Dieta bogată în grăsimi induce apoptoza neuronilor hipotalamici

Departamentul de afiliere pentru medicină internă, Universitatea din Campinas, Campinas, Brazilia

Departamentul de Afiliere pentru Anatomie, Universitatea din Campinas, Campinas, Brazilia

Departamentul de afiliere pentru medicină internă, Universitatea din Campinas, Campinas, Brazilia

Juliana C. Moraes,
Andressa Coope,
Joseane Morari,
Dennys E. Cintra,
Erika A. Roman,
José R. Pauli,
Talita Romanatto,
José B. Carvalheira,
Alexandre L. R. Oliveira,
Mario J. Saad

Cifre

Abstract

Consumul de grăsimi alimentare se numără printre cei mai importanți factori de mediu care duc la obezitate. La rozătoare, consumul de diete bogate în grăsimi bluntă semnalizarea anorexigenică a leptinei și insulinei în hipotalamus printr-un mecanism dependent de activarea in situ a inflamației. Deoarece transducția semnalului inflamator poate duce la activarea căilor de semnalizare apoptotice, am evaluat efectul hrănirii cu conținut ridicat de grăsimi asupra inducerii apoptozei celulelor hipotalamice. Aici, arătăm că consumul de grăsimi dietetice induce apoptoza neuronilor și o reducere a intrărilor sinaptice în nucleul arcuat și hipotalamusul lateral. Acest efect depinde de compoziția dietei și nu de aportul caloric, deoarece hrănirea în pereche nu este suficientă pentru a reduce expresia markerilor apoptotici. Prezența unui receptor TLR4 intact protejează celulele de alte semnale apoptotice. În inflamația hipotalamusului indusă de dietă, TLR4 exercită o dublă funcție, pe o parte activând căi pro-inflamatorii care joacă un rol central în dezvoltarea rezistenței la leptină și insulină și, pe de altă parte, limitând alte daune prin controlul apoptoticului activitate.

Citare: Moraes JC, Coope A, Morari J, Cintra DE, Roman EA, Pauli JR, și colab. (2009) Dieta bogată în grăsimi induce apoptoza neuronilor hipotalamici. PLOS ONE 4 (4): e5045. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005045

Editor: Xin-Yun Lu, Universitatea din Texas Health Science Center, Statele Unite ale Americii

Primit: 28 octombrie 2008; Admis: 2 martie 2009; Publicat: 2 aprilie 2009

Finanțarea: Această lucrare a fost susținută de subvenții de la Fundația 395 Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo și Conselho Nacional de 396 Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Obezitatea rezultă dintr-un dezechilibru între aportul caloric și consumul de energie. Modificările stilului de viață, care au dus la creșterea consumului de grăsimi dietetice și la reducerea activității fizice au contribuit la epidemia mondială de obezitate [1]. Studii recente au arătat că consumul de grăsimi dietetice promovează rezistența hipotalamică la principalii hormoni anorexigenici, leptină și insulină, ducând la pierderea progresivă a echilibrului între consumul de alimente și termogeneză și, prin urmare, rezultând în creșterea masei corporale [2] - [4] ]. Rezistența funcțională la leptină și insulină în hipotalamus este o consecință a activării induse de dietă a semnalizării inflamatorii, în mod specific în acest loc al creierului, ceea ce duce la afectarea moleculară a leptinei și a transducției semnalului insulinei prin cel puțin patru mecanisme distincte; inducerea expresiei de semnalizare 3 a citokinelor (SOCS3) [5], activarea kinazei C-Jun N-terminale (JNK) și I kappa kinazei (IKK) [3] și inducerea proteinelor tirozin fosfatazei 1B (PTP1B) [6] ].

Căile inflamatorii și apoptotice sunt strâns legate, iar modificările subtile ale unora dintre factorii determinanți respectivi pot face ca echilibrul să ajungă la unul sau alt rezultat [7]. De exemplu, activarea căilor de transducție a semnalelor de către citokine precum TNF-α și IL-1β poate duce fie la efecte pro, fie anti-apoptotice pe lângă activitatea lor inflamatorie clasică [8], [9].

Deoarece echilibrul dintre supraviețuire și pierderea neuronilor hipotalamici poate avea un impact asupra controlului coordonat al hrănirii și al termogenezei [10], [11], am decis să evaluăm dacă consumul de cantități mari de grăsimi dietetice poate induce apoptoza celulelor în această regiunea anatomică. Rezultatele noastre arată că apoptoza neuronală este indusă de dieta bogată în grăsimi și că prezența unui receptor funcțional TLR4 protejează celulele hipotalamice de leziunile apoptotice.

Materiale și metode

Anticorpi, substanțe chimice și tampoane

Model experimental și protocoale de hrănire

Canulația intracerebroventriculară (icv) și analiza acțiunii leptinei și insulinei în hipotalamus

Pentru evaluarea inhibării induse de leptină și insulină a aportului alimentar, șobolanii au fost instrumentați stereotaxic folosind un aparat stereotaxic Stoelting, conform unei metode descrise anterior [12], [13]. Coordonatele au fost: anteroposterior, 0,2 mm/lateral, 1,5 mm/adâncime, 4,0 mm. Eficiența procedurii a fost testată la o săptămână după canulare prin evaluarea răspunsului la consumul de alcool provocat de icv angiotensina II [12]. După experimente, plasarea canulei a fost, de asemenea, evaluată prin histologie. Pentru determinarea aportului de alimente, șobolanii au fost lipsiți de alimente timp de 6 ore (de la 12 la 18 ore), iar la 18 ore au fost tratați cu insulină (2,0 µl, 10 −6 M), leptină (2,0 µl, 10 −6 M), sau soluție salină (2,0 pl). Ingerarea alimentelor a fost determinată în următoarele 12 ore, în timpul ciclului întunecat.