TEMA 7: Psicobiología de la nutrición.

1. Introducción .

Motivación : estudia los trastornos biológicos que determinan conductas encaminadas a corregir desequilibrios del organismo. Procesos como la nutrición, ingesta de líquidos, conducta sexual, sueño...Son motivaciones primarias, procesos de supervivencia. Tiene un fuerte carácter biológico. Las motivaciones secundarias son por procesos de aprendizaje, como el miedo hacia los perros.

Teoría del punto de ajuste : Ingerir alimentos sirve para sobrevivir y funcionar. Cuando esas reservas se agotan se reponen mediante la ingesta. Esto dice la Teoría del punto de ajuste, que en el organismo existen determinados componentes que tienen niveles óptimos, el ajuste energético. Cuando las reservas bajasen aparecería un desequilibrio y una conducta tendente a reponer ese equilibrio. Ej: Termostato. Existen tres mecanismos para que la nutrición se ajuste: Mecanismo que detecte el déficit Mecanismo que controle la conducta consumatoria. Promover la

conducta, que lleva a consumir. Mecanismo de señales que mas indique que el déficit se ha

restaurado. Estos mecanismos existen tanto a nivel de la periferia como en el sistema central, lo que se llama la nutrición a Corto Plazo y a Largo Plazo.

■ Nutrición a Corto Plazo: Mecanismo que detiene la ingesta de la comida. ¿ Cuándo el organismo decide dejar de comer?

■ Nutrición a Largo Plazo: Mecanismo responsable del tiempo entre una comida y otra. ¿qué ocurre entre ese periodo?

Factores sociales, psicológicos, etc. Ej: La comida depende de las costumbres o el horario laboral.

2. Teorías periféricas de la nutrición.

Existen tres formas de energía:

Hidratos de carbono (glucosa,--> única fuente de energía para las neuronas).

Lípidos (grasas) Proteínas / Aminoácidos.

Proceso: A través de la digestión de los alimentosEstas teorías pretendían demostrar que la nutrición aparecería cuando aquellas fuentes de energía descendían de sus niveles óptimos, aparecía ingesta.Los factores periféricos y centrales colaboran juntos, por lo tanto son iguales de importantes.

Tipos de teorías:

Teoría glucostática : La señal responsable para la ingesta serían los niveles de glucosa en sangre. Según esto cuando los niveles de glucosa descienden ( hipoglucemia) se produciría hambre e ingesta. Al contrario cuando los niveles de glucosa fueran altos no se produciría hambre, es decir, saciedad. Pruebas a favor:Vieron que la administración de insulina

producía hambre.¿ qué hace la insulina? Metaboliza la glucosa más rápidamente por lo que los niveles caen.

Problema: Alteraciones como la Diabetes mellitus: Las células del páncreas no funcionan por lo que no se produce insulina. Como no tienen insulina estos pacientes presentan hiperglucemia. Pero siempre tienen hambre (hiperfagia). Este hecho llevó a J. Mayer a proponer que lo importante no sería los niveles absolutos de glucosa en sangre, sino cómo se utiliza: la tasa de utilización.

Le Magnen: Dijo que la concentración de glucosa desciende antes del inicio espontaneo de la comida.

Glucoprivación: Condición suficiente pero no necesaria para la ingesta. Porque si reducimos los niveles hay ingesta. Aunque los niveles de glucosa sean normales hay otros factores que condicionan la ingesta.

Teoría Lipostática (Kennedy, 1953): La ingesta se produciría por el descenso en la reserva de grasa corporal. Este mecanismo es diferente del anterior en que la caída en glucosa produce una ingesta inmediata ( a corto plazo). Este sería más lento. La metabolización de las grasas implica procesos más lentos. Sería responsable de la nutrición a Largo Plazo. Durante periodos más largos. Sería responsable del mantenimiento del peso corporal.

Estas dos teorías se complementan. En los años 50 hay dos mecanismos responsables de la nutrición:

Corto plazo: Glucosa Largo plazo: Metabolismo de las grasas.

Teoría Aminostática : La nutrición dependería del nivel de aminoácidos en el S. Circulatorio. Síntesis de proteínas. Son difíciles estos estudio.La nutrición afectará a los niveles de neurotransmisores. Los aminoácidos son importantes para la síntesis de ellos.

Mecanismos implicados en el inicio de la conducta nutritiva. Estos mecanismos son los que anteriormente san visto.

Las deficiencias energéticas son detectadas tanto a nivel central como periférico:

Glucorreceptores (en el cerebro): Neuronas que responden a los niveles de glucosa-->Glucosensitivas. Están por lo menos en el hipotálamo y posiblemente en el tronco cerebral. Detectores hepáticos : Fuera del sistema nervioso central.

Encontramos sistemas que detectan tanto la lipoprivación como la glucoprivación. Las señales detectadas por estos detectores también tienen que llegar al sistema nervioso central, y llegan a través del nervio vago.

Otras señales: Papel de determinadas hormonas que pueden disparar la ingesta--> La Grelina. Es una hormona que se sintetiza en el tracto gastrointestinal. Cuando mayor es el nivel de grelina es cuando el estómago está vacío. Es abundante 20-30 minutos antes de la ingesta. Si administramos grelina aumenta la ingesta.

La grelina sería una señal del estómago que provoca la sensación de hambre y que se necesita comer y anticipa la ingesta. Otros factores que influyen en la ingesta:

■ Hábito■ El atractivo de la comida■ Comemos más en compañía.

Transmisión al sistema nervioso central de las señales de déficit y equilibrio alimenticio: Mecanismos periféricos de cese a corto plazo.

¿Qué determina el detenernos de comer? Cuando finalizamos la ingesta los mecanismos aun no han empezado. Por lo tanto ¿cuáles son los mecanismos que nos lo indican?

Mecanismos controlados por el nervio vago : Cuando hacemos una vagotomía (cortar el nervio vago) provocamos una disminución de la ingesta de la comida. Ese es el efecto que se provoca. Por lo tanto afecta a la nutrición a corto plazo. No están controlando bien el volumen de las comidas. El mecanismo a largo plazo está intacto. Se reduce el volumen pero aumenta ajla frecuencia de la ingesta.

Saciedad a largo plazo : Se ponen en marcha señales Humorales que se producirían después de la absorción de los alimentos.

Nivel de nutrientes en sangre

Nivel de grasa corporal.

Saciedad a corto plazo :

Mecanismos sensoriales orofaríngeos y bucofaciales: Estos mecanismos incluyen la entrada o el tubo digestivo, los primeros segmentos. Cómo se intenta demostrar:■ Alimentación ficticia (Pavlov): Se interrumpe la conexión

entre el esófago y el estómago. El animal come pero los alimentos no llegan al estómago, sino que son derivados al exterior. Con esto se vio que el animal incrementaba la cantidad de comida que ingería. Y reducía el tiempo entre comida. No eran capaces de regular la nutrición a corto plazo. Por lo tanto estos mecanismos no eran suficientes para explicar la nutrición a corto plazo. Si en estos mecanismos hubiese sistemas responsables de controlar lo podría controlar. El mecanismo responsable no está ahí.Estos mecanismos están relacionados por la saciedad sensorialmente específica. Quiere decir que comemos menos cuando la dieta es muy poco variada ( Le Magnen).

Factores gástricos (Cannon): No es una idea nueva. Indican que las contracciones del estómago serían las responsables de producir las sensaciones de hambre y de saciedad. Se ha intentado estudiar:■ Administración intragástrica: Administrando los alimentos

directamente en el estómago. Por lo que producía la ingesta. La llegada de los alimentos sean lo que se produzca la sensación (Caso Tom) Pavlov. Fase cefálica: Fase preparatoria para que se produzca la nutrición. Se pone en marcha mediante estímulos como el olor o el sabor. Dispara la liberación de hormonas, se saliva...Esa liberación ayuda a la digestión de los alimentos. Problema: Problema con animales. Los animales dejaban

de comer porque le sentaba mal. Mecanismos de aversión, no saciado sino molesto y enfermo.

■ Extracción parcial de alimentos (Davis): Comía lo que quería el animal, pero a través de un catete se extraía una pequeña cantidad del alimento. Se observaba que comían cantidades muy próximas a la cantidad extraída. La dilatación del estómago es una señal que regula el volumen de comida en la ingesta.

■ Cirugía bariátrica: Gastroplastia, bypass, etc. La dilatación del estómago. Gastroplastia: Consiste en reducir el tamaño del

estómago. Pero existe un problema: Produce malestar y dejan de comer. Otro problema es que lo que hacen con

el tiempo es que comen menos cantidad y mas a menudo ( se come lo mismo).

Bypass: conectan el estómago reducido con segmentos inferiores del intestino, evitando que los alimentos pasen por la arte inferior del estómago, ingiriendo menos calorías. También existen problemas: muchos nutrientes no son metabolizados, porque se metabolizan en sitios cortados.

Mecanismos para: Cese de ingesta: distensión provoca que finalize

la comida. Consumo: Grelina. Incita a la ingesta.

3. Factores intestinales

Estudios que se administra de dietas líquidas en el intestino provocando también el cese de la ingesta. Pero produce malestar.

Identificación y estudio de productos endógenos segregados que nos indicasen una señal de cese. Se identifica una hormona llamada Colecistaquímica (CCK) que produjo muchas esperanzas y fue muy estudiada. Se vio que esta hormona, que se producía en el duodeno, se liberaba cuando llegaba la comida a ese nivel de forma natural. Cuando se administraba de forma exógena se veía que se reducía la ingesta a los 15 min. La CCK sería una señal de saciedad para el cerebro. Pero han decaído en los últimos años, se consigue con cantidades altas de consumo para que se pare la ingesta se tienen que dar más dosis de la normal. Fue interpretado como un tratamiento para la obesidad, pero no ha sido aceptado aun. (Hay muchas hormonas presentes en el tracto gastrointestinal).

Otro producto, hace 4 años, es el péptido YY (PYY) se libera en el intestino delgado Sus niveles son más altos conforme comemos. Su administración reduce la ingesta (exogeramente). Niveles bajos en obesos--> señal de saciedad.

4. Factores hepáticos (en el hígado)

Muchos procesos de absorción se metabolizan en el hígado. Todas las señales son transmitidas por el nervio vago hasta el tracto solitario--> estructura muy conectada con otras estructuras cerebrales relacionadas con la nutrición.

Saciedad a Largo Plazo: regulación del peso corporal.¿ Qué mecanismos controlan la saciedad a Largo Plazo?.Desde la edad prehistórica hay mecanismos y sistemas que nos permiten almacenar la energía. Esos almacenes están en el tejido adiposo. Las señales se originan allí. La grasa elabora alguna señal

que informa al cerebro de las reservas de calorías, de cuantas necesitamos. Esto implica que los mecanismos de Largo Plazo y Corto Plazo estén relacionados.

Factor: Leptina (Friedman, 1994): Es una proteína que se produce por el gen “ob”. Este gen se expresa solo en las células adiposas, que liberan la leptina. El papel de la leptina se estudió en tipo de ratones con mutación que le impidían producir leptina.

Ratones ob/ob--> Mutación que afecta a la producción de leptina. Por lo que comen mucho más. Tienen el metabolismo muy bajo (consumen poca energía). Son poco activos, desarrollan diabetes. Son obesos. Si le administramos leptina reducen el peso, aumentan el metabolismo, también la temperatura. Estos datos hicieron ver que esta hormona era antiobesidad.

Ratones db/db--> Estos ratones si tienen leptina. La mutación afecta a los receptores de leptina. La leptina no puede funcionar en las células.

En algunos casos de obesidad/obesidad mórbida hay una alteración genética en la leptina. Cuando a estas personas se le administra leptina también reducían el peso. La mayoría de las personas obesas no tienen este problema.

5. Estructuras encefálicas: Actualidad de los síndromes hipotalámicos.

Años 40 ( Stellar): Propone una teoría llamada teoría hipotalamocéntrica. Por una serie de datos de lesiones. El hipotálamo sería el centro o región esencial para la nutrición. Se ha ido potenciando con el estudio de la leptina. La nutrición se controla a través de dos sistemas: Hipotálamo lateral: Es el centro del hambre. El núcleo

responsable. Estudios:■ Estudios con lesiones: observaban que después los

animales presentaban Afagia y Adipsia (ni comían ni bebían). Morían. Se les tenía que alimentar. La sensación de hambre desaparece.

■ Estimulación eléctrica: Ingesta. Estimulaba inmediatamente la ingesta. Cuando se interrumpe dejaba de comer. Tenía el electrodo implantado en el hipotálamo lateral.

■ Registro unicelulares: se activan cuando ve comida apetitosa. Con comida repetitiva esas células reducían su actividad.

Hipotálamo centromedial: Centro de la saciedad. Cuando se lesionaba este núcleo provocaban hiperfagia (incrementaban la ingesta) Se originaba obesidad, y se hacían muy agresivos.

■ Estimulación eléctrica: Provocaba la interrupción de la ingesta.

■ Surgen otros estudios que provocaban los mismo efectos: Afagia: lesión en el segmento del mesencéfalo y también

la corteza orbitofrontal. Hiperfagia: Lesiones en el núcleo paraventricular y en el

área Septal. Se ha puesto en duda que las lesiones en el NVM han afectado a vías que proceden del núcleo paraventricular.

6. El desafío al punto de vista hipotalámico-centro.

La señales anteriores (glucoprivación, lipoprivación o saciedad) llegan a un núcleo del hipotálamo, al núcleo arqueado.Hay dos posibilidades para llegar:

Transmitidos por el nervio vago hasta el núcleo del tracto solitario, hasta regiones del núcleo arqueado.

Es una estructura libre de barreras hematoencefálicas. Pasan cualquier tipo de sustancias. Pueden ser detectadas por las neuronas de ese núcleo.

La importancia del NA: Integra todas esas señales y organiza todas las respuestas. Hay tres tipos de respuestas: Respuesta motora: ingesta. Activarse los músculos adecuados para

comer o no comer. Respuesta hormonal: Facilitan estos mecanismos digestivos. La

respuesta hormonal se produce mediante dos mecanismos: Información para el núcleo paraventricular ( sus células producen

también hormonas como la acitoscina). También se hace a través de la adenohipófisis (son las hormonas

del hipotálamo la que manda señales para la liberación de las hormonas).

Respuesta visceromotora: La vísceras controlan y movilizan. Los vasos sanguíneos se dilatan o contraen.

6.1. Mecanismo de saciedad.

Se pone en marcha cuando haya altos niveles de leptina. Cuando la leptina llega se activan determinadas neuronas del núcleo arqueado, sobre una neurona que forma el Sistema POMC ( Propiomecanocortina) y del CART ( transcripción regulada por cocaína y anfetamina). Esas neuronas no sintetizan y liberan neurotransmisores. Lo que sintetizan son péptidos para comunicarse con otras neuronas. Los neuropéptidos que sintetizan son:

αMSH ( alfa estimulante de los melanocitos). CART.

Estos dos péptidos son anoréxicos: Inhiben la ingesta. Mantienen conexiones con ciertas estructuras: activan a neuronas del núcleo paraventricular. Y otro efecto es inhibir al hipotálamo lateral.

Con funciones distintas como son: La neuronas del Hip. Lateral: Características:

También sintetizan péptidos en concreto: Producen HCM (hormona concentradora de melanina).

También producen Orexinas. Estos dos péptidos son productos orexinergicos--> sustancias

que estimulan el apetito. La consecuencia de esto es que la estimulación del N. Paraventricular provoca la liberación de hormonas que estimulan o activan el metabolismo celular. Además provoca la activación de la división simpática del SNA. La división se ponía en marcha cuando se necesitaba un gasto de energía.

La inhibición del hip. Lateral provoca la respuesta motora que es la inhibición de la ingesta.

6.2. Mecanismo del hambre

En este caso la señal es bajo niveles de leptina. Responden unas neuronas diferentes que forman el llamado Sistema NPY y el AgRP: Los péptidos correspondientes son:

NPY (Neuropeptido Y) AgRP (Péptido relacionado con aguti).

Son péptidos orexinérgicos: Promueven la ingesta. Productos: NPY en Hipotálamo --> se aumenta la ingesta. AgRP en III ventrículo--> ingesta duradera. Dura incluso días.

Van a ir al N. Paraventricular y al Hip. Lateral. Inhiben al núcleo paraventricular y activan al hipotálamo lateral.La respuesta que dan es: Inhibición de la secreción hormonal. Activación del SNA parasimpático. Estimulación del HT lateral: Se liberan tres neuropéptidos:

MCH (H, concentrado de melanina). Orexinas--> aumentan cuando caen los niveles de leptina. MC4-R (R de melanocortina).

αMSH--> Agonista receptor MCH: inhibe ingesta. AgRP--> antagonista receptor MCH: estimula la ingesta.

En el hipotálamo hay sistemas activadores e inhibidores. Altos niveles de leptina (insulina) activan los sistemas inhibidores de la ingesta ( POMC/CART) E inhiben a los sistemas activadores de la ingesta.

Conclusión: El HT parte de un sistema más amplio, incluyendo otras regiones como el tronco cerebral, que tiene un papel importante en la nutrición:

Animales descerebrados (Grill y Norgren) cerebro aislado. Lesión en el tronco cerebral. Estas lesiones inhiben a los animales de muchas funciones. Capaces de ciertas funciones: Diferenciar el gusto Señales de hambre y saciedad. Ingieren más después de un

periodo de privación. Son capaces de responder. Glucorreceptores en Bulbo Raquídeo (AP, NTS). Zonas relacionadas

con la ingesta. Area postrema, Núcleo del Tracto Solitario. Paciente con astrocitoma en Bulbo Raquídeo. Problemas de la

consecuencia de que el tumor estuviera en el Tronco Cerebral.

7. Bases Neuroquímicas de la nutrición.

Sustancias químicas:

Serotonina : Relación inversa con la Nutrición. Si hay bajos niveles de serotonina aumenta la ingesta. Descenso de los niveles de 5HT: ¿cómo se hace?

■ Administrar una sustancia antagonista--> metisergida. Y aumenta la secreción de NPY (neuropéptido Y) y la ingesta.

■ Lesiones electrolíticas de los N. del Rafé o con 5-7 dihidroxi-triptamina. Que aumenta la ingesta y matamos neuronas de serotonina.

Aumento de los niveles de 5-HT:descenso de la ingesta. Utilizamos:■ Precursor--> triptófano.■ Fármaco agonista de los receptores: Fuengluramina ?¿■ Inhibir la recaptación: Fluoxetina ( Prozac) y Sibutamina.

Estos dos disminuten sensación de hambre, la ingesta y el peso corporal.

Dopamina : Relación con la nutrición. Se administra anfetaminas y la ingesta disminuye porque aumenta los niveles de dopamina. Si administramos neurolepticos ( antagonistas de los receptores de dopamina) promovemos la ingesta. La relación sigue estudiándose.

El sistema de recompensa: dos respuestas:■ Comemos porque nos gusta (aspecto hedónico)■ Para satisfacer una necesidad: Reducir un impulso.

Berridge y Robinson:Lesionaban las fibras de dopamina en HT lateral. No comían pero daban respuestas hedónicas:”atractivo”. Al contrario, si se estimulaban estas fibras se hacía ingerir alimentos pero no mostraban agrado: “buscado”.Estos mecanismos están presentes en los drogodependientes y también en la anorexia nerviosa.

Problemas:

Anorexia: Dejan de comer hasta la inanición pero les atrae la comida. Año 2000: 500.000 mujeres y 70.000 hombres.

Bulimia: Pérdida del control de la ingesta. Responden a fármacos que aumentan los niveles de serotonina: Fluoxetina.

Obesidad en España: Adultos: 15% obesidad y 38% sobrepeso. 2-24 años: 14% obesidad y 24% sobrepeso.

Causas: ¿Predisposición genética? : MC-4 si parece haber alteraciones

genéticas. Siempre han existido. Pero actualmente han influido lo ambiental.

Perdida de señales que nos indican cuál es nuestro nivel de nutrientes.

¿por qué esa perdida de señales?: Altos niveles de leptina y acaban modificando a esas señales.

Sobreestimulación de los mecanismos de recompensa: se alteran los mecanismos.

Sistemas emocionales, cognitivos y recompensatorios del cerebro están íntimamente relacionados con los sistemas regulatorios metabólicos internos.

Tratamiento: Buenos hábitos de vida: Reducir el peso. Cuestión de hábitos. Cuando esto no tiene éxito: Cirugía bariatrica: Muy eficaz en la reducción de peso y en su

mantenimiento. Fármacos : Reducir la obesidad. Éxito no muy alto. Dos fármacos:

Sibutramina: Impide la recaptación de serotonina. Rimonabant ( antagonista de los receptores Cannabinoides )

Bloquea los receptores de cannabis, reduciendo la ingesta. Orlistat: Disminuye la disolución de grasas en el intestino.

Estrategias: Actuar sobre esas sustancias que aumentan la ingesta. Utilizar fármacos --> que la energía reservada se desgaste más

fácilmente (almacenamiento de la energía).

Cambio ambientales y terapias conductuales ( Psicólogo).

Resumen

1. La cantidad de comida y el fin de la ingesta está determinado por un tipo de señales: Distensión gástrica, Colecistoquímica (CCK), PYY...

2. Estas señales son conducidas por el tronco cerebral, por el Nervio Vago.

3. Existen también señales a largo plazo: Proceden del tejido adiposo y del páncreas (insulina).

4. El SNC controla la ingesta. A varios niveles:1. HT--> Tronco cerebral. “Cerebro hemostático” que controla que el

medio interno, que esté en equilibrio. 2. Corteza y S. Límbico: Factores no homeostáticos ( Cognición,

emoción, recompensa).3. La conducta nutritiva depende de estímulos y situaciones

variables.