Os experimentos demonstram que os sinais unificadores nesta cascata são npy e seu receptor NPY5R
Um estudo de um individuo faminto lança uma nova luz sobre a neurobiologia da olfação e atração alimentar. Pesquisadores identificaram um caminho que promove a atração por odores alimentares em outras pistas olfativas.
Fonte: Harvard
Os animais usam seu olfato para navegar pelo mundo — para encontrar comida, farejar companheiros e cheirar o perigo. Mas quando um animal faminto cheira comida e um membro do sexo oposto ao mesmo tempo, o que torna o jantar a opção mais atraente? Exatamente o que há sobre o odor da comida que diz: "Escolha-me?"
Uma pesquisa realizada por pesquisadores da Harvard Medical School ilumina a neurobiologia que está por trás da atração alimentar e como ratos famintos optam por prestar atenção a um objeto em seu ambiente em vez de outro.
Em seu estudo, publicado em 3 de março na Nature, Stephen Liberles e o coautor Nao Horio, identificaram o caminho que promove a atração por odores alimentares sobre outras pistas olfativas.
Em uma série de experimentos, os pesquisadores abrigaram uma molécula de sinalização chamada neuropeptídeo-Y (NPY), secretada por neurônios reguladores da fome em uma região do cérebro conhecida como tálamo, que regula uma série de funções fisiológicas, incluindo o repasse de informações sensoriais para o córtex.
"Acontece que neurônios específicos 'ouvem' o estado de fome através da liberação de um neurotransmissor chamado NPY no tálamo", disse Liberles, professor de biologia celular no Instituto Blavatnik do HMS e pesquisador do Instituto Médico Howard Hughes.
Decidindo entre comida e romance
"Em camundongos, tanto os odores alimentares quanto os feromônios sexuais são atraentes, mas são relevantes para diferentes impulsos fisiológicos", disse Horio, pesquisador de pós-doutorado no laboratório Liberles. "Isso sugere que os odores ativam circuitos neurais paralelos que são moldados pela necessidade fisiológica."
Para identificar o caminho que permite que um rato tome decisões baseadas em necessidades, Horio construiu um experimento. Para começar, ela colocou ratos em um recinto com dois portos de odor: um que emitia o cheiro de comida de rato e o outro exalando feromônios de um rato do sexo oposto. Horio observou o tempo que um rato passou permaneçando sobre cada porto, com mais tempo indicando a preferência do animal.
Camundongos alimentados com barrigas cheias encontraram odores de alimentos e feromônios igualmente atraentes, mas ratos famintos mostraram uma forte preferência por odores alimentares, observaram os cientistas. Camundongos alimentados que haviam sido expostos anteriormente a um parceiro em potencial mostraram uma preferência distinta pelos feromônios sexuais, enquanto os ratos famintos não. Por que a fome mudou a escolha?
Iluminando a química da atração alimentar
Neurônios no hipotálamo, uma pequena glândula em forma de amêndoa enterrada profundamente no cérebro, emitem uma molécula conhecida como peptídeo relacionado ao Agouti- roedor (AGRP). Esses neurônios são conhecidos por desencadear a vontade de comida.
Para estudar o efeito dos neurônios segregadores de AGRP, os pesquisadores usaram uma técnica conhecida como optogenética, que permite aos cientistas ligar e desligar os neurônios usando luz. Os experimentos mostraram que, mesmo em animais alimentados, a ativação neuronal AGRP impulsionou os camundongos a investigar odores alimentares como se estivessem famintos.
Os neurônios AGRP têm ramos que se espalham por toda parte, então os pesquisadores se perguntaram quais áreas do cérebro estavam sendo estimuladas. Outros experimentos demonstraram que vários terminais de neurônios AGRP em todo o cérebro foram ativados, mas apenas terminais localizados em uma região conhecida como tálamo paraventricular mudaram a preferência por odor alimentar.
Quando o fizeram, ratos que não estavam com fome se tornaram atraídos pela comida. Por outro lado, silenciar as projeções de AGRP nesta área do tálamo diminuiu a atração por odor alimentar em camundongos famintos.
"Essa observação nos levou a acreditar que a estimulação persistente dos neurônios AGRP que ocorre durante o jejum aumenta a atração pelo odor alimentar, sinalizando continuamente neurônios em cadeia", disse Liberles.
O obstáculo final foi identificar se algum dos três principais neurotransmissores liberados pelos neurônios AGRP -AGRP, NPY e GABA - eram necessários para a atração de odor dependente da fome, e se sim, qual.
Para descobrir, Liberles e Horio repetiram os experimentos com três grupos de camundongos – cada um geneticamente modificado para não ter um desses neurotransmissores.
Ratos famintos sem AGRP e GABA permaneceram atraídos pelo odor alimentar. No entanto, animais famintos que não tinham NPY não eram mais mais atraídos por odores alimentares do que por feromônios. Os ratos nocautes da NPY, quer suas barrigas estivessem cheias ou não, mantiveram um nível mais baixo de atração por odores alimentares comparáveis à sua atração por feromônios.
Além disso, camundongos sem um receptor NPY específico, NPY5R, também perderam a atração dependente da fome ao odor alimentar.
Além disso, depois de serem expostos a um companheiro, os camundongos que não tinham NPY eram mais atraídos por feromônios do que por comida, um achado sugerindo que outros mecanismos além do NPY estão envolvidos na resposta olfativa aos feromônios, disse Liberles.
O estado de fome, sugere o estudo, inicia uma complexa cascata de sinalização que, ao tornar os aromas alimentares apetitosos, leva os animais a buscar nutrição e tornar os alimentos uma opção mais atraente do que outras alternativas.
Os experimentos demonstram que os sinais unificadores nesta cascata são npy e seu receptor NPY5R. Seguindo em frente, pesquisas futuras investigarão como a NPY age em alguns circuitos olfativos, mas não em outros e como os animais aprendem a associar alimentos a certos odores.
"Parece provável que diferentes neurotransmissores funcionem como holofotes para outros impulsos comportamentais, com o tálamo servindo como uma central que dá atenção preferencial às entradas sensoriais com base na necessidade fisiológica", disse Liberles.
Financiamento: O trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde grant para S.D.L. (R01 DC013289), uma bolsa de pós-doutorado da Uehara Memorial Foundation, financiamento da Fundação Memorial Mishima Kaiun, e do Howard Hughes Medical Institute.
“Hunger enhances food-odour attraction through a neuropeptide Y spotlight” by Nao Horio & Stephen D. Liberles. Nature