Receptorul de leptină - Șobolanii Zucker obezi deficienți își reduc consumul de alimente ca răspuns la un sistemic
Abstract
O greutate corporală stabilă în timp necesită ca aportul caloric să se potrivească îndeaproape cu cheltuielile de energie. Când se iau excesul de calorii, apare o stare de echilibru energetic pozitiv, rezultând creșterea în greutate. Consumul de alimente bine controlat este o componentă crucială a homeostaziei energetice. Acest lucru este demonstrat experimental la șobolanii supuși supraalimentării fie prin încărcare gastrică directă (1,2), fie prin infuzie sistemică de glucoză (3-5). În ambele situații, animalele își reduc spontan aportul de alimente pentru a evita o derivare a aportului caloric total. Lipsa adaptării la supraîncărcarea de calorii ar putea participa la dezvoltarea obezității. Într-adevăr, atunci când șobolanii SD predispuși la obezitate au acces gratuit la alimente plăcute, își măresc consumul zilnic de alimente și nu se adaptează la aportul caloric îmbunătățit (6). În acest model, hiperfagia apare în ciuda nivelurilor circulante crescute de leptină, un hormon derivat din grăsime care controlează negativ aportul de alimente (rev. În 7). Astfel, mecanismele care determină reducerea reglementară a consumului de alimente par a fi tocite la acești șobolani hiperfagi; o parte din acest defect s-ar putea baza pe rezistența la leptină.
Lipsa răspunsului la leptină este bine descrisă la șobolanii obezi Zucker (8), care poartă o mutație (fa) în gena receptorului de leptină (9,10). Am folosit acest model de șobolan pentru a aborda următoarele probleme: Rezultatul sistemic de calorii din glucoză are ca rezultat o scădere a aportului de alimente în absența semnalizării leptinei? Dacă da, ce mecanisme sunt implicate? În prima serie de studii, șobolanii obezi fa/fa și Fa/fa slabi au fost supuși infuziei sistemice de glucoză cu aport caloric variabil. În a doua serie de studii, perfuziile au fost efectuate prin artera carotidă pentru a crește concentrația de glucoză în mod specific în creier, fără aport sistemic de calorii. În ambele protocoale, aportul zilnic de alimente a fost monitorizat pe toată durata perfuziei. În cele din urmă, într-o încercare de a investiga mecanismele moleculare implicate în răspunsul de hrănire la perfuzia de glucoză, am testat un posibil rol al malonil-CoA central, pe baza propunerii recente că acest intermediar al căii sintetice a acizilor grași exercită un anorexic independent de leptină efect la șoareci (11).
PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII
Animale.
Studiile pe animale au fost efectuate în conformitate cu Ghidurile franceze pentru îngrijirea și utilizarea animalelor experimentale. Au fost folosiți șobolani masculi slabi (Fa/fa) și obezi (fa/fa) din tulpina Zucker, cu vârsta de aproximativ 2 luni, cu o greutate de 180-220 g și respectiv 250-330 g și crescuți în unitatea noastră de animale. Aceștia aveau acces gratuit la apă și la peletele dietetice de laborator standard (A04; UAR, Villemoisson-sur Orge, Franța) și erau adăpostite în condiții de temperatură controlată (23 ° C) și lumină de la 7:00 la 7:00 am).
Infuzii sistemice și centrale.
A fost utilizată tehnica de perfuzie pe termen lung în condiții neîngrădite, așa cum s-a descris anterior (12,13). Pe scurt, cu 3 zile înainte de începerea experimentelor, șobolanii au fost anesteziați cu ketamină (125 mg/100 g greutate corporală intraperitoneală) pentru plasarea unui cateter în vena jugulară (infuzie sistemică) sau în artera carotidă către creier (central infuzie). În ambele cazuri, cateterele au fost exteriorizate la vârful capului și atașate la un dispozitiv de perfuzie pivotant, permițând animalului acces liber la apă și dietă.
Hiperglicemie, protocol de hiperinsulinemie.
Hiperglicemia (HG) și hiperinsulinemia (HI) au fost obținute prin perfuzarea glucozei (30% în greutate/volum furnizând 1,2 cal/μl; Chaix și Du Marais, Paris, Franța) prin vena jugulară. Viteza de perfuzie a fost stabilită la 20 μl · min -1 -1 100 g -1 greutate corporală la șobolanii slabi. Șobolanilor obezi li s-a administrat glucoză la jumătate din viteza de perfuzie a șobolanilor slabi (10 μl · min -1,1 100 g -1) pentru a atinge un nivel similar de hiperglicemie în ambele grupuri.
Euglicemie, protocol de hiperinsulinemie.
În a doua serie de experimente, HI și euglicemia (EuG) au fost obținute prin perfuzia concomitentă de glucoză și insulină (Novo Nordisk, Copenhaga, Danemarca) prin vena jugulară. Viteza perfuziei de insulină a fost ajustată pentru a induce hiperinsulinemie în același interval ca la șobolanii perfuzați numai cu glucoză. Vitezele de perfuzie cu insulină au fost în medie de 8,4 și 5,4 pmol · min -1 -1 100 g -1 greutate corporală la șobolanii slabi și, respectiv, obezi. Euglicemia a fost realizată prin perfuzie de glucoză la 12 μl · min -1 -1 100 g -1 greutate corporală la șobolanii slabi, în timp ce o rată semnificativ mai mică de 2 μl · min -1 -1 100 g -1 a fost suficientă pentru a menține normoglicemia în atârna șobolani.