La regulación del peso corporal requiere un equilibrio entre la ingesta de comida y el gasto energético. Si se asume que el gasto de energía es constante, se necesitan dos mecanismos para mantener un peso corporal relativamente constante. Un mecanismo ha de aumentar la motivación para comer si las reservas a largo plazo de nutrientes están empezando a agotarse y el otro ha de restringir la ingesta de comida si se comienza a ingerir más calorías de las que se necesitan.
Señales ambientales
Un hábitat de “banquete o de hambre” favoreció la evolución de mecanismos que detectaban rápidamente la pérdida de reservas a largo plazo y que proporcionaban una fuerte señal de buscar y consumir alimentos. Los factores que nos motivan a comer cuando puede disponerse fácilmente de comida son diferentes de los que nos motivan cuando la comida escasea. Si hay comida en abundancia, tendemos a comer cuando el estómago y el intestino superior están vacíos. Este vacío aporta una señal de hambre. Aunque un estómago vació es señal importante, muchos factores dan inicio a una comida, incluyendo ver un plato lleno, el aroma de un guiso, la presencia de personas sentadas en la mesa, etc. Cuando nuestras reservas a corto y largo plazo de nutrientes están bien repletas, nuestra motivación para comer no se basará en una necesidad fisiológica de alimento.
Señales del estómago
Se ha descubierto uno de los modos en que se puede comunicar el estómago y el cerebro. El aparato digestivo libera una hormona peptídica llamada grelina. El nivel de grelina aumenta con el ayuno y se reduce tras una comida y además, los anticuerpos de grelina o los antagonistas de los receptores de grelina inhiben la ingesta de alimento.
La grelina potencia marcadamente la ingesta de alimento e incluso estimula pensar en comida.
Una sola inyección intravenosa de grelina no solo acentúa el apetito en sujetos normales sino que además, inducía vividas imágenes de los alimentos que les gustasen a los sujetos participantes. La secreción de grelina se suprime cuando el animal come o cuando el investigador infunde comida dentro del estómago del animal, pero la inyección de nutrientes en la sangre no suprime la secreción de grelina, de modo que la liberación de la hormona está controlada por el contenido del aparato digestivo, no por la disponibilidad de nutrientes en sangre.
También la inyección de alimento directamente en el intestino delgado (evitando el estómago) suprime la secreción de grelina. Así pues, aunque el estómago segrega grelina, su secreción parece estar controlada por receptores que se encuentran en la parte superior del intestino delgado, no en el propio estómago.
Señales metabólicas
La mayoría de las veces volvemos a comer tras unas horas después de haber comido. Pero si nos saltamos varias comidas estaremos cada vez más hambrientos, posiblemente debido a las señales fisiológicas que nos indican que hemos estado retirando nutrientes de nuestras reservas a largo plazo.
Una caída del nivel de glucosa es un poderoso estímulo para provocar hambre. La hipoglucemia se puede producir experimentalmente, administrando al animal una inyección de insulina lo que hace que las células del hígado, de los músculos y del tejido adiposo capten glucosa y la almacenen.
También se puede privar a las células de glucosa inyectando 2-DG.
Tanto la hipoglucemia como la 2-DG causan glucoprivación, esto es que privan de glucosa a las células. La glucoprivación estimula la ingesta de comida sea cual sea la causa. También puede producirse hambre provocando lipoprivación.
Hay dos conjuntos de receptores que supervisan el nivel de combustibles metabólicos: uno en el cerebro y otro en el hígado. Los detectores del cerebro supervisan los nutrientes disponibles para el resto del cuerpo. Dado que el cerebro solo puede utilizar glucosa, sus detectores responden a la glucoprivación y los detectores del hígado responden tanto a la glucoprivación como a lipoprivación.
En resumen, en el cerebro hay detectores que supervisan la disponibilidad de glucosa en el interior de la barrera hematoencefálica, mientras que en el hígado hay detectores que supervisan la disponibilidad de nutrientes (glucosa y ácidos grasos) en el exterior de la membrana hematoencefálica.
En un estudio descubrieron que la sección de la rama hepática del nervio vago impide que lleguen al cerebro las señales de hambre producidas en el hígado.