Un circuito dai neuroni neurotensinici del setto laterale al nucleo tuberale controlla l'alimentazione edonica

Psichiatria molecolare, volume 27, pagine 4843–4860 (2022) Cita questo articolo

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Il comportamento alimentare è regolato sia dai bisogni omeostatici del corpo che dai valori edonistici del cibo. Il facile accesso a cibi appetibili e ad alto contenuto energetico e la conseguente epidemia di obesità sottolineano l’urgente necessità di una migliore comprensione dei circuiti neurali che regolano l’alimentazione edonica. Qui, riportiamo che i neuroni neurotensina-positivi nel setto laterale (LSNts) svolgono un ruolo cruciale nella regolazione dell'alimentazione edonica. Il silenziamento degli LSNt promuove specificamente l'alimentazione di cibo appetibile, mentre l'attivazione degli LSNt sopprime l'alimentazione complessiva. I neuroni degli LSNt si proiettano al nucleo tuberale (TU) tramite la segnalazione GABA per regolare l'alimentazione edonica, mentre il segnale della neurotensina proveniente dagli LSNt→il nucleo sopramammillare (SUM) è sufficiente per sopprimere l'alimentazione complessiva. L'imaging del calcio in vivo e la manipolazione optogenetica rivelano due popolazioni di neuroni LSNts che vengono attivati ​​e inibiti durante l'alimentazione, che contribuiscono rispettivamente alla ricerca e al consumo di cibo. L’attivazione cronica di LSNt o LSNt→TU è sufficiente per ridurre l’obesità indotta da una dieta ricca di grassi. I nostri risultati suggeriscono che LSNts→TU è un percorso chiave nella regolazione dell’alimentazione edonica.

L’incidenza dell’obesità e delle malattie metaboliche correlate è aumentata rapidamente negli ultimi decenni ed è diventata una delle principali preoccupazioni sanitarie in tutto il mondo [1]. Uno dei principali fattori alla base della pandemia di obesità è l’eccesso di cibo causato dall’enorme disponibilità di alimenti altamente calorici e altamente appetibili nella società moderna. L’alimentazione può essere guidata dalla richiesta di energia, che è un meccanismo evolutivamente conservato per mantenere l’omeostasi metabolica. Questa alimentazione omeostatica è strettamente controllata dall'attività delle reti cerebrali e degli ormoni circolanti [2,3,4]. D’altra parte, l’alimentazione edonica è guidata dal piacere di consumare cibo appetibile senza necessità metaboliche, che è un fattore importante che contribuisce all’eccesso di cibo e all’obesità [5].

Sebbene i circuiti neurali che mediano l’alimentazione omeostatica siano stati ampiamente studiati, si sa molto meno sui substrati neurali che regolano l’alimentazione edonica [6,7,8]. L'alimentazione omeostatica ed edonica potrebbe essere elaborata da circuiti neurali separati e distinti [6]. I nuclei ipotalamici, compreso il nucleo arcuato (ARC) e l’area ipotalamica laterale (LHA), sono ben riconosciuti nel mediare l’alimentazione omeostatica che trasforma i segnali di fame nella ricerca e nel consumo di cibo [9]. Generalmente, si presume che l’alimentazione edonica sia mediata dal sistema di ricompensa dopaminergico mesolimbico, inclusa l’area tegmentale ventrale (VTA) e il suo bersaglio, il nucleo accumbens (NAc) [2, 10, 11]. Tuttavia, i topi geneticamente modificati con carenza di dopamina smettono di nutrirsi e muoiono entro poche settimane dalla nascita [12], suggerendo che anche il sistema dopaminergico VTA svolge un ruolo cruciale nella regolazione di comportamenti importanti per la sopravvivenza degli animali, come l'alimentazione omeostatica. Inoltre, i neuroni che esprimono il peptide correlato all'agouti (AGRP) nell'ARC sono ben caratterizzati nel controllare l'alimentazione omeostatica [13]. L’ablazione dei neuroni AGRP abolisce il consumo di cibo regolare ma non ha avuto alcun effetto sull’assunzione di cibo appetibile indotto dalla grelina [14]. Secondo uno studio recente, l’attivazione dell’input del talamo paraventricolare anteriore (aPVT) al NAc promuove l’alimentazione edonica di cibi ricchi di grassi ma non ha alcun effetto sull’assunzione di cibo durante la notte [15]. Questi studi hanno suggerito che circuiti neurali distinti potrebbero contribuire in modo differenziale all’alimentazione omeostatica ed edonica.

Il setto laterale (LS) riceve input dall'ippocampo e invia massicce proiezioni all'ipotalamo; quindi, è particolarmente ben posizionato per integrare informazioni contestuali, come l'appetibilità del cibo, per guidare il comportamento alimentare. Studi precedenti hanno suggerito potenziali ruoli per il LS nella regolazione sia dell’alimentazione generale che dell’ansia indotta dallo stress [4, 16]. Tuttavia, si sa poco su come i tipi e i circuiti delle cellule LS contribuiscono all’alimentazione edonica.