Cientistas descobrem circuito intestinal-cérebro oculto que desencadeia o desejo por proteínas
Comer é muito mais do que simplesmente obter calorias suficientes. O corpo também deve obter o equilíbrio certo de nutrientes, especialmente aminoácidos essenciais, que são os blocos de construção das proteínas que o corpo não consegue produzir por si só.
Agora, os investigadores descobriram um sistema de comunicação oculto entre o intestino e o cérebro que ajuda os animais a detectar quando falta proteína e os leva a procurar os nutrientes de que necessitam.
Uma equipe liderada pelo Diretor SUH Seong-Bae do Centro de Fisiologia Microbioma-Corpo-Cérebro do Instituto de Ciências Básicas (IBS), trabalhando com cientistas da Universidade Nacional de Seul e da Universidade Ewha Womans, identificou uma rede de sinalização intestino-cérebro até então desconhecida que muda rapidamente o comportamento alimentar quando os níveis de proteína caem.
As descobertas foram publicadas na revista Ciência em 21 de maio.
Como o intestino detecta a deficiência de proteínas
As proteínas são essenciais porque contêm aminoácidos que os próprios animais não conseguem produzir. Os cientistas sabem há muito tempo que os animais tendem a desejar alimentos ricos em proteínas quando privados de proteínas, mas ainda não está claro como exatamente o corpo percebe essa deficiência.
Os pesquisadores descobriram que o intestino responde à escassez de proteínas usando duas vias de comunicação separadas, mas coordenadas.
Uma via funciona rapidamente através do sistema nervoso, alertando rapidamente o cérebro de que faltam aminoácidos essenciais. A segunda via atua mais lentamente através dos hormônios que circulam no corpo, ajudando a manter o comportamento de busca por proteínas por um período mais longo.
Para descobrir o mecanismo, a equipe estudou moscas-das-frutas, que são comumente usadas para investigar os circuitos neurais envolvidos no comportamento alimentar. Usando imagens cerebrais, testes comportamentais e experimentos genéticos, os cientistas mapearam os circuitos específicos envolvidos.
Quando as moscas careciam de proteínas em sua dieta, células especializadas no intestino liberavam um hormônio peptídico chamado CNMa. Esse hormônio ativou neurônios entéricos conectados ao intestino, que então transmitiram rapidamente sinais ao cérebro através de uma via neural direta intestino-cérebro.
Ao mesmo tempo, o CNMa também viajou pela corrente sanguínea como um hormônio, chegando ao cérebro de forma mais gradual e reforçando o impulso de busca de aminoácidos essenciais.
“Nosso estudo mostra que o intestino não é simplesmente um órgão digestivo, mas um sistema sensorial ativo que monitora continuamente o estado nutricional e orienta diretamente as decisões comportamentais”, disse o diretor SUH Seong-Bae.
Sinais intestinais afastam o desejo de açúcar
O sistema recentemente identificado não fez simplesmente com que os animais comessem mais em geral. Em vez disso, mudou especificamente o que eles queriam comer.
Os pesquisadores descobriram que a deficiência de proteína aumentou a atração por nutrientes relacionados às proteínas e, ao mesmo tempo, reduziu o interesse pelo açúcar.
A sinalização CNMa suprimiu a atividade em células cerebrais sensíveis ao açúcar chamadas neurônios DH44. Como resultado, as preferências alimentares mudaram dos carboidratos para os nutrientes ricos em proteínas.
O estudo também mostrou que as bactérias intestinais desempenham um papel importante no processo. As moscas da fruta sem micróbios intestinais normais exibiram uma ativação muito mais forte dos neurônios cerebrais que procuram aminoácidos, sugerindo que o microbioma ajuda a regular a disponibilidade de nutrientes e o comportamento alimentar.
Comportamento semelhante de busca de proteínas encontrado em ratos
Os pesquisadores encontraram evidências de que o mesmo mecanismo básico também existe em mamíferos.
Experimentos em ratos mostraram que animais privados de proteínas desenvolveram uma forte preferência por aminoácidos essenciais, semelhante ao comportamento observado nas moscas da fruta.
Uma descoberta surpreendente envolveu o FGF21, um hormônio que se acreditava ser fundamental para o apetite proteico em mamíferos. Mesmo os ratos sem FGF21 ainda mostraram um forte comportamento de busca de aminoácidos.
Os investigadores dizem que isto sugere que os animais possuem sistemas adicionais de detecção de nutrientes que os cientistas ainda não identificaram.
No geral, as descobertas mostram que os animais não ficam simplesmente com mais fome quando faltam nutrientes. Em vez disso, o cérebro parece priorizar seletivamente os alimentos que contêm os nutrientes que faltam especificamente ao corpo.
Implicações potenciais para obesidade e transtornos alimentares
Os cientistas acreditam que a descoberta pode ajudar a melhorar a compreensão da obesidade, das doenças metabólicas e dos distúrbios alimentares.
“A maioria dos medicamentos atuais para controle da obesidade e do apetite dependem da sinalização hormonal intestinal, mas ainda sabemos relativamente pouco sobre como os sinais intestinais produzidos naturalmente influenciam o cérebro e o comportamento”, disse o diretor SUH Seong-Bae. “Este estudo revela princípios fundamentais da seleção de nutrientes pelo eixo intestino-cérebro e fornece uma base para futuras estratégias terapêuticas visando distúrbios metabólicos e alimentares”.
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