Deficitul de neuropeptidă Y atenuează răspunsurile la dieta și bogată în grăsimi la șoarecii predispuși la obezitate

Abstract

  • AGRP, peptidă legată de agouti
  • BAT, țesut adipos maro
  • CART, transcriptă reglementată de cocaină și amfetamină
  • CRH, hormon care eliberează corticotropină
  • DIO, obezitate indusă de dietă
  • MCH, hormon care concentrează melanina
  • NPY, neuropeptidă Y
  • POMC, proopiomelanocortină
  • PVN, nucleu paraventricular
  • UCP, proteine ​​de decuplare

Echilibrul energetic implică o interacțiune complexă între hormoni, cum ar fi leptina, insulina și glucocorticoizii și neuronii cheie din hipotalamus, trunchiul cerebral și alte zone ale sistemului nervos central (1). Neuropeptida Y (NPY) este exprimată în hipotalamus, stimulează consumul de alimente, scade consumul de energie și mărește greutatea corporală atunci când este administrată în creier (1). În concordanță cu rolul său de peptidă orexigenică, expresia hipotalamică NPY este crescută în timpul postului și al hipoglicemiei și suprimată prin hrănire, leptină și insulină (1). În ciuda dovezilor farmacologice puternice care susțin rolul său în echilibrul energetic, întreruperea genetică a NPY nu a afectat hrănirea sau greutatea corporală la șoarecii crescuți pe un fond mixt 129J-C57Bl/6J (2). Paradoxal, ștergerea NPY sau a receptorilor Y1 și Y5 care mediază efectele NPY asupra echilibrului energetic au dus la obezitate ușoară (3-6). Cu toate acestea, pierderea hiperfagiei și obezității NPY atenuate la șoarecii Lep ob/ob (7). Alții au arătat, de asemenea, că deficitul de NPY scade hiperfagia după post și hipoglicemie (8-10). Mai mult, ștergerea receptorilor NPY Y2/Y4 previne obezitatea indusă de dietă (DIO) (11).

atenuează

Am argumentat că controversele legate de acțiunile NPY în aceste modele genetice se datorează parțial utilizării tulpinii de șoarece de 129, care este rezistentă la obezitate (12). Fenotipul aparent normal al șoarecilor cu deficit de NPY ar putea rezulta și din schimbări compensatorii de dezvoltare. De exemplu, ablația neuronilor hipotalamici care exprimă NPY/AGRP nu a modificat hrănirea la șoarecii neonatali, în timp ce ablația la adulți a provocat foamete (13,14). AGRP este coexprimat cu NPY în nucleul arcuat și ambele peptide stimulează hrănirea și creșterea în greutate (1.15). Este posibil ca AGRP să crească atunci când lipsește NPY, menținând astfel capacitatea de a se hrăni. Alternativ, peptidele anorexigenice, de exemplu, proopiomelanocortina (POMC) și transcriptul reglementat de cocaină și amfetamină (CART), pot fi reduse la șoarecii cu deficit de NPY, prevenind astfel pierderea în greutate. Am emis ipoteza că importanța NPY în homeostazia energetică ar fi evidentă la șoarecii C57Bl/6J predispuși la obezitate (12,14).

PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII

Studiile au fost realizate în conformitate cu liniile directoare și reglementările Comitetului de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea din Pennsylvania. Șoarecii crescători Npy +/− pe un fundal mixt 129SvEv-C57Bl/6J au fost furnizați de Richard Palmiter (Universitatea din Washington, Seattle, WA) și au fost retro-încrucișați timp de 10 generații pe fundalul C57BL/6J, The Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME ). Heterozigoții au fost apoi crescuți unul cu celălalt pentru a genera șoareci NPYko și martori de tip sălbatic (2,3). Genotipurile au fost confirmate prin PCR așa cum s-a descris anterior (3). Șoarecii au fost înțărcați la 3 săptămâni, au adăpostit cinci pe cușcă la 22 ° C cu 12 ore cicluri lumină-întuneric (luminile aprinse la 0600) și au fost hrăniți cu o dietă de rozătoare conținând 4,5% grăsimi, 49,9% carbohidrați, 23,4% proteine, 4 kcal/g (Labdiet nr. 5001; Labdiet, Richmond, IN) (16).

Studii de post și realimentare.

Șoarecii cu vârsta de 10 săptămâni au fost adăpostiți individual în cuști calorimetrice și au fost obișnuiți timp de 3 zile. S-a măsurat greutatea corporală, s-a introdus o cantitate pre-cântărită de alimente la 0900, iar consumul de oxigen (V o 2) și producția de dioxid de carbon (V co 2) au fost măsurate la intervale de 15 minute folosind următorii parametri: debit de aer 0,5 l, probă 0,4 l, timpul de stabilire 120 s și timpul de măsurare 60 s (Oxymax EqualFlow System; Columbus Instruments, Columbus, OH) (16,17). Șoarecii au fost hrăniți ad libitum timp de 48 de ore sau lipsiți de hrană timp de 48 de ore sau alimentați 48 de ore. Calorimetria indirectă a fost efectuată pe tot parcursul, cu excepția cazului în care alimentele au fost îndepărtate sau înlocuite. Activitatea locomotorie a fost evaluată simultan cu ajutorul razelor foto (Optovarimex; Columbus Instruments). NPYko și șoarecii de tip sălbatic hrăniți, posti sau refidați după cum s-a descris au fost uciși; sângele a fost obținut prin puncție cardiacă, iar țesutul adipos maro (BAT) și hipotalamia au fost excizate rapid, congelate în azot lichid și depozitate la -80 ° C.

Toleranță la frig.

Temperatura rectală a fost măsurată la temperatura camerei (timp 0) la șoareci de sex sălbatic de 10 săptămâni și NPYko masculi folosind un termistor (model YSI 4600) (16), după care șoarecii au fost adăpostiți la 4 ° C timp de 6 ore.