Șobolanii cu obezitate hipotalamică sunt insensibili la injecțiile cu leptină centrală1 Endocrinologie Oxford

SuJean Choi, Regina Sparks, Mark Clay, Mary F. Dallman, Șobolanii cu obezitate hipotalamică sunt insensibili la injecțiile cu leptină centrală, Endocrinologie, volumul 140, numărul 10, 1 octombrie 1999, paginile 4426–4433, https://doi.org/ 10.1210/endo.140.10.7064

Abstract

Homeostazia energetică, care este un echilibru între aportul de energie, metabolism, stocare și cheltuială, este o funcție complexă de reglare, îndeplinită în principal de hipotalamus (1). Întreruperea oricăreia dintre aceste componente ale echilibrului energetic poate duce la patologii care variază de la tulburări de irosire sau anorexie la obezitate, care este o problemă majoră de sănătate care apare în societățile moderne (2). Deși fiecare subdiviziune a hipotalamusului poate contribui la reglarea echilibrului energetic, cei patru nuclei din hipotalamusul medial, nucleii paraventriculari (PVN), arcuați (ARC), ventromediali (VMN) și dorsomediali (DMN) sunt cu siguranță contribuabili majori. Aceste patru grupuri de celule primesc semnale de stare energetică, inclusiv leptina, care este o peptidă sintetizată și eliberată de țesutul adipos care leagă forma lungă a receptorilor de leptină (Ob-Rb) (3).

Mai multe modele genetice de obezitate demonstrează că grupurile celulare strâns alipite din hipotalamusul medial sunt locuri critice de acțiune pentru semnale de stare energetică. Cu toate acestea, demonstrarea consecințelor din aval ale acestor semnale este esențială pentru delimitarea mecanismelor de reglare a energiei. Deși receptorii de leptină se găsesc în mai multe grupuri de celule hipotalamice mediale, doar leziunile VMN au fost combinate cu injecții acute de leptină intracerebroventriculare (icv) (12). Astfel, obiectivul nostru a fost să măsurăm efectele unei singure injecții cu leptină ICV după leziunile colchicinei la PVN, VMN, ARC sau DMN, precum și să comparăm hrana și modelele metabolice după astfel de leziuni.

Apropierea fizică strânsă a grupurilor de celule hipotalamice mediale face dificilă lezarea fiecărui sit în mod selectiv pentru determinarea rolului (funcțiilor) funcțional (e) în reglarea echilibrului energetic. Leziunile electrolitice sau neurochimice (14) nu se limitează cel mai adesea la nucleul de interes. În schimb, volume mici de colchicină pot fi injectate selectiv în limitele grupurilor de celule specifice (Fig. 2) unde agentul este preluat de neuroni (15) și ulterior întrerupe funcția (16).

Schematică propunând atât căile de hrănire, cât și căile metabolice între cele patru grupuri de celule hipotalamice mediale. Săgețile drepte reprezintă unele, dar nu toate, căile de proiecție anatomice. Săgețile curbate, umplute reprezintă ieșiri stimulatoare; săgeata curbată, întreruptă, reprezintă ieșirea inhibitoare. Ob-Rb, Prezența formei lungi a receptorului de leptină.

Imagine capturată video a secțiunilor colorate cu violet crezil (stânga) și colorate cu fluoresceină-colchicină (dreapta) din creierele șobolanilor (masculin Sprague Dawley; 220-240 g) cu injecții bilaterale de 100 nl de 1 μg colchicină și 1 μg fluoresceină -colchicina în structura hipotalamică medială indicată. 3V, al treilea ventricul. Bara de scalare, 500 μm.

Materiale și metode

Am folosit șobolani Sprague Dawley masculi adulți (Bantin & Kingman, Fremont, CA), cu o greutate de 200-240 g. Animalele au fost adăpostite și întreținute individual pe un ciclu întunecat de 12 ore de lumină, 12 ore (luminile de la 0700 de ore) și au avut acces gratuit la purina șobolan Purina (5008, Ralston Purina Co., St. Louis, MO) și apă. Consumul de alimente și apă și greutatea corporală au fost măsurate la 0900 și 1700 h, cu 2 zile înainte de operație și timp de 5 zile după operație. Consumul de alimente a fost calculat prin cântărirea alimentelor plasate în coșurile pentru alimente și scăderea greutății alimentelor neingestate și vărsate la sfârșitul fiecărei perioade de măsurare. Experimentele și procedurile au fost aprobate de comitetul de cercetare pe animale de la Universitatea din California, San Francisco.

Interventie chirurgicala

Animalele au fost anesteziate cu un cocktail de rozătoare format din ketamină-xilazină-acepromazină (77: 1,5: 1,5 mg/kg; 1 ml/kg, ip) și plasate într-un aparat stereotaxic. Fiecare sit hipotalamic din linia mediană a fost injectat bilateral folosind o microseringă Hamilton (calibru 25) sub anestezie în ziua 0, fie cu o soluție de colchicină (1 μg/0,1 μ l) amestecată cu fluoresceină-colchicină (Molecular Probes, Inc., Eugene, OR) sau soluție salină (0,1 μl). Fluoresceina-colchicină este inactivă, dar a fost utilizată pentru a determina amplasarea locurilor de injectare și pentru a estima răspândirea injectatului. Injecțiile bilaterale ale medicamentului sau ale vehiculului au fost făcute în ARC (n = 22), VMN (n = 25), PVN (n = 17) și DMN (n = 23) folosind coordonatele bazate pe atlasul Paxinos și Watson 17 ). Bara incisivă superioară a fost poziționată la -3,3 mm sub zero orizontală și următoarele coordonate stereotaxice au fost utilizate pentru cele patru grupuri de celule hipotalamice: din bregma: VMN: anterior/posterior (AP), -2,5 mm; medial/lateral (ML), ± 0,7 mm; dorsal/ventral (DV), 9,2 mm; DMN: AP, -2,8 mm; ML, ± 0,7 mm; DV, 8,4 mm; ARC: AP, -2,4 mm; ML, ± 0,3 mm; DV, 10,0 mm; și PVN: AP, - 1,8 mm; ML, ± 0,5 mm; DV, 8,4 mm. Deteriorarea presiunii și refluxul au fost reduse prin injectarea vehiculului sau a medicamentului pe o perioadă de 1 minut și așteptarea a 5 minute după injecții înainte de îndepărtarea microsiringei.