Neurologii de la Institutul de cercetare Scripps au identificat circuite cerebrale care determină mamiferele să vrea să mănânce mai mult atunci când sunt expuse la temperaturi scăzute, relatează medicalexpress.com.

Mamiferele ard energie pentru a menţine temperatura corpului atunci când sunt expuse la frig

Mamiferele ard automat mai multă energie pentru a menține temperatura normală a corpului atunci când sunt expuse la frig. Această creștere a consumului de energie activată de frig declanșează o creștere a apetitului și a alimentației, deși mecanismul specific care controlează acest lucru era necunoscut. În noul studiu, publicat în revista Nature, cercetătorii au identificat un grup de neuroni care funcționează ca un „comutator” pentru acest comportament legat de frig și de căutare de hrană la șoareci. Descoperirea ar putea duce la potențiale terapii pentru sănătatea metabolică și pierderea în greutate.

„Acesta este un mecanism de adaptare fundamental la mamifere, iar țintirea lui cu tratamente viitoare ar putea permite sporirea beneficiilor metabolice ale frigului sau ale altor forme de ardere a grăsimilor”, spune autorul principal al studiului, Li Ye, Ph.D., profesor asociat şi titular al catedrei de chimie şi biologie chimică la Institutul de cercetare Scripps (TSRI), din California, Statele Unite.

Deoarece expunerea la frig duce la o ardere sporită a energiei pentru a rămâne cald, imersiunea în apă rece și alte forme de „terapie prin frig” au fost explorate ca metode pentru pierderea în greutate și îmbunătățirea sănătății metabolice.

Un dezavantaj al terapiilor prin frig este că reacțiile evoluate ale oamenilor la frig nu sunt concepute pentru a provoca pierderea în greutate (un efect care ar fi putut fi fatal în timpul perioadelor frecvente de penurie de hrană din epoca premodernă). Frigul, ca și dietele și exercițiile fizice, crește apetitul pentru a contracara orice efect de pierdere în greutate. În cadrul studiului, Ye și echipa sa și-au propus să identifice circuitele cerebrale care mediază această creștere a apetitului indusă de frig.

Una dintre primele lor observații a fost că, odată cu apariția temperaturilor scăzute, șoarecii își măresc căutarea de hrană doar după o întârziere de aproximativ șase ore, sugerând că această schimbare comportamentală nu este pur și simplu un rezultat direct al sesizării frigului.

Activitatea neuronilor din creier în timpul condiţiilor reci și calde

Folosind tehnici de „curăţare a întregului creier” şi microscopie cu foiţă de lumină, cercetătorii au comparat activitatea neuronilor din creier în timpul condiţiilor reci faţă de cele calde.

Curând au făcut o observație cheie: în timp ce cea mai mare parte a activității neuronale din întregul creier era mult mai scăzută în condiții de frig, porțiuni dintr-o regiune numită talamus au prezentat o activare mai mare.

În cele din urmă, echipa s-a concentrat asupra unui grup specific de neuroni numit nucleul xifoid al talamusului median, arătând că activitatea acestor neuroni a crescut în condiții de frig chiar înainte ca șoarecii să se trezească din toropeala indusă de frig pentru a căuta hrană. În cazul în care la începutul stării de frig era disponibilă mai puțină hrană, creșterea activității în nucleul xifoid a fost și mai mare, ceea ce sugerează că acești neuroni răspund mai degrabă la un deficit de energie indus de frig decât la frigul în sine.

Atunci când cercetătorii au activat în mod artificial acești neuroni, șoarecii și-au sporit căutarea de hrană, dar nu și alte activități. În mod similar, atunci când echipa a inhibat activitatea acestor neuroni, șoarecii și-au diminuat căutarea de hrană. Aceste efecte au apărut doar în condiții de frig, ceea ce implică faptul că temperaturile scăzute furnizează un semnal separat care trebuie să fie, de asemenea, prezent pentru ca modificările apetitului să apară.

Într-un ultim set de experimente, echipa a arătat că acești neuroni din nucleul xifoid se proiectează într-o regiune a creierului numită nucleul accumbens - o zonă cunoscută de mult timp pentru rolul său în integrarea semnalelor de recompensă și aversiune pentru a ghida comportamentul, inclusiv comportamentul alimentar.

În cele din urmă, aceste rezultate ar putea avea relevanță clinică, spune Ye, deoarece sugerează posibilitatea de a bloca creșterea obișnuită a apetitului indusă de frig, permițând ca regimuri relativ simple de expunere la frig să determine pierderea în greutate mult mai eficient.

„Unul dintre obiectivele noastre cheie este acum să ne dăm seama cum să decuplați creșterea apetitului de creșterea cheltuielilor cu energia”, spune el. „De asemenea, dorim să aflăm dacă acest mecanism de creștere a apetitului indus de frig face parte dintr-un mecanism mai larg pe care organismul îl folosește pentru a compensa cheltuielile suplimentare de energie, de exemplu, după exerciții fizice”.