Alla ricerca degli zuccheri
La possibilità di scegliere il cibo preferito è una delle più grandi conquiste della evoluzione umana. La ricerca del cibo è dettata da tanti fattori. Necessità di assumere le calorie necessarie alla sopravvivenza, le preferenze, la disponibilità del cibo, la scelta di svolgere una particolare dieta. Però non tutto è frutto di un processo consapevole. L’assunzione del cibo quotidiano, tuttavia, parte anche da preferenze subconscie.
Quando si cerca del cibo, la sostanza più attraente è lo zucchero.
Il desiderio sta nell’intestino
Studi recenti hanno evidenziato che anche quando il sapore dolce viene percepito sulla lingua, il desiderio di consumare zuccheri nasce nell’intestino.
Vedremo come.
Alcune cellule duodenali, le cosiddette cellule neuropodi, possono rilevare il glucosio usando una proteina specifica (il co-trasportatore sodio-glucosio1) e rilasciare il glutammato nei neuroni afferenti vagali.
Il nervo vago contiene sia fibre sensoriali che motorie che connettono il tronco encefalico con le viscere, compreso l’intestino.
L’ingresso delle sostanze nutritive nel duodeno stimola l’impulso vagale e specifici neuroni vagali si sintonizzano sui macronutrienti.
Sia gli zuccheri sia i dolcificanti naturali entrati nel duodeno stimolano il vago rapidamente. La risposta del vago dipende proprio dal co-trasportatore sodio-glucosio1. I neuroni vagali interagiscono con le cellule neuropodi che agiscono come trasduttori sensoriali primari.
Dall’intestino al cervello
I segnali neuronali dall’intestino entrano nel cervello attraverso il tronco encefalico. Da qui sono distribuiti in diversi circuiti cerebrali che sono coinvolti nel controllo del comportamento.
Numerosi nuclei sono coinvolti.
Il nucleus solitarius riceve gli impulsi glutammatergici provenienti dall’intestino nella sua porzione caudale. Da qui partono neuroni che si dirigono verso diverse zone del cervello: nucleo dorsale motore del vago, ipotalamo, nucleo centrale dell’amigdala, nucleo parabrachiale.
Altre proiezioni si dirigono all’interno del tronco encefalico: Locus coerulus – segnale adrenergico; Area ventrale del tegmento – segnale dopaminergico; rafe dorsale – segnale serotoninergico.
Il Nucleo solitario forma una popolazione eterogenea di neuroni responsabili del senso di fame e di sazietà.
Circuito dopaminergico della ricompensa
La ricompensa e l’insegnamento rafforzativo sono associati ai circuiti della dopamina che facilitano i comportamenti diretti all’obiettivo e promuovono la “voglia” di una ricompensa alimentare.
Si ritiene che questi circuiti rappresentino la componente inconscia della ricompensa e della selezione da cibo.
I neuroni del tronco cerebrale, in maniera specifica i neuroni dopaminergici mesolimbici, attribuiscono il valore di ricompensa agli zuccheri indipendentemente dal sapore dolce.
I centri dopaminergici del tronco encefalico ricevono stimoli direttamente dai neuroni del nucleo solitario. Ciò indica la differente e indipendente via dello stimo degli zuccheri dalla lingua e dall’intestino.
Un modello dei circuiti neuroepiteliali per il rilevamento degli zuccheri.
La capacità dell’intestino di rilevare, distinguere e tradurre gli stimoli dai singoli nutrienti così come il glucosio è di fondamentale importanza.
L’esperienza sensoriale dello zucchero inizia prima che sia ingerito.
Stimoli visivi, olfativi e tattili stimolano i circuiti centrali del cibo che predicono il valore di questa ingestione.
una volta entrato nella cavità orale, lo zucchero attiva le cellule sensoriali del gusto che sono collegate attraverso nervi cranici e al nucleo solitario alla corteccia gustativa per la percezione conscia così come nei circuiti dopaminergici mesolimbico per il valore edonico.
Lo zucchero continua il suo viaggio ed entra in contatto con lo stomaco, e le cellule prossimali duodenali, le cellule neuropodi che attraverso il co-trasportatore sodio-glucosio1 rilasciano glutamato nei neuroni vagali che giungono alla parte caudale del nucleo solitario.
questi neuroni spediscono proiezioni al sistema dopaminergico nigrostriatale così come al sistema dopaminergico mesolimbico.
Simultaneamente, altre cellule enteroendocrine iniziano a rilasciare fattori umorali e paracrine.
Infine, gli enterociti assorbano attivamente lo zucchero mediante il co-trasportatore sodio-glucosio1, e lo depositano nella circolazione venosa portale, dove i sensori epatici sono attivati e segnalano al SNC la quantità di glucosio assorbito, attraverso fattori circolatori e l’attivazione vagale sinistra.
La combinazione dei segnali epiteliali intestinali e venosi portali converge nei circuiti dopaminergici e omeostatici cerebrali per guidare l’accettazione della soluzione e il successivo apprendimento per rinforzo.
I dolcificanti artificiali non posso migliorare da soli la scelta dietetica poiché non stimolano l’attivazione delle cellule intestinali.
Le sensazioni intestinali sono anche incrementate in associazione ad importanti funzioni del sistema nervoso.
I circuiti del risveglio e i pattern del sonno possono essere alterati dalle sensazioni viscerali. Gli stati emotivi possono essere modulati da stimoli dei nutrienti e de microbioma intestinale e anche la memoria formata nell’ippocampo può essere alterata da segnali intestinali.
Ciascuna di queste funzioni coinvolge il senso del gusto.
Liu WW, Bohórquez DV. The neural basis of sugar preference. Nat Rev Neurosci. 2022 Oct;23(10):584-595. doi: 10.1038/s41583-022-00613-5. Epub 2022 Jul 25. PMID: 35879409.
