Comer é muito mais do que obter calorias suficientes. O corpo deve alcançar o equilíbrio certo de nutrientes, especialmente aminoácidos essenciais, que são os blocos de construção das proteínas que o corpo não consegue produzir sozinho.
Agora, os pesquisadores descobriram um sistema de comunicação oculto entre o intestino e o cérebro que ajuda os animais a detectar quando falta proteína e os estimula a encontrar os nutrientes de que precisam.
Uma equipe liderada por SUH Seong-Bae, diretor do Centro de Fisiologia Microbioma-Corpo-Cérebro do Instituto de Ciências Básicas (IBS), trabalhando com cientistas da Universidade Nacional de Seul e da Universidade Feminina de Ewa, identificou uma rede de sinalização intestinal-cérebro até então desconhecida que muda rapidamente o comportamento alimentar quando os níveis de proteína são reduzidos.
Os resultados foram publicados na revista ciência 21 de maio.
Como o intestino detecta a deficiência de proteína
As proteínas são essenciais porque contêm aminoácidos que os próprios animais não conseguem produzir. Os cientistas sabem há muito tempo que os animais anseiam por 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 deficiência de proteína 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 funciona mais lentamente através dos hormônios que circulam no corpo, ajudando a manter o comportamento de busca por proteínas por longos períodos de tempo.
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 testes genéticos, os cientistas mapearam os circuitos específicos envolvidos.
Quando as moscas carecem de proteínas em sua dieta, células especializadas no intestino secretam um hormônio peptídico chamado CNMA. Este hormônio ativa neurônios entéricos conectados ao intestino, que transmitem rapidamente sinais ao cérebro através da via neural intestino-cérebro.
Ao mesmo tempo, o CNMA viaja pela corrente sanguínea como um hormônio, chegando ao cérebro mais lentamente e fortalecendo o impulso de busca de aminoácidos essenciais.
“Nossa pesquisa mostra que o intestino não é apenas 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 por açúcar
O novo sistema de marcação não só permitiu que os animais comessem mais em geral. Em vez disso, eles mudaram especificamente o que queriam comer.
Os pesquisadores descobriram que a deficiência de proteínas aumenta o desejo por nutrientes relacionados às proteínas e, ao mesmo tempo, diminui o desejo por açúcar.
A sinalização CNMA suprime a atividade nas células cerebrais sensíveis ao açúcar, chamadas neurônios DH44. Como resultado, as preferências alimentares mudam dos carboidratos para os nutrientes ricos em proteínas.
A pesquisa também mostrou que as bactérias intestinais desempenham um papel importante no processo. As moscas da fruta sem micróbios intestinais normais exibem 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.
Um comportamento semelhante de busca de proteínas é encontrado em ratos
Os pesquisadores encontraram evidências de que o mesmo mecanismo básico existe em mamíferos.
Experimentos com ratos mostraram que animais privados de proteínas desenvolvem uma forte preferência por aminoácidos essenciais, semelhante ao comportamento das moscas da fruta.
Uma descoberta surpreendente envolveu o FGF21, um hormônio que se pensava anteriormente mediar o apetite proteico em mamíferos. Mesmo os ratos sem FGF21 ainda mostraram um comportamento robusto de busca de aminoácidos.
Os investigadores dizem que isto sugere que os animais têm sistemas adicionais de detecção de nutrientes que os cientistas ainda não identificaram.
No geral, os resultados mostram que os animais não morrem simplesmente de fome quando os nutrientes estão ausentes. Em vez disso, o cérebro parece priorizar seletivamente os alimentos que são particularmente pobres em nutrientes.
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 controlar a obesidade e o apetite dependem de sinais hormonais intestinais, mas ainda sabemos relativamente pouco sobre como os sinais intestinais influenciam naturalmente 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”.
