//
you're reading...
Επιστήμη

Ινσουλίνη-λεπτίνη

Η αύξηση ή η μείωση των επιπέδων της λεπτίνης αποτελεί το μοναδικό τρόπο σηματοδότησης της ενεργειακής επάρκειας ή ένδειας, αντίστοιχα, του οργανισμού;
Η νοσογόνος παχυσαρκία η οποία χαρακτηρίζει την πλήρη έλλειψη λεπτίνης είναι ενδεικτική του γεγονότος ότι η λεπτίνη δεν μπορεί να υποκατασταθεί με επάρκεια από κανένα άλλο ορμονικό σήμα. Από την άλλη πλευρά, άλλα λιγότερο ισχυρά σήματα μπορεί να συνυπάρχουν και να διαδραματίζουν ρόλο στην ενεργειακή ισορροπία.
Η ινσουλίνη παράγεται από τα β κύτταρα του παγκρέατος και είναι ο κύριος μεταβολικός διακόπτης μεταξύ νηστείας και γεύματος, σε ότι αφορά τη διάθεση και χρήση των μεταβολικών καυσίμων. Τα επίπεδά της είναι τεκμηριωμένο ότι ελαττώνονται στη νηστεία και αυξάνονται στην παχυσαρκία, παρόμοια με τη λεπτίνη. Αυτό οδήγησε προ ετών, πριν ακόμη την κλωνοποίηση του γονιδίου ob, στη διατύπωση της υπόθεσης ότι η ινσουλίνη είναι ενδεχομένως το κυρίαρχο μόριο το οποίο «σηματοδοτεί» το status των μεταβολικών υποστρωμάτων στον εγκέφαλο Οι αρχικές μελέτες για το μεταβολισμό της γλυκόζης στον εγκέφαλο,θεμελίωσαν το αξίωμα ότι η ινσουλίνη δεν είναι απαραίτητη για τη χρησιμοποίηση της γλυκόζης από το ΚΝΣ. Ωστόσο, τόσο η πεπτιδική ορμόνη, όσο και ο υποδοχέας της ταυτοποιήθηκαν στον εγκέφαλο των θηλαστικών. Η«εγκεφαλική» ινσουλίνη δεν παράγεται τοπικά αλλά προέρχεται από την κυκλοφορία. Η σύνδεσή της με τους υποδοχείς στο ΚΝΣ και η επακόλουθη δράση της διασφαλίζεται πιθανότατα από ένα μηχανισμό μεταφοράς στο τριχοειδικό ενδοθήλιο. Στο ΚΝΣ ο ινσουλινικός υποδοχέας έχει διακριτά μοτίβα έκφρασης στον οσφρητικό βολβό, στον υποθάλαμο και στην υπόφυση.
Ινσουλινικοί υποδοχείς έχουν επίσης ανιχνευθεί στο ραχιαίο σύμπλεγμα των πυρήνων του Χ και σε μια πλειάδα άλλων περιοχών του ουραίου τμήματος του στελέχους 6. Ωστόσο, ο λειτουργικός τους ρόλος σε αυτές τις περιοχές παραμένει κατ’ ουσίαν άγνωστος.

3
Η ιστοειδική απενεργοποίηση του γονιδίου του υποδοχέα της ινσουλίνης στους νευρώνες προκαλεί στα ποντίκια την εμφάνιση παχυσαρκίας, η οποία όμως είναι πολύ ήπια συγκρινόμενη με την εκσεσημασμένη παχυσαρκία που αναπτύσσεται όταν εξαλείφονται από τους νευρώνες οι λεπτινικοί υποδοχείς .
Η απενεργοποίηση του γονιδίου του ινσουλινικού υποδοχέα στο ΚΝΣ ποντικών είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του σωματικού βάρους κατά 10% στα αρσενικά και κατά 20% στα θηλυκά με παράλληλη αύξηση των επιπέδων λεπτίνης και ινσουλίνης στο πλάσμα, ήπια αντίσταση στην ινσουλίνη και υπερτριγλυκεριδαιμία. Εντούτοις, μόνο τα θηλυκά ποντίκια εμφάνισαν μια αύξηση της λήψης τροφής κατά ένα 20% περίπου, σε σχέση με τους θηλυκούς μάρτυρες (controls) . Ο ινσουλινικός υποδοχέας φαίνεται να διαδραματίζει ένα σημαντικό λειτουργικό ρόλο στη ρύθμιση της ενεργειακής ομοιόστασης, καταστέλλοντας την πρόσληψη τροφής και ρυθμίζοντας το σωματικό βάρος σε κεντρικό επίπεδο. Η αυξημένη συγκέντρωση της λεπτίνης του πλάσματος στο προαναφερθέν knockout πειραματικό μοντέλο, είναι ενδεικτική της συνύπαρξης της κεντρικής αντίστασης στην ινσουλίνη με κάποιου βαθμού κεντρικής αντίστασης στη δράση της λεπτίνης και συνηγορεί υπέρ της συνδυασμένης και συνδεδεμένης επίδρασης των δύο ορμονών στη ρύθμιση του σωματικού βάρους.
Φαίνεται, επομένως, ότι τα επίπεδα της ινσουλίνης συναρτώνται με το ποσό του λιπώδους ιστού και αποτελούν σήμα αρνητικής επανατροφοδότησης για τη μακροπρόθεσμη ρύθμιση της ενεργειακής ισορροπίας 42.
Η χορήγηση ινσουλίνης εντός του ΚΝΣ στα τρωκτικά ρυθμίζει την έκφραση υποθαλαμικών νευροπεπτιδίων που επηρεάζουν την όρεξη. Επιπλέον ινσουλινικοί και λεπτινικοί υποδοχείς εκφράζονται σε εγκεφαλικούς νευρώνες, οι οποίοι είναι γνωστό ότι ενέχονται στην εισροή ενέργειας . Δεδομένου ότι οι αρουραίοι με μεταλλαγές του γονιδίου του υποδοχέα της λεπτίνης έχουν μειωμένη απόκριση στην κεντρικώς χορηγηθείσα ινσουλίνη, η δράση της λεπτίνης ενδέχεται να επηρεάζει τα μονοπάτια δράσης της ινσουλίνης στον
εγκέφαλο .

Η ινσουλίνη έχει έναν ιδιαίτερα πολύπλοκο προφίλ σε επίπεδο φυσιολογίας. Ο υποθετικός ρόλος της στη σηματοδότηση της επάρκειας των ενεργειακών αποθεμάτων είναι διακριτός από τη σχετιζόμενη με τη λήψη ενός γεύματος- κινητοποίησή της. Είναι σκόπιμο, επομένως, να διαχωρισθεί η καταστολή της λήψης τροφής που επάγεται κατά τη λειτουργία της ινσουλίνης ως σηματοδοτικού μορίου «παχυσαρκίας» και η υπερφαγία που συνεπάγεται η οξεία υπογλυκαιμία μετά από χορήγηση υψηλών δόσεων της ορμόνης.
Στην εργασία των Obici και συν, γίνεται αναφορά στην διπλής κατεύθυνσης επίδραση που ασκεί η ινσουλίνη τόσο στον υποθάλαμο όσο και στην παραγωγή της γλυκόζης. Πιο αναλυτικά, η έγχυση ινσουλίνης στην Τρίτη κοιλία του εγκεφάλου κατέστειλε την παραγωγή γλυκόζης ανεξάρτητα από τα επίπεδα της, κυκλοφορούσας στην περιφέρεια, ινσουλίνης ή άλλων ρυθμιστικών της γλυκόζης ορμονών. Αντιστρόφως, ο κεντρικός ανταγωνισμός της ινσουλινικής σηματοδότησης με αντινοηματικά ολιγονουκλεοτίδια και φαρμακευτικούς αναστολείς μειώνει την ιδιότητα της περιφερικά χορηγηθείσας ινσουλίνης να αναστείλει την γλυκονεογένεση 44. Επομένως, οι υποδοχείς της ινσουλίνης στο ΚΝΣ είναι δυνατόν να επηρεάζουν την ενεργειακή ισορροπία και τα περιφερικά μεταβολικά μονοπάτια, πιθανόν μέσω σηματοδότησης σε απαρτιωτικούς νευρώνες-κλειδιά, οι οποίοι αποκρίνονται επίσης στη λεπτίνη και σε άλλα σήματα.
slide_13
Αν και δεν έχει με προσδιορισθεί το κομβικό επιτελεστικό σηματοδοτικό μόριο που απαρτιώνει τη μεταγωγή σήματος καθοδικά των υποδοχέων των δύο πεπτιδικών ορμονών, είναι πιθανόν να υπάρχει κάποιου βαθμού διασυνομιλία μεταξύ των μεταγωγικών μονοπατιών της λεπτίνης και της ινσουλίνης
Η κατανομή των υποδοχέων της λεπτίνης και της ινσουλίνης στο ΚΝΣ μπορεί να παράσχει σημαντικές πληροφορίες για τη θέση των νευρωνικών στόχων των δύο ορμονών. Μία από τις λίγες περιοχές του εγκεφάλου η οποία έχει υψηλά επίπεδα έκφρασης και των δύο υποδοχέων είναι ο τοξοειδής πυρήνας του υποθαλάμου Συμπερασματικά, η ινσουλίνη και η λεπτίνη πληρούν τα απαιτούμενα κριτήρια για να χαρακτηρισθούν μόρια σηματοδοτικά της παχυσαρκίας και είναι τα μοναδικά, επί του παρόντος. Η κεντρική τους δράση αποτελεί σήμα ενεργειακού κορεσμού και αυξημένων αποθεμάτων λίπους, το οποίο επιφέρει μείωση της πρόσληψης τροφής.

Advertisements

Συζήτηση

Δεν υπάρχουν σχόλια.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

w

Σύνδεση με %s

Advertisements
Αρέσει σε %d bloggers: