Quanto è gustoso il cibo?

Un ormone e cellule cerebrali specializzate regolano il comportamento alimentare nei topi

Sapere quando è ora di mangiare e quando smettere di mangiare è importante per sopravvivere e rimanere in salute, sia per gli esseri umani che per gli animali. I ricercatori del Max Planck Institute for Biological Intelligence hanno studiato come il cervello regola il comportamento alimentare nei topi. Il team ha scoperto che l’ormone grelina attiva cellule nervose specializzate in una regione del cervello nota come amigdala. Qui, l’interazione tra grelina e neuroni specializzati promuove il consumo di cibo e trasmette la fame e le sensazioni piacevoli e gratificanti associate al mangiare.

La fame è una sensazione potente con importanti basi biologiche. Segnala al corpo di cercare cibo, che è un comportamento cruciale per prevenire la fame e garantire la sopravvivenza. Quando abbiamo fame, desideriamo ardentemente il cibo e quando finalmente riusciamo a mangiare, il nostro corpo ci ricompensa con sensazioni piacevoli e uno stato generale di felicità.

Una rete di circuiti cerebrali e percorsi di segnalazione orchestra il comportamento alimentare di esseri umani e animali e suscita le sensazioni associate. Uno degli attori centrali in questa rete è l’ormone grelina. Viene rilasciato dalle cellule dello stomaco quando gli esseri umani e gli animali sono affamati o digiunano e promuove il comportamento alimentare.

Il dipartimento di Rüdiger Klein presso il Max Planck Institute for Biological Intelligence studia le reti cerebrali che sono alla base del comportamento alimentare nei topi. A tal fine, i ricercatori hanno condotto un’analisi approfondita dei diversi tipi di cellule in una regione del cervello nota come amigdala centrale. “In precedenza, l’amigdala era stata studiata principalmente nel contesto di sentimenti come paura e ricompensa, mentre si pensava che la regolazione dell’alimentazione avvenisse in diverse parti del cervello, come l’ipotalamo”, afferma Christian Peters, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento.

Nove gruppi di cellule

Peters ei suoi colleghi hanno analizzato singole cellule nell’amigdala centrale, studiando le molecole di RNA messaggero, le copie funzionanti dei loro geni. L’analisi ha rivelato che le cellule sono organizzate in nove diversi gruppi di cellule. Alcuni di questi cluster promuovono l’appetito mentre altri lo inibiscono e regolano la loro produzione di RNA messaggero quando i topi vengono nutriti o digiunano.

“Ora abbiamo una comprensione molto migliore della diversità dei tipi di cellule e dei processi fisiologici che promuovono l’alimentazione nell’amigdala centrale”, afferma Rüdiger Klein. “La nostra ricerca scopre per la prima volta che la grelina, l’ormone della fame, agisce anche sulle cellule dell’amigdala centrale”. Lì attiva un piccolo sottoinsieme di cluster cellulari, contrassegnati collettivamente dalla presenza della proteina Htr2a, per aumentare l’alimentazione.

Molteplici funzioni per grelina

Gli scienziati hanno scoperto che i neuroni Htr2a si attivano dopo un digiuno notturno o quando vengono stimolati dall’ormone grelina. Le cellule hanno risposto anche quando i ricercatori hanno presentato il cibo ai topi. “Pensiamo che la grelina svolga molteplici funzioni”, spiega Christian Peters. “Quando i topi hanno fame, la grelina attiva le regioni appetitive del cervello per predisporre gli animali a mangiare. Inoltre, l’ormone migliora l’attività nei circuiti cerebrali, come l’amigdala, che conferiscono ricompense, il che è probabilmente un incentivo a mangiare cibo aggiuntivo”. In questo modo, la grelina aumenta l’appetibilità del cibo in proporzione a quanto sono sazi i topi al momento.

Dopo una dieta a digiuno, quando gli animali erano molto affamati, l’attività dei neuroni Htr2a non era necessaria per iniziare a nutrirsi, presumibilmente perché la bontà del cibo è meno importante in queste condizioni. “Altri circuiti cerebrali, ad esempio l’ipotalamo, che regolano il metabolismo del corpo, prendono il sopravvento e segnalano ai topi che è importante mangiare per sopravvivere”, afferma Christian Peters.

Sentirsi affamati o sazi ha un profondo impatto sul benessere fisico ma anche emotivo, come probabilmente tutti sanno dai piaceri associati al mangiare cibi gustosi. “Le reti neuronali che trasmettono questi sentimenti sono ovviamente collegate a quelle che controllano il mangiare, ma non è del tutto chiaro come si influenzino a vicenda”, afferma Rüdiger Klein.

“Se scopriamo queste connessioni, capiremo meglio i processi neuronali coinvolti nei comportamenti alimentari patologici, come l’eccesso di cibo”, conclude Christian Peters. “Esistono numerosi fattori biologici che contribuiscono a un comportamento così complesso e dobbiamo esaminare i processi fisiologici per comprendere questi fattori”. In definitiva, questa conoscenza potrebbe portare a nuovi approcci terapeutici per alleviare i disturbi alimentari. Per ora, la ricerca pone le basi per ulteriori studi per indagare in che modo specifiche popolazioni di neuroni sono coinvolte nei circuiti neuronali che controllano l’alimentazione. Aggiunge anche un altro tassello importante al puzzle della comprensione di come il cervello orchestra il comportamento.