Comportamento de busca de sal rastreado até neurônios cerebrais específicos

O sal, ou mais precisamente o sódio que ele contém, é um nutriente “Cachinhos Dourados”. Níveis baixos de sódio causam queda no volume sanguíneo, o que pode ter consequências graves, às vezes fatais, para a saúde. Por outro lado, muito sal pode causar hipertensão e doenças cardiovasculares.

Na América moderna, onde a maioria das pessoas consome uma dieta rica em sal, quase ninguém corre o risco de ter pouco sal. No entanto, dada a importância crítica do sódio para as funções do corpo e do cérebro, a evolução desenvolveu um poderoso impulso para consumir sal em situações em que existe uma deficiência.

Compreender os circuitos cerebrais que controlam o apetite ao sal revelou-se difícil, mas agora um novo estudo realizado por investigadores da Universidade de Iowa identificou os primeiros e, até agora, os únicos neurónios necessários para o apetite ao sal.

“Conhecer a identidade genética e a localização dos neurônios que controlam esse comportamento específico é o primeiro e necessário passo para permitir futuras terapias que aumentem ou diminuam especificamente o apetite ao sal sem afetar outras funções vitais”, diz Joel Geerling, MD, Ph.D., UI professor associado de neurologia, autor sênior do estudo em Visão da JCI.

A aldosterona desencadeia neurônios com apetite ao sal

A equipe da UI liderada por Geerling e pela primeira autora Silvia Gasparini, Ph.D., fez sua descoberta provocando as ações da aldosterona, um hormônio chave para controlar os níveis de sódio.

Normalmente, a aldosterona é produzida quando o volume de líquidos corporais (incluindo o volume sanguíneo) está baixo, por exemplo, após suar sem beber líquidos suficientes, ou perda de sangue, ou durante uma doença com vômitos ou diarreia. A aldosterona diz ao rim e a outros órgãos para reter sódio, o que ajuda a manter o líquido existente no corpo.

No entanto, quando a aldosterona está inadequadamente elevada, uma condição chamada aldosteronismo primário, a pressão arterial pode subir para níveis perigosos. O aldosteronismo é a causa da hipertensão em até 10-30% de todos os pacientes com pressão arterial elevada, e o risco de acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca e ritmos cardíacos anormais é três vezes maior nestes pacientes do que em outros pacientes com hipertensão, embora não está claro por quê.

A equipe da UI concentrou-se em um aspecto não apreciado do aldosteronismo – uma tendência a comer mais sal. Quase um século atrás, estudos mostraram que a aldosterona e hormônios relacionados aumentam o apetite ao sal em ratos. Estudos humanos mais recentes também descobriram que pacientes com aldosteronismo consomem mais sal do que outros pacientes com hipertensão.

A equipe primeiro confirmou que a falta de sódio na dieta dos ratos aumenta a produção de aldosterona e a ingestão de sal. Também aumenta a atividade de um pequeno grupo de neurônios no tronco cerebral conhecido como neurônios HSD2. Geerling já havia descoberto esses neurônios HSD2 e tinha evidências circunstanciais sugerindo que eles eram responsáveis ​​pelo apetite ao sal.

Em seguida, Geerling e sua equipe usaram a eliminação de células geneticamente direcionadas para mostrar que os neurônios HSD2 eram necessários para o consumo de sal impulsionado pela aldosterona. Além disso, mostraram que os humanos também têm uma pequena população de neurónios HSD2 na mesma parte do tronco cerebral, indicando que o mesmo circuito neural pode ser relevante para pessoas com aldosterona elevada.

“O aspecto mais convincente de nossas descobertas é a expressão entre espécies de neurônios HSD2 em humanos, ratos e porcos”, diz Gasparini, pós-doutorado no laboratório de Geerling. “Esta notável conservação sugere um caminho fisiológico fundamental que pode ter implicações significativas para a compreensão e potencial tratamento de problemas de saúde relacionados com o sódio”.

Pequena população de células cruciais para a ingestão de sal

No geral, as descobertas sugerem que a aldosterona atua na pequena população de neurônios HSD2 (há cerca de 200 neurônios HSD2 em camundongos e 1.000 em humanos) para induzir o comportamento altamente específico de busca e consumo de sódio. As descobertas da equipe sugerem que aumentar o apetite ao sódio pode ser a única função central dos neurônios HSD2.

“Não temos conhecimento de nenhum outro exemplo de comportamento de mamífero que dependa tão completamente da integridade de tão poucos neurônios”, diz Geerling, que é membro do Instituto de Neurociências de Iowa. “A dependência total da ingestão de sal induzida pela aldosterona na integridade dos neurônios HSD2 pode representar a dependência comportamental específica do tipo de célula mais delicada no cérebro.

“Identificar os neurônios necessários para a ingestão de sal induzida pela aldosterona melhora nossa compreensão do circuito neural que controla o apetite ao sódio e fornece um alvo promissor para estratégias terapêuticas para aumentar o apetite ao sódio em pacientes com baixo volume sanguíneo e para mitigar a ingestão excessiva de sal em pacientes com aldosteronismo. “, acrescenta.

Com uma imagem mais clara dos neurônios necessários para desencadear o apetite ao sal induzido pela aldosterona, o pesquisador começará a explorar o circuito neural maior que controla esse comportamento e a fazer perguntas mais fundamentais sobre a base mecanicista mais profunda do controle do apetite no cérebro.

Além de Geerling e Gasparini, a equipe de pesquisa incluiu Jon Resch, Ph.D., Miriam McDonough, Lila Peltekian, Chidera Mitchell e Marco Hefti, MD.