Después de cada una de esas grandes comidas que disfrutaste durante las fiestas, las células que recubren el estómago y los intestinos liberaron hormonas en el torrente sanguíneo para avisar al cerebro de que estabas lleno y debías dejar de comer.
Investigadores de la Universidad Duke han cartografiado ahora otro sistema: una conexión entre células del intestino y el sistema nervioso que podría ser más directa que la liberación de hormonas en la sangre.
El nuevo sistema podría cambiar la comprensión de los investigadores sobre cómo percibimos la saciedad y cómo esa sensación podría verse afectada por la cirugía de bypass gástrico. Los hallazgos, publicados el 2 de enero de 2015 en el Journal of Clinical Investigation, también arrojan luz sobre un posible mecanismo nuevo que permite a los virus transmitidos por los alimentos acceder al cerebro.
«El estudio respalda la idea de que podría existir una verdadera biología de las sensaciones intestinales», dijo Diego Bohórquez, profesor adjunto de Medicina en Duke. «En cuanto la comida entra en contacto con la pared del intestino, el cerebro sabrá en tiempo real qué ocurre en él», dijo Bohórquez, quien realizó el estudio como investigador posdoctoral en el laboratorio del Dr. Rodger Liddle, profesor de gastroenterología.
Hace varios años, el equipo de Liddle desarrolló métodos para visualizar un tipo de célula dispersa por el revestimiento del intestino del ratón, notablemente similar a una neurona. Aunque las células tienen una forma normal en la superficie intestinal, su parte inferior presenta un brazo largo.
«La pregunta era: ¿por qué una célula que supuestamente solo libera hormonas tendría un brazo entero? Tenía que haber un objetivo al otro lado», dijo Bohórquez.
Estos brazos especiales, apodados «neuropodos», reciben apoyo de células conocidas como glía, que trabajan con las neuronas; esto sugería entonces que podrían participar en un circuito neuronal.
En el nuevo estudio, los investigadores rastrearon con mayor detalle los contactos de los neuropodos y descubrieron que se acercaban a fibras nerviosas individuales, pero no a vasos sanguíneos, en el intestino delgado y el grueso. Observaron que alrededor del 60 % de los neuropodos entraba en contacto con neuronas sensoriales, lo que respalda la idea de que podrían participar en la sensación intestinal.
El grupo fue un paso más allá y demostró que los neuropodos y las neuronas no solo entran en contacto, sino que se conectan. En una placa de laboratorio, neuronas sensoriales individuales aisladas del cerebro se extendieron para entrar en contacto con un neuropodo situado, a escala celular, a unos 50 metros de distancia.
«Para nosotros, ese fue un punto sin retorno», dijo Bohórquez. «Demostró que estas células saben cómo acercarse a las neuronas», aunque no está claro exactamente cómo. La conexión fue especialmente sorprendente porque nadie había cultivado antes estas células completamente aisladas de sus vecinas, añadió.
Los neuropodos se parecen tanto a las neuronas —contienen gran parte de la misma maquinaria para enviar y recibir señales— que los investigadores intentaron infectar los colones de ratones con una versión desactivada del virus de la rabia, que inicialmente se desplaza por el cuerpo infectando neuronas. El virus se utiliza habitualmente como herramienta de laboratorio para visualizar una conexión entre una neurona y otra.
Fue un salto de fe, dijo Bohórquez, pero funcionó. Una semana después de introducir el virus, solo se habían infectado las células con neuropodos.
«Eso proporciona una vía por la que la rabia puede pasar de la luz intestinal al sistema nervioso», dijo Rodger Liddle, miembro del Instituto de Ciencias del Cerebro de Duke. «Implica que uno podría contraer la rabia al comer rabia. Quizá esta sea una vía por la que otros virus podrían infectar el sistema nervioso».
El nuevo estudio se centró en las conexiones entre los neuropodos y las neuronas más cercanas al intestino, pero el equipo trabaja ahora para rastrear todo el recorrido desde el intestino hasta el cerebro.
Entre los demás autores del estudio se encuentran Rafiq Shahid, Alan Erdmann, Alex Kreger, Yu Wang, Nicole Calakos y Fan Wang, del Centro Médico de la Universidad Duke.
Este trabajo recibió apoyo de los Institutos Nacionales de Salud (R01DK091946 y F32DK094704) y del Departamento de Asuntos de los Veteranos (I01BX002230).
Este artículo se publica en colaboración con Duke Today. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: Karl Bates escribe para Duke Today.
Imagen: En una exposición en la Wellcome Collection de Londres, el 27 de marzo de 2012, se ven modelos frenológicos de yeso de cabezas que muestran distintas partes del cerebro. REUTERS/Chris Helgren