Az étrenddel összefüggő elhízás esetén a gyomor hüvelyének megváltozott mechanoszenzitivitása is megmarad

alanyok

absztrakt

Háttér és célok:

A gyomor vagus afferensei jóllakottsági jeleket adnak át mechanikus ingerekre reagálva. Ezen afferensek érzékenysége csökken az étrenddel összefüggő elhízásban. A gyomor hámsejtjeiből kiválasztott leptin fokozza a vagális afferensek válaszát a sovány egerek mechanikai ingereire, de gátló hatása van a magas zsírtartalmú étrend (HFD) által kiváltott elhízott egerekre. Meg akartuk tudni, hogy a vagális afferens funkció változásai és az elhízásban a leptinre adott válasz visszafordítható-e azáltal, hogy a HFD-t fogyasztó elhízott egereket visszaváltjuk a Standard Laboratory Chow Diet (SLD).

étrenddel

Mód:

Nyolc hetes nőstény C57BL/6 egerek 24 hétig SLD-t (N = 20) vagy HFD-t (N = 20) kaptak. Egy harmadik csoport 12 hétig HFD-t, majd további 12 hétig SLD-t kapott (RFD, N = 18). A gyomor vagus afferensek mechanoszenzitivitásának meghatározásához in vitro készítményt alkalmaztunk gastrooesophageal vagus afferensekhez, és a leptin (0,1-10 nM) moduláló hatását vizsgáltuk. Retrográd nyomkövetést és kvantitatív RT-PCR-t használtunk a leptin receptor (LepR) hírvivő RNS (mRNS) expressziójának meghatározására a teljes csomóban és specifikus gyomorsejt testekben.

Eredmények:

24 hét elteltével mind a HFD, mind az RFD egereknek nagyobb volt a testsúlyuk, nagyobb az ivarmirigyek zsírtömege, a plazma leptinje, a plazma inzulinja, és magasabb a napi energiafogyasztásuk, mint az SLD egereknél. A HFD és RFD egereknél csökkent a feszültség receptor mechanoszenzitivitása, és a leptin tovább gátolta a feszültségre adott reakciókat HFD, RFD, de nem az SLD egerekben. Az SLD és az RFD egerek nyálkahártya receptorait a leptin potencírozta, ez a hatás nem volt tapasztalható a HFD egereknél. A LepR expresszió változatlan volt a teljes csomóban, de csökkent a HFD és RFD egerek nyálkahártya afferenseiben.

Következtetés:

A HFD által kiváltott elhízás miatt a gyomor vagális afferens működésének rendellenességét csak részben lehet visszafordítani az étrend megváltoztatásával, amely potenciális mechanizmus megakadályozza a fogyás fenntartását.

bevezetés

A legtöbb elhízott ember tapasztalata azt mutatja, hogy a diéta okozta fogyás után legalább két éven belül visszatérnek korábbi súlyukhoz. 1, 2, 3, 4 Mind az 5. állat-, mind az emberi vizsgálat 6 arra utal, hogy a zsírtömeg feltehetően genetikailag meghatározott felső határig emelkedhet. Az út egy pontján az elért zsírmasszát úgy védik meg, hogy ha mégis fogy, akkor olyan mechanizmusok működnek, amelyek biztosítják a helyreállítást. Felmerült, hogy a testzsír elleni védekezésért felelős mechanizmust az étvágyat szabályozó gyomor-bélhormonok szintjének hosszan tartó változásai közvetítik, amelyekről ismert, hogy a fogyás után megváltoznak és elősegítik a súlygyarapodást. 7.

A gyomor-bél traktus neurológiai úton közvetített jelei szerepet játszanak az ételbevitel szabályozásában. 8., 9., 10. Például az evés utáni teltség kognitív észlelése két vagálisan közvetített mechanizmustól függ. Az egyik módszer tápanyagok jelenlétére támaszkodik, amelyek kiváltják a gyomor és a vékonybél hormonok endokrin és parakrin váladékát. 11, 12 A másik út a gyomor mechanikai tágulása révén történik, amely a vékonybél tápanyagjelzéseivel összefüggésben jóllakottság érzetét keltheti. 13., 14. A vagalis afferens mechanoreceptorok két osztályát azonosították a gyomorban. 15 Az elsők a feszültség receptorok, amelyek reagálnak a gyomor tágulására és összehúzódására. A második osztály a nyálkahártya receptorok, amelyek a lumen közelében helyezkednek el, reagálnak az ételrészecskék nyálkahártyával való érintkezésére, és állítólag részt vesznek a gyomor motoros funkcióinak szabályozásában. 15, 16, 17, 18 Eddig kimutatták, hogy az étrend által kiváltott elhízás csökkenti a gyomor- és bél hüvelyi afferensek képességét a nyújtásra. 19, 20

Eredmények

Az étrenddel kapcsolatos változások az egér tömegében, zsírtömegében, táplálékfelvételében és a plazma peptidszintjében

A HFD egerek nagyobb súlyt kaptak, mint mind az SLD, mind az RFD egerek (1a. Ábra, mind P

Étrendfüggő változások az egér tömegében és az élelmiszer-fogyasztásban. ( a ) Azoknál az egereknél tapasztaltak súlygyarapodást, amelyek 24 héten keresztül táplálkozási étrendet (SLD, N = 16) (•), magas zsírtartalmú étrendet (HFD, N = 16) (▪) vagy 12 hétig 12 héten át Chow-étrenden (RFD, N = 14) (O). Átlagos takarmány ( ) és az energiafogyasztás ( c ) egérenként és naponként a 24 hetes étrend alatt • SLD, N = 4, ▪ HFD, N = 4 és ○ RFD, N = 4, * P # P † P −1, P −1, P −1). Az ivarmirigy zsír leptin mRNS-tartalma magasabb volt a HFD egerekben, mint az SLD és RFD egerekben (2c, mindkettő P 2 = 0,59, P 2 = 0,65, P -1 P -1 P - 1).

Étrendfüggő változások az egér testparamétereiben. Az ivarmirigy zsírlerakódásának súlya ( a ), Plazma leptin ( ), Az ivarmirigy zsír leptin mRNS-tartalma ( c ), A vércukorszint ( d ), Plazma inzulin ( e ) SLD, HFD és RFD egereknek a 24. század végén - heti étrend. * P # P † P 0, 05). Nem volt különbség a nyálkahártya-receptorok által adott nyálkahártya-stroke reakciójában az egerek egyik csoportja között sem (3b, P> 0,05).

A gyomorfeszültség receptor mechanoszenzitivitásának magas zsírtartalmú diétával történő szelektív elnyomását a Chow-étrend táplálja. A feszültségérzékeny ingerreakció funkciói a ) és nyálkahártya ( ) SLD-nek kitett egerek gyomor vagus afferensei (•, a: n = 16 : n = 18), HFD (▪, a: n = 25 ): n = 29) vagy RFD-t (o a: n = 18, : n = 22). * P # P 0, 05). Az RFD egerekben a leptin növelte a nyálkahártya receptorok mechanikai érzékenységét (4c és g, P

A nyálkahártya receptor leptin iránti érzékenysége részben helyreáll, ha chow étrendet alkalmaznak. A gyomornyálkahártya-receptorok reakciói kalibrált von Frey szőrszálakkal történő simogatásra (10–1000 mg) leptin 0, 1 (○), 1 (□) és 10 nM (Δ) hiányában és jelenlétében, amelyek 24 hétig SLD-vel etették ( a, N = 8), HFD 24 hétig ( , N = 9) vagy HFD 12 hétig, majd 12 hét SLD ( c, N = 6). * P # P † P 0, 05), de a HFD csökkenését okozta (5b. És f. Ábra, P

A feszültségreceptor leptin általi gátlását az élelmiszer későbbi etetése csökkenti. A gyomorfeszültség-receptorok válaszai a körkörös nyújtásra (1–5 g) leptin 0, 1 (O), 1 (D) és 10 nM (Δ) távollétében (•) és jelenlétében SLD-vel táplált egerekben 24 hétig ( a, N = 8), HFD 24 hétig ( , N = 9) vagy HFD 12 hétig, majd 12 hét SLD ( c, N = 10). * P # P † P 0, 05). Amikor azonban a LepR mRNS expresszióját specifikusan meghatároztuk a nyálkahártya afferensekben, a HFD egerekben a LepR mRNS 99% -kal csökkent az SLD egerekhez képest (6b, P.

A leptin nyálkahártya-receptorokra gyakorolt ​​hatásához hasonlóan az RFD egerek a sovány fenotípuson a leptin feszültségreceptorokra gyakorolt ​​hatásának részleges helyreállítását mutatták. Korábban kimutattuk, hogy a LepR expresszió a gyomor-izom-vagus afferensekben változatlan az elhízott egereknél; 28 Ugyanakkor a tenyésztett Caco-2 sejtekben a LepR fehérje szintjének változását figyelték meg, amikor az mRNS-ben nem történt változás, 38 és még meg kell határozni, hogy a LepR fehérje ilyen változást mutat-e ezekben az afferensekben. Alternatív megoldásként megváltozhat a leptin azon képessége, hogy aktiválja a downstream jelátviteli fehérjét. Már javasolták a kalciummal aktivált káliumcsatorna magas vezetőképességű aktiválását. 28.

Embereknél kimutatták, hogy az étrenddel összefüggő súlycsökkenés után a bélpeptidek hosszabb ideig tartósan megváltoznak, az orexigén ghrelin peptidszint emelkedése és az anorexiás kolecisztokinin, glükagon-szerű 1-es peptid és az YY-peptid szintjének csökkenése egy évvel később. 7 A receptorok adaptációjának hiánya a gyomorfeszültséghez, amikor visszatér a normál étrendbe, súlyosbíthatja a helyzetet és megnehezítheti a fogyást. Az, hogy a gyomorfeszültség-receptorok csökkent mechanikai érzékenysége része-e annak a mechanizmusnak, amely elősegíti a fogyást az étrenddel összefüggő fogyás után az elhízott embereknél, és hogy az elhízási műtétek figyelemre méltó hatékonysága a hipotalamusz elhízásban szenvedő betegeknél is függ-e a 39, 40-től. még meg kell határozni. Ennek ellenére az egerekben a HFD által kiváltott elhízás szorosabban utánozza az emberi elhízás patogenezisét, mint a transzgenikus modellek, és mint ilyen, hatékony eszközt kínál az elhízás kutatásához. 41

Összegzésként megállapítottuk, hogy a leptin vagális afferens modulációs hatásának változásai nem teljesen visszafordíthatók, ha az elhízott egereket 12 héten át szokásos Chow-étrenden tartják. Ezenkívül továbbra is csökkent reakciót mutatnak a nyújtásra, ami olyan mechanizmusra utalhat, amely elősegíti a túlevést az elhízási állapot fenntartása és ezáltal a sikeres fogyás elleni küzdelem érdekében. További vizsgálatokra van szükség, ideértve a hosszabb időtartamú és páros etetési kísérleteket is annak megállapítására, hogy a megfigyelt változások az étrend makrotápanyag-tartalmának, az elhízás kiváltásának vagy a kettő kombinációjának, valamint a betegség megjelenésének időzítésének, visszafordíthatatlanságának és potenciális reverzibilitásának köszönhetők-e. túlóra.

Szerzői hozzájárulások

Az SJK feladata volt elektrofiziológiai kísérletek, ELISA tesztek elvégzése és a kézirat megírása. A TAO'D figyelte az egerek súlyát és táplálékfelvételét. A CLF elvégezte a QRT-PCR kísérleteket. HL hajtotta végre a retrográd üldözést. A GAW szellemi hozzájárulást nyújtott a kísérletek tervezéséhez és értelmezéséhez, és segített a kézirat elkészítésében. Az AJP összegyűjtötte és feldolgozta a szövetmintákat, segített a kísérletek tervezésében és a kézirat elkészítésében.