Щури з гіпоталамічним ожирінням нечутливі до ін’єкцій центрального лептину1 Ендокринологія Оксфорд

SuJean Choi, Regina Sparks, Mark Clay, Mary F. Dallman, Щури з гіпоталамічним ожирінням нечутливі до центральних ін’єкцій лептину, Ендокринологія, том 140, випуск 10, 1 жовтня 1999 року, сторінки 4426–4433, https://doi.org/ 10.1210/endo.140.10.7064

Анотація

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ гомеостаз, який є балансом між споживанням енергії, метаболізмом, накопиченням та витратою, є складною регуляторною функцією, що виконується переважно гіпоталамусом (1). Порушення будь-якої з цих складових енергетичного балансу може призвести до патологій, починаючи від розладів або анорексії до ожиріння, що є головною проблемою здоров'я, що виникає в сучасному суспільстві (2). Хоча кожен підрозділ гіпоталамуса може сприяти регуляції енергетичного балансу, чотири ядра в медіальному гіпоталамусі, паравентрикулярне (PVN), дугоподібне (ARC), вентромедіальне (VMN) і дорсомедіальне (DMN) ядер, безумовно, вносять основний вклад. Ці чотири клітинні групи отримують сигнали енергетичного стану, включаючи лептин, який є пептидом, синтезованим і виділеним жировою тканиною, що зв’язує довгу форму рецепторів лептину (Ob-Rb) (3).

Кілька генетичних моделей ожиріння демонструють, що тісно розташовані клітинні групи в медіальному гіпоталамусі є критичними ділянками дії для сигналів енергетичного стану. Однак вирішальним для розмежування механізмів енергетичного регулювання є демонстрація наслідків цих сигналів за течією. Хоча рецептори лептину знайдені в кількох медіальних групах клітин гіпоталамуса, лише ураження ВМН поєднувались із гострими інтрацеребровентрикулярними (icv) ін'єкціями лептину (12). Таким чином, нашою метою було виміряти ефекти одноразової ін'єкції лептину після введення лептину після ураження колхіцином у PVN, VMN, ARC або DMN, а також порівняти схеми харчування та метаболізму після таких уражень.

Близька фізична близькість медіальних груп клітин гіпоталамусу ускладнює вибіркове ураження кожної ділянки для визначення його функціональної ролі в регуляції енергетичного балансу. Електролітичні або нейрохімічні ураження (14) найчастіше не обмежуються ядром, що нас цікавить. Навпаки, невеликі обсяги колхіцину можна вводити вибірково в межі певних клітинних груп (рис. 2), де агент забирається нейронами (15) і згодом порушує функцію (16).

Схематично запропоновано шляхи харчування та метаболізму серед чотирьох медіальних груп клітин гіпоталамуса. Прямі стрілки представляють деякі, але не всі, анатомічні проекційні шляхи. Вигнуті, заповнені стрілки представляють стимулюючі виходи; вигнута пунктирна стрілка являє собою інгібуючий вихід. Ob-Rb, Наявність довгої форми рецептора лептину.

Відеозахоплене зображення забруднених крезилом фіолетовим (ліворуч) та забруднених флуоресцеїном-колхіцином (праворуч) ділянок мозку щурів (самці Sprague Dawley; 220–240 г) з двосторонніми ін’єкціями 1 мкг колхіцину та 1 мкг флуоресцеїну -колхіцин у зазначену медіальну гіпоталамічну структуру. 3В, третій шлуночок. Шкала шкали, 500 мкм.

Відеозйомка зображення зафіксованих крезилом фіолетовим (ліворуч) та забруднених флуоресцеїном-колхіцином (праворуч) ділянок мозку щурів (самці Sprague Dawley; 220–240 г) з двосторонніми ін’єкціями 1 мкг колхіцину та 1 мкг флуоресцеїну -колхіцин у зазначену медіальну гіпоталамічну структуру. 3В, третій шлуночок. Шкала шкали, 500 мкм.

Матеріали і методи

Ми використовували дорослих самців щурів Sprague Dawley (Bantin & Kingman, Fremont, CA), вагою 200–240 г. Тварин поодиноко утримували та утримували протягом 12-годинного світлового, 12-годинного темного циклу (світло на 0700 год.) І мали вільний доступ до щурячої чау-пуріни (5008, Ralston Purina Co., Сент-Луїс, Міссурі) та води. Споживання їжі та води та масу тіла вимірювали у 0900 та 1700 год, за 2 дні до операції та протягом 5 днів після операції. Споживання їжі розраховували шляхом зважування їжі, поміщеної в контейнери для їжі, і віднімання ваги неперетравленої та розлитої їжі наприкінці кожного періоду вимірювання. Експерименти та процедури були схвалені комітетом Каліфорнійського університету в Сан-Франциско з досліджень тварин.

Хірургія

Тварин знеболювали коктейлем для гризунів, що складався з кетамін-ксилазину-ацепромазину (77: 1,5: 1,5 мг/кг; 1 мл/кг, в/в) і поміщали в стереотаксичний апарат. Кожну ділянку гіпоталамуса середньої лінії двосторонньо вводили за допомогою мікрошприца Гамільтона (25 калібру) під наркозом на 0-й день або розчином колхіцину (1 мкг/0,1 мкл), змішаним з флуоресцеїном-колхіцином (Molecular Probes, Inc., Eugene, OR) або фізіологічний розчин (0,1 мкл). Флуоресцеїн-колхіцин неактивний, але використовувався для визначення місця розміщення ін’єкцій та оцінки розповсюдження ін’єктату. Двосторонні ін'єкції лікарського засобу або носія здійснювали в ARC (n = 22), VMN (n = 25), PVN (n = 17) та DMN (n = 23) з використанням координат, заснованих на атласах Паксіноса та Ватсона ( 17). Верхня смуга різця розташовувалася на -3,3 мм нижче горизонтального нуля, і для чотирьох груп клітин гіпоталамуса використовувались такі стереотаксичні координати: від брегми: VMN: передня/задня (AP), -2,5 мм; медіальна/бічна (ML), ± 0,7 мм; спинний/черевний (ДВ), 9,2 мм; DMN: AP, -2,8 мм; ML, ± 0,7 мм; DV, 8,4 мм; ДУГ: AP, -2,4 мм; ML, ± 0,3 мм; DV, 10,0 мм; та PVN: AP, - 1,8 мм; ML, ± 0,5 мм; DV, 8,4 мм. Пошкодження тиску та рефлюкс зменшували шляхом введення ін'єкційного засобу або препарату протягом 1 хвилини та очікування 5 хв після ін'єкцій перед видаленням мікрошприца.