Los científicos han descubierto una nueva forma en que el intestino se comunica con el cerebro: mediante el envío de mensajes sobre el contenido de sal del estómago y los intestinos. Esta información es una señal clave que el cuerpo utiliza para controlar la sed. |
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| Las neuronas que controlan la sed en el cerebro del ratón se iluminan (verde y rojo) cuando el intestino detecta un fluido salado. Imagen: Laboratorio Knight |
La solución
más salina que los ratones beben voluntariamente sabe más o menos la mitad de
salada que el agua de mar. Esta solución salina sacia brevemente a las células
cerebrales que controlan la sed, pero luego, en un minuto, vuelven a activarse
y les dicen a los ratones que todavía tienen sed. Un sorbo de agua pura, sin
embargo, mantiene a las mismas neuronas desactivadas durante un largo periodo
de tiempo.
"Era
algo difícil de explicar", según Zachary Knight, neurocientífico de la
Universidad de California en San Francisco (UCSF). ¿Cómo sabe el cerebro tan
rápidamente si la sed ha sido saciada? Tenía que haber una señal que indicara a
las neuronas reguladoras de la sed, algo que les dijera si un líquido era
demasiado salado, o simplemente correcto.
Después de
tres años de investigación, Knight y sus colegas han descubierto que la señal
misteriosa proviene del intestino. Su trabajo, publicado en la revista Nature,
revela cómo el tracto gastrointestinal mide la concentración de sal en los
intestinos y transmite esta información directamente al cerebro. Al rastrear la
actividad neuronal en ratones vivos, su equipo observó en tiempo real como
estos dos órganos se comunicaban sobre la sed. Se ha descubierto, por tanto, una nueva forma en que el intestino se
comunica con el cerebro.
Regulación de la sed
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| En un ratón vivo y activo, los científicos registraron destellos de actividad neuronal dentro de una región del hipotálamo llamada núcleo preóptico mediano. Imagen: Laboratorio Knight |
Durante más
de un siglo, los científicos han estado tratando de entender cómo nuestros
cuerpos regulan la sed. Los primeros estudios en animales sugirieron que las
señales del cuerpo (como una garganta reseca, por ejemplo, o el contenido de
sal y agua de la sangre) podrían hacer sonar una alarma de sed en el cerebro.
Pero en las últimas décadas, los investigadores también han apuntado al tracto
gastrointestinal. Hasta la fecha, nadie sabía en que parte del cerebro se
registraban las señales de sed procedentes del cuerpo ni cómo llegaban hasta
allí.
En 2016,
Knight y sus colegas decidieron desentrañar el misterio. Usando una fibra
óptica introducida en el cerebro, el equipo observó cómo un conjunto de
neuronas se apagaban rápidamente cuando los ratones sedientos bebían un sorbo
de agua y el líquido golpeaba la boca y la garganta. El trabajo mostró que
realmente existe una señal de sed en la garganta, según Knight.
Pero un
experimento clave determinó que había algo más en la historia: el agua salada
apagaba esas mismas neuronas, pero solo temporalmente. "Es como que hay
otra señal que le dice a las neuronas de la sed: 'Esto no te está
rehidratando'". Y los investigadores a continuación centraron su
investigación en el tracto digestivo.
El
intestino, según descubrieron en una serie de experimentos descritos en su
nuevo artículo, tiene un sensor de sal incorporado que se comunica con el cerebro. Cuando los investigadores inyectaron
agua pura directamente en el intestino, las neuronas de la sed se apagaron. Una
inyección de agua salada mantuvo las neuronas activas. El equipo observó un
vínculo directo entre la salinidad del líquido en el intestino y la fuerza de
la señal en el cerebro. "Lo sorprendente de este hallazgo es que el
intestino pueda medir con tanta precisión la concentración de sal", según
Knight.
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| Una fibra óptica (barra gris) insertada en el cerebro de un ratón (verde) reveló la actividad de las neuronas involucradas en la sed. La barra en el angulo inferior izquierdo es igual a 1 milímetro. Imagen: C. Zimmerman et al./Nature 2019 |
Desde dentro del cerebro
Mediante el
montaje de microscopios en miniatura dentro de las cabezas de los ratones, el
equipo de Knight señaló exactamente dónde se evalúan las señales de sed en el
cerebro del cuerpo.
El sistema
de detección de sed del cuerpo es relativamente simple, según Knight. Conocerlo
al detalle podría eventualmente ayudar a
los científicos a descubrir sistemas más complicados, como la regulación de la
alimentación o de la temperatura corporal.
Desde luego,
el método de este equipo científico para
combinar grabaciones neuronales en animales vivos, con técnicas para manipular
el cuerpo, es una forma crucial de observar lo que sucede en el cerebro.
Basado en: Christopher
A. Zimmerman, et al., "Una señal de intestino a cerebro de osmolaridad
fluida controla la saciedad", Nature. Publicado en Internet el 27 de marzo
de 2019. doi: 10.1038 / s41586-019-1066-x
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