Aunque las señales de hambre y de saciedad se originan en el aparato digestivo y en los depósitos de reservas de nutrientes del organismo, el objetivo de esas señales es el cerebro.
Tronco del encéfalo
Las conductas de ingesta son filogenéticamente antiguas, es evidente que todos nuestros antepasados comían y bebían, o morían. Por lo tanto, las conductas básicas de ingesta, masticar o tragar, están programadas por circuitos cerebrales filogenéticamente antiguos.
El tronco del encéfalo contiene circuitos neurales que pueden controlar la aceptación o el rechazo de alimentos dulces o amargos; e incluso pueden ser modulados por la saciedad o por señales fisiológicas de hambre; como la disminución del metabolismo de glucosa o el que haya comida en el aparato digestivo. El área prostrema y el núcleo del fascículo solitario (AP/NFS) reciben señales procedentes de la lengua, el estómago, el intestino delgado y el hígado. Y envían la información a muchas regiones del prosencéfalo. Estas señales interactúan entre sí y contribuyen a controlar la ingesta de comida.
Hipotálamo
Papel en el hambre
Los investigadores han descubierto varios péptidos producidos por las neuronas del hipotálamo que juegan un importante papel. La hormona concentradora de melanina (HCM) y la orexina (o hipocretina) estimulan el hambre y disminuyen el índice metabólico por lo que aumentan y almacenan las reservas de energía del cuerpo.
Los investigadores se refieren a estos péptidos como orexígenos: sustancias químicas que inducen el apetito. La inyección de uno de estos induce la ingesta de alimentos. Si se priva a las ratas de comida aumentan los niveles de ARN mensajero de HACM y orexina. De éstos, la HCM tiene el papel más importante en la estimulación de la alimentación. Los ratones con una mutación contra el HCM comen menos que los ratones normales y están por debajo de su peso. Por contra, los ratones que producen un cantidad excesiva de HCM comen en demasía y ganan peso.
Las señales de hambre activan las neuronas del HCM y la orexina, parte implica a un sistema de neuronas que segrega el neuropéptido Y (NPY), que constituye un estímulo muy potente de la ingesta de alimento. Los niveles hipotalámicos de NPY aumentan tras privación de comida y disminuyen después de comer. Las inyecciones de una sustancia bloqueadora de los receptores de NPY suprimen la ingesta de alimento producida por la privación.
Los endocanabinoides estimulan la ingesta, al parecer aumentando el nivel de HCM y de orexina.
Los niveles de endocanabinoides son más altos durante el ayuno y más bajos cuando se come. Los agonistas de los canabinoides se han usado para aumentar el apetito de los pacientes con cáncer y los antagonistas de los canabinoides como un ayuda en las dietas de reducción de peso.
Papel en la saciedad
La leptina inhibe la ingesta e incrementa el metabolismo del animal. La leptina produce sus efectos comportamentales y metabólicos uniéndose a receptores cerebrales, en particular, de neuronas que segregan los péptidos orexígenos NPY y PRAG.
La actividad de los receptores de leptina de las neuronas que segregan NPY/PRAG tiene un efecto inhibidor sobre estas neuronas. Normalmente activan a las neuronas HCM y neuronas orexinérgi- cas, la presencia de leptina disminuye la liberación de estos orexígenos.
También hay neuronas que segregan péptidos o sustancias supresoras del apetito: anorexígenas; como el CART. Las neuronas secretoras de CART son importantes para controlar la saciedad. Si se priva a los animales de alimento los niveles de CART descienden. La infusión de un anticuerpo de CART aumenta la alimentación.
La actividad de las neuronas CART suprime la ingesta de alimentos inhibiendo a las neuronas de HCM y de orexina. Las neuronas CART tienen receptores de leptina que ejercen un efecto excitador, por lo tanto, parece ser que las neuronas secretoras de CART se encargan del efecto de saciedad que ejerce la leptina.
Las neuronas CART liberan un anorexígeno, la hormona α – melanocito – estimulante (α-MSH). Las neuronas CART/ α-MSH son activadas por la leptina, mientras que las neuronas NPY/PRAG son inhibidas por la leptina.