A dieta envolve mais do que apenas obter calorias suficientes. O corpo também deve obter um equilíbrio adequado de nutrientes, especialmente aminoácidos essenciais, que são os blocos de construção das proteínas que o corpo não consegue produzir por conta própria.
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 por SUH Seong-Bae, diretor do Centro de Fisiologia Microbioma-Corpo-Cérebro do Instituto de Ciências Básicas (IBS), em colaboração com cientistas da Universidade Nacional de Seul e da Universidade Ewha Womans, descobriu uma rede de sinalização intestinal-cérebro até então desconhecida que muda rapidamente o comportamento alimentar quando os níveis de proteína caem.
Resultados de pesquisa publicados em revista ciência 21 de maio.
Como o intestino detecta a deficiência de proteína
As proteínas são necessárias porque contêm aminoácidos que os animais não conseguem produzir por conta própria. Os cientistas sabem há muito tempo que os animais tendem a desejar alimentos ricos em proteínas quando estão famintos de proteínas, mas ainda não está claro como exatamente o corpo sente essa falta.
Os pesquisadores descobriram que o intestino usa duas vias de comunicação separadas, mas coordenadas, para responder à escassez de proteínas.
Uma dessas vias viaja rapidamente pelo sistema nervoso, alertando rapidamente o cérebro sobre a falta de aminoácidos essenciais. A segunda via funciona mais lentamente através dos hormônios que circulam no corpo, ajudando a sustentar o comportamento de busca de proteínas por um longo período de tempo.
Para descobrir esse mecanismo, a equipe estudou moscas-das-frutas, que são comumente usadas para estudar circuitos neurais envolvidos no comportamento alimentar. Usando imagens cerebrais, testes comportamentais e experimentos genéticos, os cientistas mapearam os circuitos específicos envolvidos.
Quando a dieta das moscas-das-frutas carece de proteínas, células especializadas no intestino liberam um hormônio peptídico chamado CNMa. Este hormônio ativa neurônios entéricos conectados ao intestino, que então transmitem rapidamente sinais ao cérebro através de vias diretas intestino-cérebro.
Ao mesmo tempo, o CNMa também atua como um hormônio que viaja pelo sangue e chega gradativamente ao cérebro, aumentando o impulso para encontrar aminoácidos essenciais.
“Nossa pesquisa demonstra 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 eliminam o desejo por açúcar
O sistema recém-descoberto não apenas faz com que os animais comam mais. Em vez disso, muda especificamente o que eles querem comer.
Os pesquisadores descobriram que a deficiência de proteína aumentou a atração por nutrientes relacionados às proteínas, ao mesmo tempo que diminuiu o interesse pelo açúcar.
A sinalização CNMa inibe a atividade de células cerebrais sensíveis ao açúcar chamadas neurônios DH44. Como resultado, as preferências alimentares mudaram de carboidratos para nutrientes ricos em proteínas.
A pesquisa também mostra que as bactérias intestinais desempenham um papel importante neste processo. As moscas Drosophila sem micróbios intestinais normais mostraram maior ativação de 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 existe em mamíferos.
Experimentos com ratos mostram que animais com deficiência de proteínas desenvolvem uma forte preferência por aminoácidos essenciais, semelhante ao comportamento das moscas-das-frutas.
Uma descoberta surpreendente envolveu o FGF21, um hormônio anteriormente considerado crítico para o apetite proteico dos mamíferos. Mesmo os camundongos sem FGF21 ainda exibem um forte comportamento de busca de aminoácidos.
Os pesquisadores dizem que isso mostra que os animais possuem sistemas adicionais de detecção de nutrientes que os cientistas ainda não descobriram.
No geral, as descobertas sugerem que os animais não ficam simplesmente com mais fome quando faltam nutrientes. Em vez disso, o cérebro parece priorizar seletivamente os alimentos que contêm nutrientes nos quais o corpo é particularmente deficiente.
Impacto potencial na 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 da sinalização hormonal intestinal, mas ainda sabemos muito pouco sobre como os sinais intestinais que ocorrem naturalmente influenciam o cérebro e o comportamento”, disse o diretor SUH Seong-Bae. “Este estudo revela princípios fundamentais para a seleção nutricional no eixo intestino-cérebro e estabelece as bases para futuras estratégias terapêuticas visando distúrbios metabólicos e alimentares”.
