Comportamento alimentare

Regolazione dell'assunzione di cibo

La spesa metabolica non può superare l'assunzione di cibo per molto tempo se un animale deve sopravvivere. Un modo per equalizzare i due processi è quello di ridurre il metabolismo a un livello sostenibile dal massimo apporto, che può essere limitato dalla capacità di estrarre cibo da un habitat scarso. I dati per gli alimentatori di filtri suggeriscono che, in alcuni casi, la filtrazione continua a velocità massime può essere a malapena sufficiente per supportare la normale crescita e manutenzione. È stato riscontrato che gli alimentatori selettivi subiscono una riduzione più o meno drastica del metabolismo durante la fame temporanea. In secondo luogo, la capacità dell'apparato digerente può stabilire un limite all'apporto di nutrienti all'organismo. Ci sono prove che ciò avvenga nel minuto Daphnia magna del crostaceo che alimenta i filtri. È noto che tali limitazioni svolgono un ruolo nel comportamento alimentare umano.

Nell'uomo e in molti altri alimentatori selettivi, tuttavia, le capacità di raccolta del cibo e dei sistemi digestivi superano tutte le richieste, tranne quelle più estreme, del metabolismo. Per mantenere l'equilibrio nutrizionale, l'alimentazione deve quindi essere adattata al tasso metabolico. Le informazioni sui meccanismi e persino sull'esistenza di tale regolazione dell'assunzione sono scarse, ad eccezione dei mammiferi e di alcuni insetti.

Vertebrati

La maggior parte delle informazioni sul controllo del comportamento alimentare nei vertebrati proviene da studi sui mammiferi, ma i modelli generali trovati nei mammiferi sembrano essere presenti in pesci, anfibi, rettili e uccelli. L'assunzione di cibo richiede una sequenza ben ordinata di attività di ricerca, assunzione di cibo e ingestione. A volte il comportamento è elaborato. I seguenti elementi si distinguono nei vari gatti: stalking, spionaggio, avventarsi, spingersi verso il basso con la testa, mordere il collo, portare in copertura, spennare e divorare. Negli animali al pascolo, il modello è molto più semplice. In ogni caso, il movimento che un animale che nutre esegue in un dato momento dipende in gran parte da stimoli esterni; la ricerca e la ricerca, ad esempio, non sono necessarie quando la preda è a portata di mano. In questo senso, ogni atto di alimentazione è una risposta all'ambiente, ma non è un semplice "riflesso". Alla ripetuta presentazione della stessa situazione alimentare, l'individuo a volte mostra la risposta appropriata, ma altre volte non lo farà. Queste fluttuazioni nella reattività sono approssimativamente parallele in tutti gli elementi del comportamento alimentare. La reattività tende ad essere più alta con la crescente mancanza di cibo nel corpo. Sembra che la reattività dei meccanismi cerebrali per l'alimentazione sia regolata da messaggi che riportano lo stato nutrizionale del corpo. Il contenuto di questi messaggi, in altre parole, sono i principali determinanti del livello di motivazione alimentare (per altre influenze vedi sotto Relazione dell'alimentazione ad altre funzioni). Livelli alti e bassi di motivazione alimentare sono le controparti oggettive dei concetti quotidiani di fame e sazietà. La regolazione dell'assunzione di cibo, quindi, deve dipendere dai meccanismi fisiologici della motivazione alimentare.

Fame specifiche

La mancanza di qualsiasi sostanza nutritiva con una specifica funzione anabolica, come vitamine o minerali, deve essere compensata da un maggiore assorbimento della particolare sostanza. Finora non si sa molto dei meccanismi specifici della fame che assicurano un maggiore assorbimento, ma esistono buone prove che una carenza di nutrienti provoca un aumento specifico della reattività al cibo contenente la sostanza necessaria. Nel caso della tiamina (vitamina B ₁), è coinvolto un processo di apprendimento. L'animale carente cerca vari tipi di cibo e si concentra su quelli che rimuovono la carenza. L'appetito specifico per il sale in un soggetto carente di sodio, d'altra parte, sembra poggiare su un aumento geneticamente determinato della reazione al gusto del cloruro di sodio e non richiede alcun apprendimento.

Regolazione calorica

La mancanza di carburante nel corpo può essere corretta mediante l'assunzione di una qualsiasi delle varie sostanze possibili che forniscono energia. La maggior parte degli alimenti naturali contiene una miscela di tali sostanze. Le carenze energetiche possono essere alleviate da una maggiore reattività al cibo in generale. Il cibo ingerito (cioè le calorie) passa da (1) la bocca a (2) il tratto digestivo a (3) il flusso sanguigno; se non necessario in una sola volta per i processi catabolici, il cibo digerito passa in (4) siti di stoccaggio, di cui i tessuti adiposi sono i più importanti. Queste quattro regioni sono costantemente monitorate. Si conosce una quantità considerevole dei ruoli di monitoraggio degli organi per quanto riguarda il gusto, l'olfatto e il tatto nella regione della bocca; inoltre, i recettori di distensione nel tratto digestivo monitorano il volume lì e i chemiorecettori controllano la natura del contenuto. Le informazioni relative alla disponibilità di glucosio (lo zucchero più comunemente utilizzato) e possibilmente altri combustibili nel sangue sono registrate da cellule situate probabilmente sia nel cervello stesso che altrove (ad esempio, nel fegato). Infine, l'evidenza circostanziale suggerisce che anche il contenuto dei tessuti adiposi viene monitorato. Tutto il cibo che passa attraverso il corpo contribuisce a ciascuno di questi quattro messaggi in successione, fino a quando non viene catabolizzato.

I segnali convergono sui meccanismi cerebrali per alimentare la motivazione su percorsi nervosi e, possibilmente, umoristici (chimici). Qui hanno effetti di due tipi: (1) se i segnali provenienti dalle quattro regioni segnalano un aumento del contenuto di carburante, la motivazione dell'alimentazione viene ridotta (aumenta la sazietà) e (2) se il gusto, e forse altri (ad esempio, visivi), i recettori sono stimolati dal cibo appetibile, aumenta la motivazione alimentare. L'assunzione si interrompe quando l'accumulo di segnali del primo tipo, scavalcando quelli del secondo tipo, fa sì che la fame scenda al di sotto di un livello critico. L'alimentazione viene ripresa quando la fame supera questo livello a causa dell'esaurimento del carburante da parte del catabolismo e dello svuotamento del tratto digestivo da parte della digestione e dell'assorbimento. Una volta iniziato, l'assunzione è potenziata dagli effetti positivi dello stimolo alimentare. Il risultato netto di questa interazione di feedback positivi e negativi dalle risposte alimentari è che l'apporto calorico, osservato per un periodo sufficientemente lungo (almeno diversi giorni), è uguale alla produzione di energia in quel periodo, in modo che il contenuto di carburante corporeo (peso corporeo in individui completamente cresciuti) rimane costante.

I meccanismi cerebrali coinvolti nella motivazione dell'alimentazione dei vertebrati consistono in una rete complessa, non ancora ben compresa, che comprende, tra le altre aree del cervello, il sistema limbico (la zona marginale del cervello anteriore) e l'ipotalamo. L'ipotalamo laterale ("centro della fame") facilita le risposte alimentari. La stimolazione elettrica o chimica di quest'area provoca un'alimentazione vorace in soggetti saziati e la sua distruzione provoca un non-consumo più o meno prolungato (afagia). Se il soggetto viene mantenuto in vita con l'alimentazione artificiale, tuttavia, altre aree del cervello possono subentrare e ripristinare un'alimentazione più o meno normale. Al contrario, il nucleo ventromediale (centro inferiore) dell'ipotalamo sembra essere una stanza di compensazione per i segnali di sazietà. I soggetti con lesioni in quest'area smettono di nutrirsi solo a un livello anormalmente elevato di contenuto energetico (obesità) e si ingeriscono gravemente (iperfagia) fino al raggiungimento di questo livello.