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NUTRICIÓN. El intestino detecta la diferencia entre el azúcar real y el edulcorante artificial

 

Una sección de intestinos de ratón muestra en verde las células neurópodas relativamente escasas en el epitelio que son responsables de comunicar las condiciones dentro del intestino al sistema nervioso exterior. Laboratorio Borhóquez, Universidad de Duke

Sus papilas gustativas pueden o no distinguir el azúcar real de un sustituto del azúcar, pero hay células en sus intestinos que pueden y distinguen entre las dos soluciones dulces. Y pueden comunicar la diferencia a su cerebro en milisegundos.

No mucho después de que se identificara el receptor del sabor dulce en la boca de los ratones hace 20 años, los científicos intentaron eliminar esas papilas gustativas. Pero se sorprendieron al descubrir que los ratones aún podían discernir y preferir el azúcar natural al edulcorante artificial, incluso sin el sentido del gusto.

La respuesta a este acertijo se encuentra mucho más abajo en el tracto digestivo, en el extremo superior del intestino justo después del estómago, según una investigación dirigida por Diego Bohórquez, profesor asociado de medicina y neurobiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke.

En un artículo que aparece el 13 de enero en Nature Neuroscience, “hemos identificado las células que nos hacen comer azúcar, y están en el intestino”, dijo Bohórquez. La infusión de azúcar directamente en el intestino inferior o en el colon no tiene el mismo efecto. Las células de detección están en los tramos superiores del intestino, dijo.

Después de haber descubierto una célula intestinal llamada célula neurópoda, Bohórquez con su equipo de investigación ha estado investigando el papel crítico de esta célula como conexión entre lo que está dentro del intestino y su influencia en el cerebro. El intestino, argumenta, habla directamente con el cerebro, cambiando nuestro comportamiento alimentario. Y, a la larga, estos hallazgos pueden conducir a formas completamente nuevas de tratar enfermedades.  

Originalmente denominadas células enteroendrocrinas debido a su capacidad para secretar hormonas, las células neurópodas especializadas pueden comunicarse con las neuronas a través de conexiones sinápticas rápidas y se distribuyen por todo el revestimiento del intestino superior. Además de producir señales hormonales de acción relativamente lenta, el equipo de investigación de Bohórquez ha demostrado que estas células también producen señales de neurotransmisores de acción rápida que llegan al nervio vago y luego al cerebro en milisegundos. 

Bohórquez dijo que los últimos hallazgos de su grupo muestran además que los neurópodos son células sensoriales del sistema nervioso, al igual que las papilas gustativas en la lengua o las células cónicas de la retina en el ojo que nos ayudan a ver los colores.

“Estas células funcionan igual que las células del cono de la retina que pueden detectar la longitud de onda de la luz”, dijo Bohórquez. "Sienten rastros de azúcar versus edulcorante y luego liberan diferentes neurotransmisores que van a diferentes células en el nervio vago y, en última instancia, el animal sabe 'esto es azúcar' o 'esto es edulcorante'".

Utilizando organoides cultivados en laboratorio a partir de células humanas y de ratón para representar el intestino delgado y el duodeno (intestino superior), los investigadores demostraron en un pequeño experimento que el azúcar real estimulaba a las células neurópodas individuales para que liberaran glutamato como neurotransmisor. El azúcar artificial desencadenó la liberación de un neurotransmisor diferente, ATP.

Usando una técnica llamada optogenética, los científicos pudieron encender y apagar las células de neurópodos en el intestino de un ratón vivo para mostrar si la preferencia del animal por el azúcar real estaba siendo impulsada por señales del intestino. La tecnología habilitadora clave para el trabajo optogenético fue una nueva fibra de guía de ondas flexible desarrollada por científicos del MIT. Esta fibra flexible envía luz por todo el intestino de un animal vivo para desencadenar una respuesta genética que silencia las células de los neurópodos. Con sus células neurópodas apagadas, el animal ya no mostró una clara preferencia por el azúcar real. El azúcar tiene sabor y valor nutritivo y el intestino puede identificar ambos.

Fuente: “The Preference for Sugar Over Sweetener Depends on a Gut Sensor Cell,” Kelly Buchanan, Laura Rupprecht, Maya Kaelberer, Atharva Sahasrabudhe, Marguerita Klein, Jorge Villalobos, Winston Liu, Annabelle Yang, Justin Gelman, Seongjun Park, Polina Anikeeva, Diego Bohórquez. Nature Neuroscience, Jan. 13, 2022. DOI:10.1038/s41593-021-00982-7

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