Tragar nos hace felices: por fin la ciencia te explica la razón

¿Alguna vez te has preguntado por qué sientes tanto placer al tragar algo que te gusta? No estás solo; todos los seres vivos experimentan el acto de tragar como una función vital. Pero para que este simple acto ocurra, no basta con tener un sistema digestivo que procese la comida. Detrás de cada bocado, existe una compleja red neuronal encargada de coordinar los movimientos necesarios para llevar los alimentos desde la boca hasta el estómago. En los humanos, este proceso es más intrincado de lo que parece, y ahora un estudio reciente ha revelado que, incluso en organismos más simples como la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), el proceso de tragar es altamente sofisticado y depende en gran parte de la serotonina, un neurotransmisor clave tanto en las funciones digestivas como cerebrales.

El estudio, titulado "Serotonergic modulation of swallowing in a complete fly vagus nerve connectome", fue llevado a cabo por un equipo de investigadores liderado por Andreas Schoofs del LIMES Institute en la Universidad de Bonn, Alemania. Los autores, que incluyen científicos de prestigiosas instituciones como la Universidad de Cambridge y el Allen Institute for Brain Science en Seattle, emplearon técnicas avanzadas de microscopía electrónica para reconstruir el circuito neuronal completo que controla el proceso de deglución en Drosophila melanogaster. Este trabajo arroja luz sobre cómo la serotonina, conocida por su papel en el estado de ánimo y el comportamiento, también desempeña una función crucial en la modulación de los movimientos necesarios para tragar, un proceso fundamental para la supervivencia.

El papel del sistema nervioso en la alimentación

El sistema nervioso entérico (ENS, por sus siglas en inglés) es una compleja red de neuronas que gobierna las funciones digestivas, desde el control de los movimientos peristálticos hasta la regulación de la secreción de jugos gástricos. En las moscas, al igual que en los humanos, este sistema se conecta al cerebro para integrar señales sensoriales sobre la calidad de los alimentos y coordinar los movimientos necesarios para tragar. Este proceso de integración es clave, ya que permite al organismo evaluar la importancia biológica de lo que consume y determinar cuándo y cómo debe activarse el mecanismo de deglución.

"Nuestro análisis esclarece un sistema sensorial-motor neuromodulador [sensory-motor system] en el que la actividad motora continua se fortalece a través de la serotonina tras la finalización de una acción biológicamente significativa, y puede representar una forma ancestral de aprendizaje motor" (Abstract del paper). Es la primera vez que se reconstruye de manera completa este sistema motor en un organismo, lo que revela detalles a nivel sináptico de las neuronas involucradas en la deglución. 

A través de este mapeo, los investigadores descubrieron que un grupo de neuronas en el cerebro de la mosca, que liberan serotonina, juega un papel esencial en la modulación de la deglución, específicamente en los movimientos peristálticos del esófago. Estas neuronas responden tanto a señales mecanosensoriales —que informan sobre el paso de los alimentos por el esófago— como a señales quimiosensoriales, que detectan la calidad de los nutrientes ingeridos. Según los resultados del estudio, "las neuronas serotoninérgicas centrales aumentan la actividad de las neuronas motoras que expresan el receptor de serotonina 7 [5-HT7], que a su vez controlan la deglución".

Este hallazgo es particularmente relevante, ya que la serotonina es un neurotransmisor conocido en los humanos por su papel en el estado de ánimo y en el control motor. Sin embargo, este estudio sugiere que su influencia va más allá, también modulando funciones esenciales como la deglución en organismos tan simples como las moscas. Los autores subrayan que el circuito encontrado en Drosophila guarda "notables similitudes con la organización del sistema vagal en mamíferos", lo que sugiere que este mecanismo podría tener un origen evolutivo común.

El circuito digestivo que compartimos con las moscas

El estudio de Schoofs y sus colegas revela un hallazgo fascinante: las moscas poseen una estructura neuronal comparable al nervio vago de los mamíferos. En los humanos, el nervio vago es un componente clave del sistema nervioso autónomo, encargado de conectar el cerebro con varios órganos internos, como el corazón, los pulmones y el aparato digestivo. Este nervio permite que el cerebro controle funciones automáticas esenciales, como la regulación del ritmo cardíaco y la digestión.

En las moscas, el equipo descubrió un sistema neuronal que cumple una función similar. Denominado el "vago de las moscas" por su equivalencia funcional, esta red conecta el cerebro de Drosophila con el sistema digestivo a través de neuronas sensoriales y motoras especializadas. Estas neuronas permiten que el cerebro reciba información sobre el estado del proceso de deglución y la modulación de los movimientos peristálticos en el esófago. Según los autores, "la organización básica de las proyecciones sensoriales específicas de órganos al cerebro, reforzada aquí a nivel sináptico y de célula individual, ilustra las similitudes entre el nervio vago de los vertebrados y el de Drosophila".

Este descubrimiento sugiere que este tipo de circuito neuronal es un rasgo evolutivo antiguo que ha perdurado a lo largo del tiempo en diferentes especies. El mapeo sináptico detallado en Drosophila ha permitido a los investigadores trazar un paralelo entre la organización del sistema vagal en insectos y mamíferos, revelando que, a pesar de la distancia evolutiva entre estos organismos, los principios básicos de la comunicación cerebro-cuerpo podrían estar altamente conservados.

El proceso de tragar: mucho más que un simple reflejo

El proceso de tragar es mucho más que un simple reflejo: es una acción cuidadosamente regulada por el sistema nervioso. En el caso de las moscas, el equipo de investigadores identificó neuronas especializadas que monitorean la presencia de alimentos en el esófago a través de receptores mecanosensibles llamados Piezo (canales iónicos activados por presión, codificados por el gen Piezo). Estos receptores tienen la capacidad de detectar la presión causada por el paso de los alimentos y enviar esa información al cerebro, lo que se convierte en un indicativo de que el trago se ha completado con éxito. Según el estudio, "los receptores mecanosensoriales Piezo en el esófago transmiten información sobre el paso de los alimentos a un grupo de seis neuronas serotoninérgicas en el cerebro". Este mecanismo permite que el cerebro regule la deglución de manera eficiente y precisa.

Además, los investigadores encontraron que las neuronas serotoninérgicas desempeñan un papel fundamental no solo en la coordinación de los movimientos de deglución, sino también en la evaluación de la calidad de los alimentos ingeridos. Estas neuronas modulan el proceso ajustando la fuerza y el ritmo de los movimientos esofágicos, lo que garantiza que los alimentos lleguen adecuadamente al intestino. El estudio señala que "estas neuronas no solo responden a señales mecánicas, sino también a información sobre el valor nutricional de los alimentos".

Este hallazgo es significativo porque demuestra que el sistema nervioso no solo controla el acto mecánico de tragar, sino que también evalúa el valor biológico de lo que se está consumiendo. En otras palabras, el cerebro está activamente involucrado en decidir qué alimentos son importantes, incluso en organismos tan simples como las moscas. Esta sofisticada red neuronal permite que el organismo optimice sus funciones digestivas y mejore su comportamiento alimentario, un mecanismo que podría estar presente en diversas especies.

La serotonina como modulador clave

La serotonina desempeña un papel crucial en la regulación del sistema digestivo, y este estudio resalta cómo este neurotransmisor, conocido por su impacto en el estado de ánimo en los humanos, también actúa como un modulador clave en la deglución de las moscas. Las neuronas que liberan serotonina no solo intervienen en el control directo de los músculos esofágicos, sino que también influyen en la actividad de otras neuronas motoras y sensoriales implicadas en el proceso de tragar. Según los investigadores, la serotonina actúa como un refuerzo para los movimientos peristálticos del esófago, asegurando que los alimentos sean transportados eficientemente hacia el intestino. De hecho, "las neuronas serotoninérgicas centrales aumentan la actividad de las neuronas motoras que expresan el receptor de serotonina 7, lo que potencia el proceso de deglución".

Un hallazgo interesante del estudio es que la serotonina no solo modula el movimiento del esófago en respuesta a la presencia de alimentos, sino que también es sensible a la calidad de los mismos. Las neuronas serotoninérgicas se activan de manera más intensa cuando los alimentos ingeridos tienen un alto valor nutricional. Esto significa que, en función de la calidad de los nutrientes, la actividad serotoninérgica se incrementa, lo que refuerza el comportamiento de tragar. Este mecanismo asegura que los alimentos más beneficiosos para el organismo se procesen de manera óptima, lo que aumenta las probabilidades de ingerir alimentos nutritivos y evitando aquellos que no aporten valor biológico significativo.

Este hallazgo es relevante porque sugiere que la serotonina tiene un rol más amplio en el control motor de lo que se pensaba anteriormente, vinculando procesos básicos como la alimentación con funciones cerebrales superiores. Como indican los autores, "este circuito puede representar una forma ancestral de aprendizaje motor", un mecanismo evolutivo que permite a los animales maximizar la ingesta de alimentos nutritivos y evitar aquellos que no son beneficiosos. Esto sugiere que la serotonina es clave no solo en el control emocional y cognitivo, sino también en tareas esenciales para la supervivencia.

Implicaciones más allá de la mosca

Aunque este estudio se centra específicamente en Drosophila melanogaster, sus hallazgos tienen importantes implicaciones para otros organismos, incluidos los humanos. En los mamíferos, incluida nuestra especie, la serotonina también desempeña un papel fundamental en la motilidad gastrointestinal. Sabemos que este neurotransmisor es clave en la regulación de los movimientos intestinales, como la peristalsis, y en la coordinación entre el cerebro y el sistema digestivo. Esto sugiere que los mecanismos descubiertos en este estudio, especialmente la modulación serotoninérgica de la deglución y los movimientos peristálticos, podrían estar presentes en muchos organismos a lo largo de la escala evolutiva.

Sin embargo, es importante señalar que el estudio se centra únicamente en la mosca, y no extrapola directamente estos mecanismos a otros animales. Los autores no afirman que los circuitos descubiertos en Drosophila sean idénticos a los de los humanos, pero sí resaltan las "notables similitudes" entre la organización del sistema nervioso de la mosca y el sistema vagal en mamíferos. Esto abre la puerta a investigar si los principios básicos observados en este insecto —como el uso de la serotonina para regular la deglución basada en señales sensoriales y la calidad de los alimentos— podrían aplicarse a sistemas más complejos como el humano.

En el ámbito médico, estos hallazgos podrían inspirar futuras investigaciones en el campo de los trastornos digestivos. La serotonina ya está implicada en condiciones como el síndrome del intestino irritable, donde se ha observado una disfunción en la motilidad intestinal y en la respuesta sensorial del intestino. Un mejor entendimiento de cómo la serotonina regula estos procesos en organismos más simples podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevas terapias para tratar estos trastornos en los humanos. Si bien el estudio de Drosophila no investiga directamente estos problemas médicos, aporta conocimientos valiosos sobre cómo los neurotransmisores pueden influir en la motilidad digestiva.

Preguntas abiertas

¿Realmente tenemos control sobre lo que tragamos y el placer que nos produce, o es el cerebro quien toma las decisiones sin que lo notemos? Aunque muchas veces creemos que somos conscientes de nuestras elecciones al comer, la realidad es que gran parte de este proceso está gobernado por circuitos neuronales automáticos, como los que modulan la deglución a través de la serotonina y los receptores Piezo. Estos sistemas, que responden a estímulos sensoriales y mecánicos, aseguran que tragamos de manera eficiente y ajustan la intensidad del placer según la calidad del alimento, sin necesidad de intervención consciente. ¿El placer que sentimos al tragar un bocado delicioso es algo que decidimos, o simplemente una respuesta programada por nuestro cerebro? ¿Hasta qué punto controlamos realmente nuestras acciones o estamos simplemente siguiendo los dictados de estos complejos mecanismos neurológicos? Estas preguntas abren una reflexión sobre la fina línea entre la voluntad consciente y los procesos automáticos que rigen nuestro comportamiento cotidiano.

Por otra parte, este hallazgo plantea una pregunta intrigante: si nuestras neuronas serotoninérgicas se activan más intensamente con alimentos de alto valor nutricional, ¿por qué entonces nos gusta tanto la comida basura? Aunque la serotonina parece estar programada para responder a nutrientes valiosos, el cerebro humano es mucho más complejo. Alimentos procesados y ricos en grasas y azúcares pueden activar otros circuitos neuronales relacionados con el placer, como el sistema de recompensa dopaminérgico, que responde a estímulos inmediatos y potentes, aunque no sean nutritivos. Estos alimentos están diseñados para ser irresistibles, sobrecargando nuestros sentidos y provocando una fuerte liberación de dopamina, lo que genera una sensación de satisfacción inmediata. Así, aunque nuestro cerebro pueda estar programado para valorar la calidad nutricional, en la vida moderna puede ser fácilmente "engañado" por estos estímulos, lo que crea un conflicto entre lo que es biológicamente beneficioso y lo que nos resulta placentero a corto plazo.

Referencias