Insulina al cervell

Hi ha persones que senten una forta atracció pels aliments, especialment per alguns de concrets, i mengen sense aturador fins a quedar farts. Saber què desencadena aquesta conducta és un tema que va ocupar i encara ocupa molts investigadors. Aquest comportament, a banda de sobrepès i obesitat, és la causa de moltes malalties.

Tot el que fem depèn de l’apetència o l’aversió. Les nostres decisions tenen a veure sempre amb obtenir una recompensa o no obtenir-la, patir un dany o evitar-lo. Apetència i aversió són provocades per senyals bioquímics al cervell que donen lloc a la recompensa o la privació. La recompensa la produeix l’alliberament de dopamina en unes zones concretes del mesencèfal. Són el nucli accumbens i la substància negra.

Aquestes parts del cervell estan connectades, innervades, per unes neurones que secreten dopamina, denominades neurones dopaminèrgiques. Aquestes neurones formen part d’una altra zona del cervell, l’àrea ventral tegmental.

Quan les neurones dopaminèrgiques de l’àrea ventral tegmental reben estímuls gratificants, s’activen i alliberen la dopamina al nucli accumbens. Aquest alliberament desencadena altres senyals que faran la sensació de plaer. A aquestes neurones dopaminèrgiques de l’àrea ventral tegmental s’uneixen moltes drogues, com ara la cocaïna, i provoquen l’alliberament de dopamina i el plaer associat. Una de les reaccions associades als senyals de plaer o aversió és la creació de les connexions que impulsen a la recerca o evitació d’estímuls, menjar, drogar-se, jugar…

Cada estímul està regulat de diferent manera. La ingesta d’aliments i la despesa energètica estan regulades per senyals perifèrics (externs al cervell) que proporcionen retroalimentació sobre l’estat dels nutrients i l’adipositat al sistema nerviós central. Són senyals que provenen del sistema digestiu.

Els estudis del metabolisme energètic dels darrers vint anys estaven enfocats al paper del control de l’alimentació exercit pels neuropèptids de nucli arquejat de l’hipotàlem. Durant dècades, l’hipotàlem i el tronc cerebral s’han vist com les regions principals responsables de la regulació de la ingesta d’aliments. La idea dominant era que a l’hipotàlem li arriben senyals perifèrics d’abundància de nutrients que activen neurones hipotalàmiques, les quals generen respostes, entre altres de sacietat.

D’entre els senyals que arriben a l’hipotàlem destaquen l’hormona pancreàtica insulina i la leptina. Avui se sap el paper fonamental que té la insulina en el control de l’alimentació i la despesa energètica. La insulina perifèrica que circula per tot l’organisme arriba al cervell a través de la barrera hematoencefàlica i, ja al cervell, actua sobre els receptors d’insulina que es troben a les neurones, a les cèl·lules glials i als perícits cerebrals. Els receptors d’insulina estan distribuïts per tot el sistema nerviós central i amb una expressió més elevada al cerebel, hipotàlem, estriat, mesencèfal, hipocamp i amígdala. El comportament alimentari i el metabolisme semblen estar en gran part mitjançats per l’acció de la insulina sobre l’hipotàlem, el cervell posterior i l’amígdala. L’acció sobre els nuclis hipotalàmics reforça el senyal directe anorèctic de la insulina, ja que la insulina suprimeix l’expressió dels pèptids orexígens i augmenta l’expressió de pèptids anorexígens de l’hipotàlem. Així els senyals procedents de l’hipotàlem se sumaran als de la insulina.

La unió de la insulina al seu receptor condueix a una reducció de la ingesta d’aliments i del pes corporal i desencadena nombrosos comportaments com el desenvolupament reproductiu, control del metabolisme, memòria i cognició. Els efectes de la insulina sobre el funcionament cognitiu i la memòria els fa a través, principalment, de l’escorça cerebral i l’hipocamp.

En relació amb l’alimentació i control energètic, la resposta del cervell a la insulina que li arriba està relacionada amb l’augment o disminució de pes a llarg termini i la distribució del greix corporal. Menjar en excés aliments dolços i grassos, rics en calories desencadena l’acumulació de greix hepàtic i altera l’acció de la insulina cerebral.

Al cervell li arriba sempre insulina, la insulina basal circulant. La secreció d’insulina basal es produeix en condicions de dejuni. Contínuament se secreta insulina, una concentració petita, però estable. L’alliberament tant de la insulina basal com de la insulina estimulada per la ingesta d’aliments es produeixen en proporció al greix corporal. Així, els individus que tenen dipòsits adiposos més grans alliberen més insulina. Això vol dir que el cervell pot interpretar els canvis de la concentració d’insulina que li arriba com un reflex del nivell d’adipositat.

En estat sa, la insulina actua al cervell de manera anorexígena, és a dir, redueix la gana i la ingesta d’aliments, mentre que en un estat patològic, quan hi ha resistència a la insulina, la insulina cerebral ja no pot regular correctament el metabolisme energètic perifèric i el comportament alimentari. Així, les persones amb una resposta alterada a la insulina incrementen la massa de teixit adipós visceral i tenen un metabolisme perifèric deteriorat. També recuperen més massa greix després d’un intent de reduir el pes.

La resistència a la insulina és una característica comuna de l’obesitat i la diabetis tipus 2 amb efectes perjudicials a la perifèria i al sistema nerviós central. És un estat patològic en què les cèl·lules no responen a la insulina i no absorbeixen adequadament glucosa. Tot i que la incorporació de glucosa a les cèl·lules del cervell no depèn de la insulina, s’ha demostrat que la interrupció de la resposta a la insulina en el cervell humà promou malalties metabòliques, psiquiàtriques i neurodegeneratives.

Un dels efectes de la resistència a la insulina és la desregulació dels senyals de l’hipotàlem que comportarien una reducció de l’expressió dels pèptids anorèctics i un augment de la ingesta d’aliments.

Menjar per un curt període de temps un excés d’aliments dolços i grassos, rics en calories, desencadena a curt termini l’acumulació de greix hepàtic i altera l’acció de la insulina cerebral. En aquest moment, el subjecte no s’haurà engreixat, però la resposta cerebral a la insulina pot adaptar-se als canvis que s’han produït en la dieta abans que hi hagi augment de pes. Aquests fets suggereixen que una dieta rica en sucre i greixos saturats, té efectes prolongats sobre el cervell que perduren més enllà del període de temps del seu consum.

Homes (hi ha pocs estudis amb dones) de pes saludable després d’un consum excessiu d’aliments rics en calories tenen el mecanisme de recompensa alterat sense que el pes els hagi augmentat. S’ha demostrat que la ingesta diària habitual d’aperitius dolços i greixos durant unes poques setmanes augmenta les respostes neuronals als aliments, alhora que disminueix la preferència pels aliments baixos en greix independentment dels canvis en el pes corporal i el metabolisme. La persona que consumeix aquests aliments, té tendència preferir dietes insanes.

Cal destacar que l’obesitat o una dieta alta en greixos poden inhibir la capacitat de la insulina per atenuar la ingesta d’aliments i reduir la senyalització d’insulina dins del cervell, creant així un entorn resistent a la insulina. No obstant això, la transició d’una dieta alta en greixos a una dieta baixa en greixos pot revertir aquests dèficits i restaurar la senyalització d’insulina. Amb tot, això només serà possible si la resistència a la insulina no està consolidada.

Les persones que presenten resistència a la insulina tenen una preferència més alta pels aliments agradables al paladar, probablement com a resultat d’una reducció de la capacitat de la insulina per inhibir el desig dels aliments agradables al paladar.

Una demostració de la relació entre la insulina, la resistència a la insulina i la ingesta calòrica és que, en homes en dejú, la inoculació d’insulina intranasal redueix la ingesta calòrica i els índexs de palatabilitat dels aliments. Tanmateix, aquest efecte està absent en els homes que presenten resistència a la insulina.

La insulina regula la captació de dopamina alliberada mitjançant la inducció de l’expressió del transportador de dopamina, la inhibició de l’expressió dels enzims que degraden la dopamina i la inducció de l’expressió de l’enzim que forma la dopamina. L’equilibri d’aquests tres sistemes fa que la dopamina estigui en la concentració adequada. La resistència a la insulina altera els tres sistemes i dona lloc a una disminució de la concentració de dopamina, cosa que fa que no s’arribi a la sacietat plaent i es continuï menjant.

L’amígdala és una regió del cervell associada típicament amb comportaments de por i ansietat, tanmateix, s’ha demostrat que també té un paper essencial en la regulació de l’equilibri energètic. Concretament, el nucli central de l’amígdala està implicat en la sensació de sacietat i la supressió de la gana. La infusió d’insulina en aquesta regió disminueix la ingesta d’aliments. L’amígdala integra estímuls sensorials i hormonals amb senyals neuronals de zones hipotalàmiques i corticals. L’amígdala és clau per a la recompensa. Integra senyals de diferents àrees, però destaca la riquesa de receptors d’insulina.

Els mecanismes del plaer s’activen per dues vies diferents: activant directament l’àrea ventral tegmental o activant l’amígdala, que també desencadena l’alliberament de dopamina en el nucli accumbens i provoca així la reacció de plaer.

Com que l’amígdala rep diversos senyals emocionals, factors extrínsecs com l’estrès poden anul·lar els senyals de fam o sacietat i fer que els organismes mengin de manera insuficient o mengin en excés. Sovint es veuen persones estressades amb els mecanismes de control de la gana alterats. Igualment, en persones que estan en moments de depressió o tristesa.

En aquesta línia, s’observa que els pacients obesos i diabètics tindrien alterada la resposta de l’amígdala a la insulina i són propensos a desenvolupar trastorns depressius. Molts pacients amb depressió tenen una major prevalença de diabetis tipus 2.

La resistència a la insulina del cervell s’associa amb l’obesitat, l’augment de l’edat, l’augment de la massa de greix visceral i l’augment dels nivells d’àcids grassos saturats. A més, les alteracions de la barrera hematoencefàlica i certes variacions genètiques estan relacionades amb la resistència a la insulina cerebral. La resistència a la insulina cerebral té possibles conseqüències per a la funció cognitiva i el risc de patir la malaltia d’Alzheimer. Fa anys que sabem que tenir sobrepès i tenir diabetis tipus 2 poden augmentar el risc de desenvolupar la malaltia d’Alzheimer. Però d’un quant temps ençà, ja es parla d’una altra forma de diabetis: la diabetis tipus 3: la diabetis cerebral. Aquesta forma de diabetis s’associa amb la malaltia d’Alzheimer. La diabetis tipus 3 es produeix quan les neurones del cervell no poden respondre a la insulina, que és essencial per a les tasques bàsiques, com ara la memòria i l’aprenentatge.

Menjar malament, risc augmentat de patir la malaltia d’Alzheimer. Per reflexionar.