Caracterización del papel del sistema endocanabinoide en la regulación del apetito en peces

Abstract

La acuicultura, siendo el sector de producción alimentaria de mayor crecimiento en las últimas décadas, se presenta como una de las principales actividades industriales capaz de suplir gran parte de las necesidades proteicas de la humanidad en los próximos años. Para el óptimo rendimiento de las producciones acuícolas es fundamental conocer en profundidad diferentes aspectos fisiológicos de los organismos en cultivo, como son los mecanismos que regulan su apetito. En los peces, como en otros vertebrados, el apetito resulta de interacciones entre el cerebro y las señales periféricas que éste recibe, incluyendo información procedente del medio externo (visuales, olfativas) o del propio medio interno (reservas energéticas, hormonas). La ingesta de alimentos se encuentra regulada principalmente por dos tipos de mecanismos: el homeostático y el hedónico. La regulación homeostática del apetito responde al control del equilibrio energético del organismo, de modo que si las reservas energéticas descienden, se promueve la ingesta de alimento; o al revés. Sin embargo, el control hedónico del apetito está relacionado con la respuesta de recompensa y las sensaciones placenteras que se obtienen tras la ingesta de ciertos alimentos. Ambos mecanismos de control del apetito están fuertemente interrelacionados y ambos responden a señales metabólicas. El grado de activación de un mecanismo u otro dependerá de las características del alimento y del estado fisiológico del animal. Los mecanismos que regulan el control homeostático de los alimentos se encuentran bastante estudiados en peces. El equipo de investigación donde se desarrollará la presente tesis posee una amplia y reconocida experiencia en el estudio de los mecanismos homeostáticos que regulan el apetito en peces, desarrollando varios proyectos en esta línea de investigación. Sin embargo, los mecanismos de regulación hedónica del apetito en peces han sido poco estudiados y la información disponible al respecto es escasa. Existen estudios previos que relacionan la dopamina con la ingesta de alimento en peces, los cuales sugieren que los sistemas dopaminérgicos en el área telencefálica están relacionados con la motivación del apetito, al igual que lo descrito en el área mesolímbica de mamíferos. Otros estudios realizados en peces también sugieren que los niveles de ingesta de alimento se encuentran asociados a otros sistemas de recompensa descritos en mamíferos como el sistema opioide, cannabinoide o las orexinas, aunque se ha profundizado poco en su relación con el apetito. El objetivo principal de la presente tesis es ampliar el conocimiento sobre la regulación hedónica del apetito en peces así como estudiar la interacción de este tipo de regulación con los mecanismos de control homeostático de la ingesta ya descritos en peces. Para ello, se usará como animal experimental la trucha arcoíris, con la que se realizarán ensayos para caracterizar los principales componentes de las vías de regulación hedónica del apetito y se evaluará el efecto de factores tanto endógenos como exógenos en su regulación.

O sector da acuicultura ser o máis rápido crecemento da produción de alimentos nas últimas décadas, preséntase como unha das principais actividades industriais capaces de proporcionar gran parte das necesidades de proteínas da humanidade nos vindeiros anos. Para o mellor desenvolvemento das producións acuícolas, é fundamental coñecer en profundidade diferentes aspectos fisiolóxicos dos organismos culturais, como os mecanismos que regulan o seu apetito. En peixes, como noutros vertebrados, o apetito, resultantes de interaccións entre o cerebro e periféricos que recibe sinais, incluíndo a información a partir do ambiente externo (visual, olfactiva) ou si (reservas de enerxía, hormonas) ambiente interior. A ingesta de alimentos está regulada principalmente por dous tipos de mecanismos: homeostática e hedonic. A regulación homeostática do apetito responde ao control do equilibrio enerxético do organismo, de maneira que se as reservas enerxéticas reducen a inxestión de alimentos é promovida; ou ao revés Non obstante, o control hedonista do apetito está relacionado coa resposta de recompensa e as sensacións agradables que se obteñen despois da inxestión de determinados alimentos. Ambos os mecanismos de control do apetito están fuertemente interrelacionados e ambos responden aos sinais metabólicos. O grao de activación dun mecanismo ou outro dependerá das características do alimento e do estado fisiolóxico do animal. Os mecanismos que regulan o control homeostático dos alimentos están ben estudados en peixes. O equipo de investigación que desenvolveu esta tese ten ampla e recoñecida experiencia no estudo dos mecanismos homeostáticos que regulan o apetito en peixes, desenvolvendo diversos proxectos nesta investigación. Non obstante, os mecanismos de regulación hedonista do apetito en peixes foron pouco estudados e a información dispoñible respecto diso é escasa. Estudos anteriores que ligan a inxestión de alimentos de dopamina no peixe, o que suxire que os sistemas dopaminérgicos na área motivación telencefálico relacionada co apetito, tal como se describe na área mesolímbica de mamíferos. Outros estudos tamén suxiren que os niveis de inxestión de alimentos para peixes son asociados con outros sistemas de recompensa en mamíferos descritos como sistema opióide, canabinde ou orexina, aínda que pouco afondou a súa relación co apetito. O principal obxectivo da presente tese é ampliar o coñecemento da regulación do apetito hedónica en peixes e para estudar a interacción deste tipo de regulación con mecanismos de control homeostático inxestión xa descritos en peixes. Para iso, utilizado como troita arco da vella animal experimental, co cal ensaios realizaranse para caracterizar os principais compoñentes das vías de regulación do apetito hedónica eo efecto de factores endóxenos e exógenos na súa regulación é valorada.

Aquaculture, being the fastest growing food production sector in recent decades, is one of the main industrial activities capable of supplying a large part of the protein needs of humanity in the coming years. For the optimal performance of aquaculture productions, it is fundamental to know in depth different physiological aspects of organisms in culture, such as the mechanisms that regulate their appetite. In fish, as in other vertebrates, the appetite results from interactions between the brain and the peripheral signals it receives, including information from the external environment (visual, olfactory) or from the internal medium itself (energy reserves, hormones). Food intake is regulated mainly by two types of mechanisms: homeostatic and hedonic. The homeostatic regulation of the appetite responds to the control of the energy balance of the organism, so that if the energy reserves decrease, the food intake is promoted; or vice versa. However, the hedonic control of appetite is related to the reward response and pleasurable sensations that are obtained after the intake of certain foods. Both appetite control mechanisms are strongly interrelated and both respond to metabolic signals. The degree of activation of one mechanism or another will depend on the characteristics of the food and the physiological state of the animal. The mechanisms that regulate homeostatic control of food are well studied in fish. The research team where this thesis will be developed has a wide and recognized experience in the study of the homeostatic mechanisms that regulate the appetite in fish, developing several projects in this line of research. However, the mechanisms of hedonic regulation of appetite in fish have been little studied and the information available about it is scarce. There are previous studies that relate dopamine with food intake in fish, which suggest that dopaminergic systems in the telencephalic area are related to the appetite motivation, just like what is described in the mesolimbic area of mammals. Other studies in fish also suggest that food intake levels are associated with other reward systems described in mammals such as the opioid system, cannabinoid or orexins, although their relationship with appetite has been little studied. The main objective of this thesis is to expand the knowledge on the hedonic regulation of appetite in fish as well as to study the interaction of this type of regulation with the homeostatic control mechanisms of the ingestion already described in fish. For this purpose, rainbow trout will be used as an experimental animal, with which tests will be carried out to characterize the main components of the hedonic appetite regulation pathways and the effect of both endogenous and exogenous factors on its regulation will be evaluated.