Los centros cerebrales de la sed hacen una revisión intestinal para determinar el nivel de hidratación del cuerpo

Un nuevo estudio de la Universidad de California San Francisco (UCSF), publicado en la revista ‘Nature’, ha descubierto cómo sabe realmente tu cerebro cuando has tenido suficiente y puedes dejar de sentir sed.

Hasta hace poco, los científicos creían que una región del cerebro llamada hipotálamo nos provoca sed cuando detecta una disminución en la hidratación de nuestra sangre. Pero el neurocientífico de la UCSF Zachary Knight, profesor asociado de Fisiología e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, se dio cuenta de que no podía ser toda la historia, en particular porque una bebida refrescante comienza a calmar nuestra sed casi tan pronto como toca nuestros labios, a pesar de que lleva 10 minutos o más que cambie realmente nuestra hidratación general.

En un estudio de 2016, el estudiante graduado del laboratorio de Knight, Christopher Zimmerman, ayudó a explicar este fenómeno al mostrar que las señales sensoriales de la boca y la garganta hacen que las neuronas de la sed en el hipotálamo se cierren inmediatamente cuando los roedores toman una bebida. Estos sensores parecen predecir qué tan hidratante será una bebida, según el volumen de líquido que un animal traga, y están particularmente en sintonía con los líquidos fríos, lo que puede explicar por qué una bebida helada es tan refrescante.

“Esta rápida señal de la boca y la garganta parece rastrear cuánto bebes y hacer coincidir eso con lo que tu cuerpo necesita –afirma Zimmerman–. Pero también sabíamos que esta rápida señal no podía explicar todo”. En particular, los científicos se preguntaron cómo el cerebro sabe exactamente cómo de hidratante será una bebida. Después de todo, el agua de mar no apaga la sed, pero activaría muchos de los mismos receptores en la boca y la garganta como el agua helada de la nevera.

En su nuevo estudio, Zimmerman y sus colegas utilizaron fibras ópticas flexibles implantadas cerca del hipotálamo para observar la actividad de las neuronas sedientas mientras los ratones bebían agua salada. De acuerdo con los resultados anteriores del equipo, estas neuronas se calmaron tan pronto como los animales sedientos tomaron un trago, pero luego volvieron a encenderse, como si algún otro sensor estuviera probando el agua que el animal acababa de beber y alertando al cerebro: “demasiado salado, ¡mantente sediento!”.

Señales intestinales necesarias para calmar la sed

Para ver si estas señales podrían provenir del intestino, los investigadores inyectaron líquido directamente en los estómagos de modelos animales sedientos mientras observaban la actividad de sus neuronas sedientas. Descubrieron que la infusión de agua fresca desactivaba estas células tan bien como lo hacía tomar una bebida, pero después de las infusiones de agua salada, las neuronas sedientas permanecían activas. Cuando se dio a los modelos experimentales una infusión de sal y luego se les permitió beber agua pura, sus neuronas de sed se callaron inicialmente mientras bebían, pero pronto volvieron a encenderse, como si eso indicara la necesidad de beber más para compensar la sal añadida en sus estómagos.

Estos resultados sugieren que los sensores en la boca y la garganta que Zimmerman descubrió en 2016 permitieron al cerebro apagar temporalmente la sed para recompensar a los animales por tomar una bebida, pero que las neuronas de la sed revisan esta decisión basándose en un segundo nivel de sensores en el intestino (probablemente al comienzo del intestino delgado, sugieren los autores), que predicen cómo de bien la bebida rehidratará al animal y le dirá si necesita seguir bebiendo.

“Curiosamente, el agua salada no condujo a beber en modelos bien hidratados, solo en individuos que ya tenían sed –subraya Zimmerman–. Esto sugiere que las señales del intestino son necesarias para calmar la sed, pero que en realidad necesitas deshidratarte para provocar la sed en primer lugar”.

Los científicos demostraron que las señales de hidratación del intestino viajan a través del nervio vago para activar las neuronas de la sed. Usando una técnica llamada optogenética, que permite a los investigadores activar o desactivar grupos particulares de neuronas que usan haces de luz, los autores mostraron cómo estas células –que se encuentran en el órgano subfornical (SFO) del hipotálamo– transmiten mensajes al núcleo de la cercana preóptica mediana (MnPO), que puede responder haciendo que los animales beban y pidiéndole al riñón que conserve el agua en el torrente sanguíneo.

A los investigadores les intrigó descubrir que un subconjunto de neuronas individuales en el MnPO parecía responder e integrar las señales de bebida de la boca y la garganta, las señales de saciedad del intestino y la información sobre el nivel de hidratación general de un animal en el torrente sanguíneo. Otras células cercanas también codificaron otra información como el nivel de estrés de un animal o la disponibilidad de fuentes de agua.

“Esta es la primera vez que hemos podido ver en tiempo real cuándo las neuronas individuales integran señales de diferentes partes del cuerpo para controlar un comportamiento como beber –afirma Knight–. Esto abre la puerta al estudio de cómo interactúan todas estas señales, como la forma en que el estrés o la temperatura del cuerpo influyen en la sed y el apetito”.

Además de estudiar la función normal de las neuronas que tienen sed de SFO y MnPO, los investigadores esperan usar estas ideas para comprender si los defectos en la forma en que estas neuronas regulan el balance de líquidos dentro del cuerpo podrían explicar los orígenes de enfermedades como la presión arterial alta.

“El hipotálamo es un centro crítico para mantener nuestra fisiología dentro de un rango saludable, ya sea hidratación, apetito, asegurarnos de que tengamos la temperatura adecuada o controlar la presión arterial, y todas estas necesidades compiten entre sí y se modifican mutuamente –apunta Knight–. Ha sido difícil estudiar cómo interactúan todos estos factores en el cerebro de un animal vivo, pero estudios como éste están comenzando a permitirnos investigar esta cuestión crítica”.

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