Neurociencias y Conducta Alimentaria
Cuando las personas nos enfrentamos a la comida, no solo debemos considerar el
“hambre y saciación” provocada por las señales anorexígenas u orexígenas de
corto plazo que surgen de la interacción entre los intestinos y el hipotálamo, sino
que también es necesario considerar nuestros aspectos hedónicos, los estados
emocionales y afectivos, los procesos mentales, la interocepción, los
condicionamientos, el sistema somatosensorial, el sistema somatomotor y las
funciones ejecutivas. Que en conjunto se comunican en red para determinar si
llevamos el alimento a la boca o evitamos comer.
A medida que surgen nuevas investigaciones sobre la conducta alimentaria,
podemos tener una panorámica más amplia de cómo el cerebro influye en la
ingesta de alimentos. Cabe destacar que desde esta perspectiva hay factores
importantes que determinan la ingesta de comidas, sin embargo, es una parte de
un gran sistema que influye en la conducta alimentaria. No hay que olvidar los
sustratos cerebrales son uno con el medio ambiente.
Neurociencias y Conducta Alimentaria
Los primeros aportes de la neurobiología en la ingesta de alimentos
Desde la década del 50 se ha colocado gran interés en el cerebro para encontrar respuestas a la regulación de la ingestión de alimentos, desde ese entonces las investigaciones realizadas en ratas se centraron en el hipotálamo, ya que ya que lesiones específicas en estas estructuras resultaban en aumento o disminución en la ingesta y el peso corporal (1). A partir de estos trabajos, surgen las primeras explicaciones para revelar los mecanismos del hambre y saciedad. Históricamente se ha descrito al hambre como una sensación fisiológica que surge de la necesidad de ingerir nutrientes y la saciedad como la sensación de estar satisfechos entre los intervalos de una comida y otra (2). No obstante, en los seres humanos, operativamente puede ser difícil hablar solo de “hambre”, puesto que no solo ingerimos alimentos debido a la privación de energía.
Las primeras presunciones que intentaron explicar el comportamiento alimentario estaban enfocadas en la disponibilidad de algunos nutrientes. Una de las primeras teorías fue la glucostática, donde se propuso que, al disminuir los niveles de glucosa, esta baja será censada a nivel central y estimulará el hambre provocando que los individuos estén motivados a ingerir comida. En el caso opuesto, los altos niveles de glucosa indicarían que hay disponibilidad de nutrientes, lo que disminuirá la ingesta (3). Es lógico pensar que esta teoría no entrega todas las respuestas, ya que los niveles de glucosa por sí misma, no determinan completamente la ingestión. Podemos ver que las personas pueden consumir grandes cantidades de comida, lo cual se traduce en aumento de glucosa en sangre y pese a ello pueden seguir comiendo.
Como no hubo una respuesta certera con la regulación de la glucosa, se apuntó a la teoría lipostática, la cual propone que la ingesta de alimentos dependerá de las reservas de grasa. A nivel central se censan los niveles de moléculas como ácidos grasos y glicerol, los cuales ofrecen información sobre las reservas existentes de grasas en el organismo. Se estima que, al disminuir los depósitos de grasa se envían señales a nivel central para iniciar la ingesta y en el caso contrario, al aumentar los depósitos, esta disminuye (4). Pero al igual que la anterior, esta teoría no entrega todas las respuestas, puesto que el solo hecho de aumentar las reservas grasas no es un impedimento para que las personas sigan comiendo.
Desde hace décadas que se intenta explicar cómo nuestro cerebro impacta en la ingesta de alimentos, surgieron otras teorías, como la peptídica y la energostática. Sin embargo, ninguna tuvo éxito para explicar en su totalidad el comportamiento alimentario.
El rol de nuestro cerebro en el comportamiento alimentario
“Las ciencias aplicadas al cerebro nos proponen que no hay un solo factor
que determina la ingesta de alimentos, no hay una parte específica de
nuestro del encéfalo que controle la forma de comer, sino que son diferentes
áreas que funcionan en red para determinar si un individuo aumenta su
ingesta, la disminuye o si inicia una comida o la cesa”.
Sistema Homeostático
A nivel más básico podemos considerar el sistema homeostático, donde nuestro hipotálamo es el eje central de la regulación de la ingesta y algunos de sus núcleos (arcuato, paraventricular, lateral y ventromedial) se comunican con órganos periféricos como: intestinos, tejido adiposo, músculo y páncreas para regular nuestras señales orexígenas y anorexígenas (5). Aquí podemos diferentes mecanismos que funcionan coordinadamente, donde nuestras neuronas del núcleo arcuato funcionan como sensores de nutrientes, tanto a corto como a largo plazo, respondiendo a la disponibilidad de glucosa, ácidos grasos y algunos aminoácidos (6). También son importantes las características y composición de las comidas, por ejemplo, se ha demostrado que aquellos alimentos con mayor densidad energética tienen mayor poder de saciedad, igualmente los que tienen una mayor cantidad de fibra. Lo mismo pasa con el volumen, que entre más voluminosa nuestra comida, generará una mayor saciación. Consecuentemente las características físicas de los alimentos son igual de importantes, puesto que los alimentos sólidos se asocian con mayor saciedad en relación con los líquidos. Asimismo, los alimentos con texturas duras y crujientes entregan mayor sensación de saciedad que aquellos suaves (7).
Los órganos periféricos se comunican con el Sistema Nervioso Central (SNC). Una de las conexiones es entre los intestinos y el núcleo del tracto solitario (NTS) a través del nervio vago, la cual permite que el estómago entregue información. Si este presenta mayor estiramiento producto de carga gástrica provocada por el volumen de los alimentos (ricos en nutrientes o no), se envían señales a nivel central para disminuir la ingesta de alimento. A este nivel también hay señales bioquímicas producidas por péptidos gastrointestinales que se comunican con el NTS, que a su vez se comunica con núcleos hipotalámicos y otras estructuras como la amígdala cerebral. Los efectos de la disminución de la ingesta son provocados por diversos mensajeros, entre los más estudiados podemos encontrar: la colecistoquinina (CCK) producida por la mucosa duodeno-intestinal, péptido 1 similar al glucagón (GLP-1) y péptido YY (PYY) ambos segregados por las células L intestinales (Andermann, 2017). También cabe destacar la importante acción de la serotonina, que, a pesar de su acción a nivel central, el 95% se
encuentra fuera del SNC a nivel intestinal. Si bien este neurotransmisor tiene diferentes funciones, su acción a nivel hipotalámico está relacionado con potentes efectos anorexígenos (8). En contraposición la grelina producida por el estómago, a través de vías aferentes del nervio vago y también llegando al NST, se comunica con núcleos hipotalámicos para entregan señales de saciedad y de esta forma disminuir o inhibir la ingesta de alimentos (9).
Sistema cortico-límbico
El consumo de alimentos va más allá del sistema homeostático, ya que los seres humanos consumimos alimentos por placer, donde la palatabilidad y las características organolépticas de las comidas activan el sistema de reforzamiento produciendo la sensación de placer subjetivo. Incluso las vías hedónicas pueden llegar a anular al sistema homeostático, incrementado los deseos de ingerir alimentos de alta palatabilidad y densidad energética por sobre las señales de saciedad (10).
Lo anterior depende del sistema de recompensa que utiliza vías dopaminérgicas, donde participan estructuras del sistema límbico como el hipocampo (aprendizaje y memoria), amígdala (procesamiento y almacenamiento de reacciones emocionales), corteza cingulada anterior (formación de emociones), núcleo accumbens (relacionado con el placer) corteza orbitofrontal (toma de decisiones) (11) y el área tegmental ventral (conducta motivada) ubicada en el mesencéfalo. Este sistema cumple diversas funciones relacionadas con el comportamiento en los seres humanos, algunas de ellas están asociadas con: la predicción de recompensa, el placer, la motivación y el aprendizaje. La motivación es importante
para llevar a los individuos a la acción y conjuntamente se realizan predicciones de recompensa necesarias para incentivar la ingestión de alimentos, lo cual lleva a las personas a anticipar su recompensa (alimentos), que puede ser positiva (si cumple con las expectativas de las predicciones) o negativa (cuando no se cumple con las expectativas de las predicciones). Este mismo sistema provoca que
experimentemos el placer cuando consumimos alimentos, reforzando que los volvamos a consumir en un futuro. Todo lo anterior forma parte de un mecanismo de sobrevivencia, que facilita el rápido aprendizaje maximizando la probabilidad de éxito al momento de obtener comida (12).
Además cabe destacar el papel de los endocannabinoides, los cuales se asocian a la fase consumatoria de la ingesta de alimentos. Tienen acción a nivel hipotalámico y otras áreas del sistema límbico, promoviendo la ingesta de alimentos sabrosos (asociados a recompensas) reforzando el consumo de comida apetecible. Pero el sistema opioide no se queda atrás, que si bien actúan en diferentes partes del cerebro, algunos sitios están relacionados con la ingesta hedónica de alimentos (13).
Del placer nos pasamos a las emociones, donde la ínsula es una estructura importante de la mesocorteza que participa en valor afectivo de la ingesta de alimentos. Los estudios de neuroimagen sugieren que la corteza insular se relaciona con acciones como prestar atención a las señales sensoriales, las cuales
contribuyen a satisfacer las necesidades de alimentos. Esta estructura se relaciona tanto con el sistema hedónico como con el sistema homeostático, por una parte, integra señales sensoriales visuales y gustativas provenientes del tálamo con el fin de dar mayor valor de incentivo y por otra parte recibe
información de la amígdala que integra señales homeostáticas provenientes del hipotálamo (a través de AgRP) cuando hay un déficit calórico (14). Incluso la ínsula y la amígdala (que están anatómicamente conectadas) crean la sensación subjetiva de la seguridad la cual nos permite consumir alimentos inocuos, de lo contrario podríamos consumir alimentos descompuestos o contaminado que podrían causar daño (15).
Sistema ejecutivo
En este sistema son importantes las funciones ejecutivas y el control cognitivo, los cuales son dependientes de estructuras de la corteza prefrontal, tales como la corteza prefrontal dorsolateral (dlPFC), la corteza cingulada anterior dorsal (dACC), la corteza prefrontal ventrolateral (vlPFC) y la corteza parietal posterior, todas están involucradas en la reevaluación, incluido el control inhibitorio, control cognitivo, la selección de respuestas y la inhibición, teniendo en cuenta las reevaluaciones y reflexionando sobre el significado de los estados emocionales cambiantes (16). El sistema ejecutivo está estrechamente relacionado con la toma de decisiones, factor relevante en los seres humanos a diferencia de otros
animales, debido a su capacidad cognitiva. Este es un sistema que se encarga cuidadosamente de la selección alimentos basándose especialmente en crear la sensación subjetiva de la seguridad, donde también se involucran otros procesos cognitivos (15).
“Millones de años de evolución de nuestro sistema nervioso no se pueden
resolver con una dieta o informando sobre alimentos sanos, nuestro cerebro
ha evolucionado integrando diferentes mecanismos para asegurar nuestra
ingesta, en ello podemos observar la influencia de nuestros núcleos
centrales, aspectos sensoriales, la recompensa, las emociones primarias,
los afectos, las funciones ejecutivas y toda la información que entrega
nuestro mapeo corporal interoceptivo”
Sistemas integrados
Hasta el momento observamos que ninguno de los sistemas puede explicar por si solo el comportamiento alimentario, cada uno cumple funciones importantes para que los seres humanos inicien o terminen la ingesta de alimentos, todos funcionan de manera integrada. Podemos ver que hay comunicación de órganos periféricos como estómago, intestino, tejido adiposo e incluso músculos, los cuales se comunican a nivel central con el hipotálamo y el tronco encefálico, para regular la ingestión de comidas, que su vez se comunica bidireccionalmente con estructuras corticolímbicas relacionadas con la recompensa, aspectos hedónicos y valor afectivo de los alimentos. Ambos sistemas están intercomunicados con el sistema ejecutivo, propio de los seres humanos, que determina procesos cognitivos complejos y se relacionada con la toma de decisiones al momento de la ingesta
(5).
Podemos ver como el simple hecho de consumir un alimento provoca una serie de reacciones y activa diferentes sistemas que funcionan interconectados. Cuando un alimento está en la boca los quimiorreceptores de la lengua envían señales por la médula espinal al tronco encefálico para enviar información al NTS. Desde este punto se envía información al hipotálamo que censará el hambre y la saciedad, pero además se envía información al tálamo, donde se encuentra el centro del gusto para luego relevar a la ínsula y que ésta pueda evaluar la percepción de los sentidos. Posteriormente la ínsula se comunica con el sistema límbico, donde la amígdala realizará una evaluación emocional, la corteza cingulada anterior dará el significado afectivo y conjuntamente la corteza orbitofrontal con esta información confirmará su predicción de recompensa, mientras el estriado estará planificando consecuencias futuras del consumo de alimentos, en función a la recompensa. Hasta este punto, ya se han involucrados procesos básicos de apetito/saciedad y algunos más complejos como los hedónicos y afectivos, no obstante, debido a que el cerebro humano está más desarrollado en relación con otros mamíferos, el sistema córtico-límbico se comunica con estructuras de pensamiento más compleja de la corteza, como la corteza prefrontal dorsolateral que ejerce el control cognitivo y la corteza parietal relacionado con la imagen corporal. El simple de hecho de que un alimento tenga contacto con los receptores de la lengua desencadena la conexión de todos los sistemas, se pueden establecer estas rutas con otros sentidos como la visión y de igual manera podremos ver la actividad cerebral en los distintos niveles. (17).
“De todos los animales de la creación, el hombre es el único que bebe sin
tener sed, come sin tener hambre y habla sin tener nada que decir” (John
Steinbeck)
Referencias
- Anand, B. K., & Brobeck, J. R. (1951). Hypothalamic control of food intake in
rats and cats. The Yale journal of biology and medicine, 24(2), 123. - García-Flores C. L et al. Saciación vs saciedad: reguladores del consumo
alimentario. Rev. méd. Chile . 2017, vol.145, n.9 - Krishnan, S., Witbracht, M., Thomas, A., Adams, S., Loan, M. V., Horn, W.,
Laugero, K., & Keim, N. (2019). Evaluating the Glucostatic Theory of
Appetite Using an Acute Buffet Meal Challenge (P08-008-19). Current
Developments in Nutrition, 3(Suppl 1), nzz044.P08-008-19. - González-Jiménez, E., & Schmidt Río-Valle, J.. (2012). Regulación de la
ingesta alimentaria y del balance energético: factores y mecanismos
implicados. Nutrición Hospitalaria, 27(6), 1850-1859 - Richard, D. Cognitive and autonomic determinants of energy homeostasis in
obesity. Nat Rev Endocrinol 11, 489–501 (2015). - Moran, T. H., & Ladenheim, E. E. (2016). Physiologic and Neural Controls of
Eating. Gastroenterology clinics of North America, 45(4), 581–599. - García-Flores C. L et al. Saciación vs saciedad: reguladores del consumo
alimentario. Rev. méd. Chile . 2017, vol.145, n.9 - Yabut, J. M., Crane, J. D., Green, A. E., Keating, D. J., Khan, W. I., &
Steinberg, G. R. (2019). Emerging Roles for Serotonin in Regulating
Metabolism: New Implications for an Ancient Molecule. Endocrine
reviews, 40(4), 1092–1107. - Miller G. D. (2017) Appetite Regulation: Hormones, Peptides, and
Neurotransmitters and Their Role in Obesity. American journal of lifestyle
medicine, 13(6), 586–60117). - Hernández M (2018). Influencia multisensorial sobre la conducta
alimentaria: ingesta hedónica. Endocrinología,Diabetes y Nutrición Vol. 65.
Núm. 2.páginas 114-125 - López Mejía, D. I., Valdovinos de Yahya, A., Méndez-Díaz, M., & Mendoza-
Fernández, V. (2009). El Sistema límbico y las emociones: empatía en
humanos y primates. Psicología Iberoamericana, 17(2), 60-69. - Michel-Chavez, Anaclara et al. Reward and aversion systems of the brain
as a functional unit. Basic mechanisms and functions. Salud Ment [online].
2015, vol.38, n.4 - Alsiö J , Olszewski P, Levine A, Schiöth H. Feed-forward mechanisms:
addiction-like behavioral and molecular adaptations in overeating. Front.
Neuroendocrinol. 2012 Apr;33(2):127-39 - Livneh, Y., Ramesh, R. N., Burgess, C. R., Levandowski, K. M., Madara, J.
C., Fenselau, H., Goldey, G. J., Diaz, V. E., Jikomes, N., Resch, J. M.,
Lowell, B. B., & Andermann, M. L. (2017). Homeostatic circuits selectively
gate food cue responses in insular cortex. Nature, 546(7660), 611–616. - Prospera-García O, Mendez M., Alvarado I., Pérez M.,López J. Ruiz
A.(2013). Inteligencia para la alimentción: Alimentacón para la inteligencia.
Salud Mental, 36(2), 109-113 - Giuliani, N. R., Merchant, J. S., Cosme, D., & Berkman, E. T. (2018). Neural
predictors of eating behavior and dietary change. Annals of the New York
Academy of Sciences, 1428(1), 208–220. - Chen J, Papies EK, Barsalou LW. A core eating network and its modulations
underlie diverse eating phenomena. Brain Cogn. 2016 Dec;110:20-42.
