Дієта з високим вмістом жиру викликає апоптоз нейронів гіпоталамуса

Афілійований відділ внутрішньої медицини, Університет Кампінас, Кампінас, Бразилія

Афілійований відділ внутрішньої медицини, Університет Кампінасу, Кампінас, Бразилія

Афілійований відділ внутрішньої медицини, Університет Кампінас, Кампінас, Бразилія

Філіальний відділ анатомії, Університет Кампінасу, Кампінас, Бразилія

Афілійований відділ внутрішньої медицини, Університет Кампінасу, Кампінас, Бразилія

Афілійований відділ внутрішньої медицини, Університет Кампінас, Кампінас, Бразилія

Джуліана К. Мораес,
Андреса Коопера,
Хосеан Морарі,
Денніс Е. Сінтра,
Еріка А. Роман,
Хосе Р. Паулі,
Таліта Романато,
Хосе Б. Карвалгейра,
Олександр Л. Р. Олівейра,
Маріо Дж. Саад

Цифри

Анотація

Споживання харчових жирів є одним з найважливіших факторів навколишнього середовища, що призводить до ожиріння. У гризунів споживання жирних дієт притуплює сигнали лептину та інсуліну про анорексигенність в гіпоталамусі за допомогою механізму, який залежить від активації запалення in situ. Оскільки трансдукція запального сигналу може призвести до активації апоптотичних сигнальних шляхів, ми оцінили вплив годування з високим вмістом жиру на індукцію апоптозу клітин гіпоталамусу. Тут ми показуємо, що споживання дієтичних жирів індукує апоптоз нейронів та зменшення синаптичних надходжень у дугоподібне ядро та бічний гіпоталамус. Цей ефект залежить від складу дієти, а не від споживання калорій, оскільки годування в парі недостатньо для зменшення експресії апоптотичних маркерів. Наявність інтактного рецептора TLR4 захищає клітини від подальших апоптотичних сигналів. При індукованому дієтою запаленні гіпоталамуса TLR4 виконує подвійну функцію, з одного боку активуючи прозапальні шляхи, які відіграють центральну роль у розвитку стійкості до лептину та інсуліну, а з іншого боку стримуючи подальші пошкодження, контролюючи апоптотик діяльність.

Цитування: Moraes JC, Coope A, Morari J, Cintra DE, Roman EA, Pauli JR та ін. (2009) Дієта з високим вмістом жиру викликає апоптоз нейронів гіпоталамуса. PLoS ONE 4 (4): e5045. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005045

Редактор: Сінь-Юнь Лу, Техаський університет охорони здоров’я, Сполучені Штати Америки

Отримано: 28 жовтня 2008 р .; Прийнято: 2 березня 2009 р .; Опубліковано: 2 квітня 2009 р

Фінансування: Цю роботу підтримали гранти від Fundação de 395 Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo та Conselho Nacional de 396 Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Ожиріння виникає внаслідок дисбалансу між споживанням калорій та витратою енергії. Зміни у способі життя, що призвели до збільшення споживання дієтичних жирів та зниження фізичної активності, сприяли світовій епідемії ожиріння [1]. Недавні дослідження показали, що споживання дієтичних жирів сприяє підвищенню стійкості гіпоталамусу до основних анорексигенних гормонів, лептину та інсуліну, що призводить до поступової втрати балансу між споживанням їжі та термогенезом і, отже, призводить до збільшення маси тіла [2] - [4 ]. Функціональна стійкість до лептину та інсуліну в гіпоталамусі є наслідком активації запальної сигналізації, зокрема в цій ділянці мозку, що спричиняє молекулярне порушення передачі сигналу лептину та інсуліну принаймні за чотирма різними механізмами; індукція супресора експресії сигналізації-3 (SOCS3) цитокінів [5], активація N-кінцевої кінази c-Jun (JNK) та I-каппа-кінази (IKK) [3] та індукція білкової тирозинфосфатази 1B (PTP1B) [ 6].

Запальний та апоптотичний шляхи тісно пов’язані, і незначні зміни деяких відповідних визначальних факторів можуть зрушити рівновагу до того чи іншого результату [7]. Наприклад, активація шляхів передачі сигналу цитокінами, такими як TNF-α та IL-1β, може призвести або до про-, або антиапоптотичних ефектів на додаток до їх класичної запальної активності [8], [9].

Оскільки баланс між виживаністю та втратою нейронів гіпоталамусу може впливати на скоординований контроль харчування та термогенезу [10], [11], ми вирішили оцінити, чи може споживання великої кількості харчового жиру спричинити апоптоз клітин у цьому анатомічна область. Наші результати показують, що нейрональний апоптоз індукується багатою жирами дієтою і що наявність функціонального рецептора TLR4 захищає клітини гіпоталамусу від апоптотичних пошкоджень.

Матеріали і методи

Антитіла, хімікати та буфери

Експериментальна модель та протоколи годування

Інтрацеребровентрикулярна (icv) канюляція та аналіз дії лептину та інсуліну в гіпоталамусі

Для оцінки інгібування лептином та інсуліном інгібування прийому їжі щурам проводили стереотаксичний інструментарій із використанням стереотаксичного апарату Stoelting згідно з раніше описаним методом [12], [13]. Координати були: передньозадній, 0,2 мм/бічний, 1,5 мм/глибина, 4,0 мм. Ефективність процедури була перевірена через тиждень після канюляції шляхом оцінки питної реакції, спричиненої icv ангіотензином II [12]. Після експериментів розміщення канюлі також оцінювали за гістологією. Для визначення споживання їжі щурів позбавляли їжі протягом 6 год (від 12 до 18 год), а через 18 год обробляли icv інсуліном (2,0 мкл, 10-6 М), лептином (2,0 мкл, 10-6 М), або фізіологічний розчин (2,0 мкл). Поглинання їжі визначали протягом наступних 12 годин під час темного циклу.