones / purgas encontró un mayor volumen orbitofrontal izquierdo y de la ínsula, pero volúmenes más pequeños de caudado y putamen bilateral.

Estos resultados destacan que la restricción de alimentos, los atracones y las purgas cambian la estructura del cerebro. La ínsula y la corteza orbitofrontal son importantes para la percepción del gusto y la valoración de la recompensa (de los alimentos), y las alteraciones podrían interferir con el impulso de comer. Aún no está claro si las alteraciones del volumen cerebral impulsan los comportamientos en los TA.

De manera similar a los estudios de materia gris (GM), ha habido inconsistencias con volúmenes de materia blanca (WM) localizados o generales más altos o más bajos en los TA. La densidad de astrocitos alterada exhibida en un modelo animal de AN podría ser un mecanismo para un volumen bajo de WM en los TA debido a desnutrición y deshidratación.

Los estudios que estimaron el número de conexiones de WM encontraron en AN y BN una mayor conectividad de WM estructural entre la ínsula, la corteza orbitofrontal y el estriado ventral, consistente con la AN después de la recuperación.

La duración de la enfermedad se correlacionó positivamente con la conectividad de las fibras en la AN, lo que sugiere que en el TA más prolongado los comportamientos causaron daño a la WM, más se compensó durante la recuperación aumentando la conectividad de las fibras.

La llamada red de modo predeterminado (DMN, corteza cingulada posterior, prefrontal medial, temporal medial y parietal inferior) está involucrada en la interocepción y la “mentalización auto-relevante” (dar sentido a los demás y a nosotros mismos). Los estudios encontraron una conectividad de la DMN elevada en la AN, posiblemente impulsada por una glucosa en sangre más baja.

La red de prominencia o de saliencia (SN, cingulado anterior, ínsula y corteza orbitofrontal) orienta al organismo para apoyar el abordaje de los alimentos. La AN mostró una mayor conectividad entre la dorsal anterior y la circunvolución anterior del cíngulo posterior y en la BN conectividad más fuerte entre el cíngulo anterior dorsal y la corteza orbitofrontal medial.

La conectividad del cíngulo anterior dorsal superior al precuneo en AN y BN se correlacionó positivamente con las puntuaciones del cuestionario de forma corporal lo que implica regiones del cerebro en la interfaz de la función ejecutiva y la visión.

Otros encontraron una mayor conectividad funcional en reposo en la AN entre el cuerpo estriado ventral y la corteza frontal, lo que implica el procesamiento de recompensas y los circuitos de toma de decisiones.

La conectividad funcional durante la visualización de imágenes pasivas de alimentos y no alimentos fue mayor en AN y BN en la ínsula, y en BN en la corteza orbitofrontal, mientras que los adultos jóvenes con AN mostraron una menor conectividad durante las pruebas de saborear. Esos patrones sugieren un funcionamiento disfuncional del SN y tal vez predispongan a la restricción de alimentos. La red de control ejecutivo mostró tanto menor como mayor conectividad en la AN entre la ínsula y las regiones frontales, lo que sugiere desequilibrios entre las redes.

> Sistema de recompensa

La comida es un estímulo sobresaliente o "recompensa natural", y las vías de recompensa similares a las sustancias de abuso se activan cuando deseamos, nos acercamos o comemos alimentos. Las regiones importantes en este circuito incluyen el cuerpo estriado ventral (recibe información dopaminérgica del mesencéfalo, impulsa la motivación y el enfoque de recompensa), la corteza orbitofrontal (valoración de la recompensa) y el cíngulo anterior (seguimiento de errores, expectativa de recompensa).

Varios estudios realizados en adolescentes o adultos jóvenes, aunque no todos, encontraron una respuesta alterada del sistema de recompensa en la AN a los estímulos visuales relacionados con la comida o el cuerpo.

En un estudio reciente en el que los participantes vieron imágenes con valencia positiva (no alimenticias y no corporales) y se les pidió que regularan sus emociones, la actividad estriatal ventral se correlacionó con las cavilaciones relacionadas con el cuerpo y el afecto negativo en la AN, lo que sugiere que la regulación de las emociones interactúa con tanto los pensamientos en los TA como los sentimientos depresivos.

En resumen, los circuitos de recompensa alterados en la AN pueden estar asociados con el aprendizaje alterado y la función de la dopamina cerebral, y rasgos como la sensibilidad al castigo podrían predisponerlos. En la BN, el afecto negativo se correlacionó positivamente con la respuesta del cerebro estriado y pálido durante la recepción de un batido. El estado de ánimo bajo puede, por tanto, mejorar el valor de recompensa de los estímulos alimentarios en la BN y desencadenar atracones.

Otros mostraron en BN menos activación de la corteza frontal, del estriado ventral y del hipocampo que se correlacionó con la frecuencia de atracones / purgas en una tarea que proporcionó recompensa monetaria al navegar a través de un laberinto. Por lo tanto, el aprendizaje alterado, el control ejecutivo y la respuesta cerebral de recompensa podrían ser efectos tanto del desarrollo anormal del cerebro como del comportamiento de la enfermedad en la BN.

> Percepción e interocepción

La autopercepción de estar gordo mientras se tiene bajo peso podría deberse a un neurocircuito de interocepción central anormal o impulsado principalmente por procesos cognitivo-emocionales. Los estudios neuropsicológicos implicaron una percepción no visual alterada, como la percepción háptica (táctil), la propiocepción (sentido de la posición de uno en el espacio) o la interocepción (sentido de los órganos internos) en la AN, mostrando una respuesta de la ínsula alterada en la AN. Esto sugirió que la ínsula puede tener una función esencial en la intersección entre la interocepción y el procesamiento cognitivo-emocional en la AN.

> Cognición

Durante una tarea de aprendizaje de reversión que involucra retroalimentación positiva y negativa, en la AN se cambió la estrategia de comportamiento con más frecuencia después de la retroalimentación negativa, relacionada con la activación del cíngulo.

Durante la prueba de clasificación de tarjetas de Wisconsin para las pruebas de flexibilidad cognitiva, los pacientes con AN tuvieron una mayor activación durante el cambio de comportamiento en las áreas frontal, parietal y regiones occipitales, pero menor activación durante el aprendizaje o mantenimiento de la conducta basada en reglas.

La atención visual en la BN condujo a una mayor activación en las regiones parietooccipitales, pero una menor respuesta en la DMN frente a los controles y el control de la conducta se asoció con una menor activación en el cíngulo anterior.

Conductualmente, los grupos se desempeñaron de manera similar en esos estudios, y el significado de la función cerebral alterada en el contexto de la respuesta conductual normal necesita más estudio. En otro estudio, BN mostró que las emociones positivas mejoraron el rendimiento en la inhibición de la respuesta. Por lo tanto, el estado de ánimo puede ser un factor importante para la recuperación.

> Función social y estrés

Durante una tarea de autoevaluación y evaluación social, la ansiedad y las preocupaciones sobre la forma del cuerpo se correlacionaron inversamente en la AN y en los controles con la respuesta cerebral prefrontal y cingulada.

El tacto suave o los estímulos visuales íntimos se calificaron como menos agradables en la  N en comparación con los controles, y asociados con una actividad caudada o parietal más baja, lo que sugiere una experiencia de recompensa reducida.

Microbiota: hasta 100 billones de células microbianas simbióticas, son principalmente bacterias en el intestino. Sus genomas colectivos se denominan microbioma. Existen conexiones neuronales bien conocidas entre el intestino y el cerebro, y esos organismos pueden afectar los trastornos psiquiátricos, incluidos los TA.

Varios estudios en AN han encontrado alteraciones en comparación con los controles en la composición microbiana, y la diversidad microbiana en la AN que puede correlacionarse con el IMC y también, por ejemplo, con los niveles de insulina en sangre. Sin embargo, la diversidad de la microbiota también se normaliza con la recuperación de peso, y no está claro si la microbiota podría ser la causa de un comportamiento de enfermedad aparte de conductas de TA que alteran la microbiota intestinal.

No existen estudios en otros TA. Sin embargo, BN y BED se asociaron con el uso de medicamentos antimicrobianos, lo que sugiere un papel para el sistema inmunológico. En resumen, la microbiota y el microbioma son un campo emergente que podría proporcionar un aspecto importante de la patofisiología de la enfermedad en los TA.

Este artículo resume nuestro conocimiento actual sobre la neurobiología de los trastornos alimentarios. Si bien este campo ha crecido significativamente durante la última década, todavía es pequeño en general y los estudios disponibles a menudo tienen un número reducido de participantes, lo que limita el poder y la confiabilidad del estudio y muchos resultados no se han replicado.

Los autores abogan aquí por estudios rigurosos y bien desarrollados para encontrar consenso en los laboratorios de investigación para identificar los objetivos de tratamiento para los TA.

Otro tema crítico es que la investigación en BED y especialmente ARFID es principalmente un área inexplorada de investigación neurobiológica. Sin embargo, el cuerpo de investigación en los TA identificó la importancia del impacto a corto plazo de los comportamientos especialmente en la estructura del cerebro, y las vías de recompensa del cerebro más consistentemente están implicadas en la actividad cerebral alterada en los TA. Este último es un objetivo prometedor para el desarrollo de tratamientos.