Investigación UdeC descubre nuevo mecanismo cerebral que regula la saciedad e ingesta de alimentos

El equipo halló un nuevo diálogo entre células cerebrales que modulan el hambre, lo que abre nuevas vías terapéuticas para controlar el apetito y tratar la obesidad.

Un nuevo mecanismo cerebral que explica cómo se regula la sensación de saciedad tras comer fue descubierto en un estudio liderado por la doctora María de los Ángeles García-Robles, académica de la Universidad de Concepción (UdeC), lo que podría abrir vías a nuevas estrategias terapéuticas para controlar la ingesta de alimentos y abordar enfermedades como la obesidad y trastornos de la conducta alimentaria.

El hallazgo se publicó el 6 de abril en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, y devela una cadena de señalización nueva en el hipotálamo, región clave en el control del apetito, y cambia la forma en que se entiende el rol de distintas células cerebrales y cómo el cerebro controla el apetito.

La doctora García, académica de la Facultad de Ciencias Biológicas e investigadora principal del Instituto Milenio de Neurociencia CINV, explica que hasta ahora se pensaba que el proceso dependía únicamente de las neuronas y células gliales como los astrocitos apoyaban, pero la investigación mostró su rol activo dentro de una compleja interacción.

“El mecanismo revela una nueva forma de comunicación entre células del cerebro, donde las células gliales no sólo apoyan a las neuronas, sino que regulan activamente su funcionamiento y el comportamiento alimentario”, destaca. “Nuestro estudio muestra que los astrocitos, tradicionalmente considerados células de soporte, desempeñan un papel mucho más activo en el control del comportamiento alimentario de lo que se creía”, profundiza.

Develando mecanismos

El estudio se desarrolló en el marco de un proyecto Fondecyt Regular de la doctora García, cuyo objetivo principal fue contribuir a entender cómo las células no neuronales del cerebro participan activamente del control de la ingesta alimentaria, profundizando las evidencias de su laboratorio y línea sobre las bases neurobiológicas de la ingesta alimentaria y la obesidad.

Para ello se investigó la interacción en el hipotálamo entre neuronas, tanicitos y astrocitos; dos tipos de células gliales especializadas, demostrando que el cerebro integra señales metabólicas mediante un diálogo entre todas estas células que permite detectar que se ha comido lo suficiente e inducir la saciedad.

Sobre el mecanismo, la investigadora explica que luego de ingerir alimentos los tanicitos detectan el aumento de glucosa y liberan lactato, una molécula que actúa como señal metabólica y activa a los astrocitos a través del receptor HCAR1. Entonces, los astrocitos liberan glutamato hacia las neuronas que inducen la sensación de saciedad.

Y destaca entre los hallazgos más relevantes que la comunicación entre astrocitos y neuronas se regula mediante hemicanales. Estas estructuras permiten la liberación de glutamato al espacio extracelular y activan a neuronas que generan la sensación de estar satisfecho tras comer y controlan la ingesta alimentaria.

Un complejo circuito funcional que no estaba descrito.

“Nuestro laboratorio había demostrado que los tanicitos producen lactato en respuesta a nutrientes, a su vez nosotros y otros grupos habíamos demostrado que esta molécula puede influir en la actividad neuronal, y existe evidencia de que los astrocitos responden a señales metabólicas y liberan neurotransmisores. Sin embargo, no se conocía el mecanismo preciso que conectaba estas observaciones”, expone.

Blanco terapéutico

Para la académica el hallazgo da luces de un posible blanco terapéutico para controlar el apetito: “al identificar un mecanismo específico, la activación de astrocitos vía HCAR1 y la liberación de glutamato a través de hemicanales, se podrían diseñar intervenciones que modulen este sistema para regular la ingesta alimentaria”.

Un impacto que considera “especialmente relevante en enfermedades como la obesidad”, porque uno de los factores de riesgo es la ingesta excesiva de alimentos, que igual se da en el trastorno por atracón (comer compulsivo). “También podría tener implicancias en trastornos del ánimo/memoria y otras patologías en que el metabolismo cerebral y la señalización glial están alterados”, plantea.

Del hallazgo a nuevas preguntas

“Las señales metabólicas locales producidas por los tanicitos modulan el comportamiento alimentario a corto y largo plazo” se tituló el Fondecyt Regular de la doctora María de los Ángeles García en el que se desarrolló el estudio.

El proyecto financiando por la Anid duró cuatro años (2022 a 2026) y combinó experimentos en el laboratorio de la investigadora en la UdeC y en la Universidad de Maryland de Estados Unidos, en el marco de una alianza científica con el doctor Ricardo Araneda que permitió que el estudiante de doctorado Sergio López realizará una estadía de investigación. Además, el trabajo incorpora aportes del doctor Juan Carlos Sáez, director del recientemente adjudicado Instituto Milenio CINV.

La investigadora cuenta que desde estudios celulares y moleculares hasta registros electrofisiológicos en neuronas fueron parte de las tareas que se abordaron en la investigación para entender cómo el cerebro detecta que se ha comido suficiente y produce saciedad.

Entre los múltiples ensayos realizados hubo uno que consistió en administrar glucosa directamente a un único tanicito mientras se monitoreaban los astrocitos circundantes: “la actividad de una sola célula fue suficiente para desencadenar respuestas en múltiples astrocitos vecinos, demostrando que incluso un evento metabólico local puede propagarse y amplificarse a través de la red cerebral glial”, resalta.

Así, distintos enfoques y experimentos permitieron reconstruir un circuito funcional completo, desde la señal metabólica hasta la respuesta neuronal, develando el nuevo mecanismo de comunicación entre células cerebrales que modula el hambre, la saciedad y la ingesta de alimentos.

Aunque, como suele suceder en la ciencia, la investigadora asegura que el hallazgo abre múltiples y cruciales preguntas que se deben responder para profundizar el conocimiento y avanzar en el camino que podría llevar a aplicaciones clínicas concretas.

“¿Cómo se altera este sistema en condiciones de obesidad o dietas altas en azúcar? ¿Qué rol cumplen otras células como la microglía en este circuito? ¿Podemos modular farmacológicamente este sistema de manera segura?”, menciona la doctora García entre las nuevas interrogantes que se plantea.

En esa línea proyecta que aporte su Fondecyt 2026-2030 recientemente adjudicado, en el que se estudiará cómo estos mecanismos cerebrales se ven afectados las dietas ricas en fructosa (una de las formas de azúcar contenida en los alimentos ultraprocesados).

Sobre ello, adelanta que “en colaboración entre investigadores de la UdeC y del Instituto Milenio CINV estudiaremos si generan inflamación y a través de qué mecanismos podemos prevenir o revertir la respuesta inflamatoria para reducir la obesidad inducida por la dieta”.

Una necesidad

Avanzar en estos estudios y conocimientos trasciende a la curiosidad científica y es sobre todo una necesidad por el grave problema de salud pública global que es la obesidad, factor de riesgo de múltiples patologías como alteraciones metabólicas y enfermedades cardiovasculares, y cuya realidad en Chile es especialmente alarmante.

Los informes más recientes advierten que a nivel nacional más del 78% de la población adulta y del 50% de escolares tiene sobrepeso u obesidad, lo que ubica como el país más obeso de Sudamérica y el segundo de la Ocde. Y, de seguir la trayectoria actual, las investigaciones proyectan que a 2050 la prevalencia llegue al 87% de habitantes.

En este sentido, la doctora García releva que la obesidad es multifactorial y compleja, incidiendo en el riesgo factores tanto fisiológicos como conductuales y socioemocionales. Dentro de ello están los patrones alimentarios y estilos de vida. Y el acto de comer, el apetito y la saciedad, es también mediado por variables biológicas, emocionales y sociales.

Y las evidencias demuestran que tanto la alimentación como la obesidad tienen una base biológica y cerebral: “la obesidad no es sólo un problema de conducta, sino que involucra mecanismos biológicos complejos en el cerebro”.

Al respecto, aclara que en el hipotálamo se integran señales que regulan el apetito y el gasto energético, pero los sistemas cerebrales se pueden alterar por procesos inflamatorios, estrés o ingesta crónica de alimentos ultraprocesados. Así, se puede generar una alteración que favorece el aumento nocivo de grasa y peso corporal que lleva a la obesidad.

Aunque no todo son certezas y aún no se comprende completamente cómo el cerebro regula el hambre y la saciedad, reconoce, y mejorar este ámbito busca su laboratorio e investigación y cada vez suman más evidencias.

“Entender cómo se regula la saciedad a nivel celular y molecular permite cambiar la forma en que abordamos la obesidad”, sostiene, “nuestros hallazgos contribuyen a demostrar que el cerebro integra señales metabólicas a través de circuitos en los que las células gliales son clave, lo que podría llevar a nuevas estrategias para prevenir o tratar la obesidad desde su base biológica”.