Obesidade: dieta rica em gordura quebra o relógio biológico em ratos
Um novo estudo revela que centros neuronais complexos no tronco cerebral de roedores controlam ritmicamente o comportamento alimentar.
- Os ritmos diurnos e noturnos na alimentação mudaram quando os roedores consumiram dietas ricas em gorduras (HFDs).
- Os ratos alimentados com essas dietas consumiram mais calorias, mudaram seus horários de alimentação e ganharam peso, em comparação com os ratos alimentados com uma dieta saudável.
- Centros do tronco cerebral semelhantes existir em humanos. Este estudo fascinante abre caminhos para pesquisas envolvendo ritmos circadianos, HFDs e obesidade nas pessoas.
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Uma nova pesquisa examina a ligação entre as dietas ricas em gordura e os ritmos circadianos em ratos. Glasshouse Images / Getty Images 588282160
Esta semana, o The Journal of Physiology publicou resultados interessantes sobre os efeitos dos HFDs no comportamento alimentar e no ganho de peso em roedores.
Com um estudo intrincado, os pesquisadores mapearam uma área do cérebro de roedores que exibe mudanças vigorosas durante o dia-noite, ou circadianas, na atividade, chamadas de núcleo do trato solitário.
Notavelmente, esse grupo de neurônios - em uma parte evolutivamente primitiva do cérebro, o tronco cerebral - demonstra diferenças dramáticas na atividade neuronal diurna e noturna. Os pesquisadores descrevem essas áreas como "osciladores circadianos".
Pesquisas anteriores haviam identificado um “relógio mestre” em roedores. O hipotálamo , que está localizado no centro do cérebro, possui esse mecanismo, que “diz” ao corpo quando acordar, quando comer e outras funções importantes para a sobrevivência.
No entanto, desde a descoberta do relógio mestre, os cientistas têm identificado várias áreas além do hipotálamo que também demonstram oscilações circadianas.
Através de neuronal meticuloso experimentos, os pesquisadores mostraram que o núcleo do trato solitário, uma das três porções do complexo vagal dorsal, é um "oscilador circadiano robusto".
Enquanto o relógio mestre é acionado principalmente pela exposição à luz, esses outros osciladores são influenciados pelo consumo de alimentos.
Usando uma série de “abordagens imunohistoquímicas e eletrofisiológicas”, os autores do estudo recente investigaram esses osciladores independentes com mais detalhes.
Falando sobre as técnicas da equipe, o primeiro autor do estudo, Dr. Lukasz Chrobok , disse ao Medical News Today :
“Podemos medir a atividade neuronal de uma forma mais direta. [...] Com esta tecnologia, somos capazes de estudar centenas de neurônios simultaneamente ao longo de um longo tempo, ainda sendo capazes de manter a resolução de uma única célula. ”
“Ao estudar fatias isoladas do cérebro, em vez de registrar a atividade neuronal in vivo de todo o cérebro”, explicou ele, “temos certeza de que essa ritmicidade vem desses centros cerebrais exatos. [...] Assim, temos certeza de que o relógio do tronco cerebral não precisa do relógio mestre no hipotálamo para gerar sua ritmicidade ”.
O Dr. Chrobok acrescentou: “O tronco cerebral é uma parte evolutivamente antiga do cérebro [e] nós o compartilhamos com todos os vertebrados . É por isso que acho sensato estudar isso, mesmo em modelos animais. Esperamos que seus mecanismos básicos sejam muito semelhantes aos humanos. ”
Com essa atividade cerebral precisa e metodologia de mapeamento em vigor, os pesquisadores alimentaram ratos adolescentes com HFD ou uma dieta controle por 2-3 ou 4 semanas.
Os cientistas observaram os roedores para avaliar o quanto comiam, como dividiam a comida em um ciclo de 24 horas e a variação geral de peso.
Os resultados foram surpreendentes. Previsivelmente, os ratos que consumiram o HFD inicialmente diminuíram a quantidade que comiam, mas ainda consumiam mais calorias do que o outro grupo.
À medida que o estudo avançava, os dois grupos tornaram-se mais divergentes. Inicialmente, os roedores HFD aumentaram sua ingestão alimentar noturna e, posteriormente, começaram a consumir o excesso de calorias durante o dia.
Em última análise, houve uma tendência de aumento do ganho de peso nos ratos HFD. Mas, o mais importante, o ganho de peso não ocorreu antes das mudanças na atividade alimentar circadiana.
Dr. Chrobok explicou: “Descobrimos que os ratos com este tipo de [HFD] começaram a mudar seu comportamento alimentar. Normalmente, eles são noturnos - eles meio que bloqueiam a ingestão de alimentos durante a noite. ” Mas, ele continuou, à medida que o estudo progredia:
“Eles passaram a comer 24 horas por dia. Além disso, eles acordavam e lanchavam durante o dia - considerada uma fase inativa dos ratos: eles se alimentavam, ao invés de descansar. ”
“Com o [HFD], descobrimos que a diferença no apetite do dia para a noite e a variação alimentar são eliminadas. O relógio do tronco cerebral não sabe se é dia ou noite! ”
Quando o MNT perguntou se os ratos inverteram seus relógios circadianos quando expostos ao HFD, o Dr. Chrobok respondeu:
“Não, eu não acho que eles inverteram o relógio, mas o relógio está embotado porque eles perderam a amplitude do seu comportamento alimentar. Em vez de comer exclusivamente durante a noite ativa, eles compartimentariam sua ingestão de alimentos para o dia inativo também. ”
Dr. Chrobok acrescentou: "Acho que a coisa mais inovadora é que podemos ver as mudanças no cérebro, no mau funcionamento do 'relógio' antes de vermos o ganho de peso real."
Isso implica que “os distúrbios do relógio do tronco cerebral foram a causa, e não o resultado, da obesidade”.
Além do controle circadiano da saciedade do complexo vagal dorsal, outras partes do cérebro, como o hipotálamo, secretam hormônios e neuropeptídeos que regulam a homeostase. Ao fazer isso, eles ajudam nosso corpo a manter uma temperatura, frequência cardíaca, apetite e metabolismo estáveis.
Orexin é um desses neuropeptídeos importantes; istoestimula ingestão de alimentos e gasto de energia.
Neste estudo, os pesquisadores avaliaram a atividade dos neurônios da orexina no cérebro de seus ratos. Usando métodos de coloração neural, eles identificaram quais neurônios estavam aumentando em atividade: dia, noite ou em geral.
Roedores de controle exibidos variação do dia para a noite na atividade da orexina; aumentou durante o final do dia até o meio da noite, presumivelmente para prepará-los para suas atividades noturnas e alimentação. Ratos HFD, no entanto, exibiram atividade reduzida da orexina durante o dia - plausivelmente porque esses ratos continuaram a comer.
Outro neuropeptídeo, receptor de peptídeo-1 semelhante ao glucagon, desempenha um papel na ingestão de alimentos. Embora isso seja mais difícil de medir, os pesquisadores demonstraram que os ratos HFD tiveram uma resposta reversa a esse neuropeptídeo de “parar de comer”, sendo mais responsivos no final do dia do que à noite, como no grupo de controle.
Implicações e pesquisas futuras
Em relação às implicações das descobertas do estudo, o Dr. Chrobok advertiu: “Como sempre, é preciso ter muito cuidado ao extrapolar os resultados de ratos para humanos. Especialmente em cronobiologia [a ciência dos ritmos circadianos] porque estudamos ratos e camundongos, e eles são noturnos, e nós, humanos, somos animais diurnos. ”
Em resumo, o Dr. Chrobok refletiu:
“Acho que abre algumas possibilidades terapêuticas também. Ao tentar prevenir a obesidade, pode-se ter mais cuidado com o relógio - seu relógio ou ritmo circadiano pessoal. Não acorde para fazer lanches durante a noite ou fique acordado por muitas horas. [...] Em vez disso, durma e coma nos horários adequados para se sincronizar. Isso é 'higiene do estilo de vida' e pode ser terapêutico! ”