Rovnako zostáva zmenená mechanosenzitivita žalúdočnej vagíny pri obezite súvisiacej so stravou

predmetov

abstraktné

Východiská a ciele:

Aferenti žalúdočného vagusu prenášajú signály sýtosti ako odpoveď na mechanické podnety. Citlivosť týchto aferentov je znížená pri obezite súvisiacej so stravou. Leptín vylučovaný z žalúdočných epiteliálnych buniek potencuje reakciu vagových aferentov na mechanické podnety u chudých myší, ale má inhibičný účinok na obézne myši indukované stravou s vysokým obsahom tukov (HFD). Chceli sme zistiť, či sú zmeny vo vagálnej aferentnej funkcii a reakcii na leptín pri obezite reverzibilné tým, že sa obézne myši konzumujúce HFD vrátia k štandardnej laboratórnej Chow diéte (SLD).

zmenená

Metódy:

Osem týždňov staré samice myší C57BL/6 dostávali buď SLD (N = 20) alebo HFD (N = 20) po dobu 24 týždňov. Tretia skupina dostávala HFD po dobu 12 týždňov a potom SLD po dobu ďalších 12 týždňov (RFD, N = 18). Na stanovenie mechanosenzitivity aferentov žalúdočného vagusu bol použitý in vitro prípravok na aferenty gastroezofageálneho vagusu a bol skúmaný modulačný účinok leptínu (0,1–10 nM). Retrográdne sledovanie a kvantitatívna RT-PCR sa použili na stanovenie expresie mediátorovej RNA (mRNA) leptínového receptora (LepR) v celej nodóze a v špecifických telách žalúdočných buniek.

Výsledky:

Po 24 týždňoch mali myši HFD aj RFD vyššiu telesnú hmotnosť, vyššiu hmotnosť tukového tkaniva gonád, plazmatický leptín, plazmatický inzulín a vyšší denný energetický výdaj ako myši SLD. Myši HFD a RFD mali zníženú mechanosenzitivitu receptora napätia a leptín ďalej inhiboval reakcie na napätie u myší HFD, RFD, ale nie u SLD. Sliznicové receptory myší SLD aj RFD boli potencované leptínom, čo nebol účinok, ktorý sa u myší HFD nepozoroval. Expresia LepR sa nezmenila v celej nodóze, ale znížila sa v slizničných aferentoch HFD a RFD myší.

Záver:

Porušenie vagálnej aferentnej funkcie žalúdka pri obezite vyvolanej HFD je reverzibilné iba čiastočne zmenami v stravovaní, čo je potenciálny mechanizmus brániaci udržaniu chudnutia.

úvod

Skúsenosti väčšiny obéznych ľudí ukazujú, že po chudnutí vyvolanom stravou sa vráti na svoju predchádzajúcu váhu minimálne za dva roky. 1, 2, 3, 4 Existujú náznaky zo štúdií na zvieratách 5 aj na ľuďoch 6, že tuková hmota môže stúpať k pravdepodobne geneticky určenej hornej hranici. V určitom okamihu sa dosiahnutá tuková hmota bráni tak, že ak dôjde k zníženiu hmotnosti, aktivujú sa mechanizmy zabezpečujúce jej obnovenie. Bolo navrhnuté, že mechanizmus zodpovedný za túto obranu pred telesným tukom je sprostredkovaný predĺženými zmenami v hladinách gastrointestinálnych hormónov regulujúcich chuť do jedla, o ktorých je známe, že sa po chudnutí menia a podporujú priberanie. 7.

Pri regulácii príjmu potravy majú úlohu neurologicky sprostredkované signály z gastrointestinálneho traktu. 8, 9, 10 Napríklad kognitívne vnímanie plnosti po jedle závisí od dvoch vágne sprostredkovaných mechanizmov. Jeden zo spôsobov spočíva v prítomnosti výživných látok, ktoré vyvolávajú endokrinnú a parakrinnú sekréciu hormónov žalúdka a tenkého čreva. 11, 12 Druhým spôsobom je mechanická expanzia žalúdka, ktorá v spojení s tenkými črevnými živinami môže vyvolať pocit sýtosti. 13, 14 V žalúdku boli identifikované dve triedy vagálnych aferentných mechanoreceptorov. 15 Prvými sú receptory napätia, ktoré reagujú na expanziu a kontrakciu žalúdka. Druhou triedou sú slizničné receptory, ktoré sa nachádzajú v blízkosti lúmenu, reagujú na kontakt častíc potravy so sliznicou a údajne sa podieľajú na riadení motorických funkcií žalúdka. 15, 16, 17, 18 Doteraz sa ukázalo, že obezita vyvolaná stravou znižuje schopnosť žalúdočných a črevných vaginálnych aferentov reagovať na naťahovanie. 19, 20

Výsledky

Zmeny hmotnosti myší, tukovej hmoty, príjmu potravy a plazmatických hladín myší spojené so stravou

Myši HFD pribrali viac ako myši SLD aj RFD (obrázok la, obidve P

Zmeny hmotnosti myší a spotreby potravy závislé od stravy. ( a ) Prírastok hmotnosti myší, ktorým bola podávaná buď potravinová strava (SLD, N = 16) (•) po dobu 24 týždňov, potom nasledovala strava s vysokým obsahom tukov (HFD, N = 16) (▪) alebo HFD po dobu 12 týždňov. 12 týždňov na Chowovej diéte (RFD, N = 14) (O). Priemerný krmivo ( ) a spotreba energie ( c ) na myš a deň počas 24-týždňového stravovacieho obdobia • SLD, N = 4, ▪ HFD, N = 4 a ○ RFD, N = 4, * P # P † P −1, P −1, P −1). Obsah leptínovej mRNA v gonadálnom tuku bol vyšší u HFD myší ako u SLD a RFD myší (2c, obidve P2 = 0,59, P2 = 0,65, P -1 P -1 P - 1).

Zmeny v telesných parametroch myši závislé od stravy. Hmotnosť gonadálneho tuku ( a ), Plazmatický leptín ( ), Obsah mRNA leptínu v gonadálnom tuku ( c ), Hladina glukózy v krvi ( d ), Plazmatický inzulín ( e ) myší SLD, HFD a RFD na konci 24. storočia - týždenná strava. * P # P † P 0, 05). Medzi žiadnou zo skupín myší nebol žiadny rozdiel v odpovedi na mukózne mŕtvice slizničnými receptormi (3b, P> 0,05).

Selektívne potlačenie mechanosenzitivity receptora žalúdočného napätia stravou s vysokým obsahom tukov sa udržuje po kŕmení Chowovou stravou. Funkcie stimulácie citlivé na napätie ( a ) a sliznice ( ) Aferenty žalúdočného vagusu u myší vystavených SLD (•, a: n = 16 : n = 18), HFD (▪, a: n = 25 ) bol podaný: n = 29) alebo RFD (o a: n = 18, : n = 22). * P # P 0, 05). U myší RFD leptín zvyšoval mechanickú citlivosť slizničných receptorov (4c a g, P

Citlivosť slizničného receptora na leptín sa čiastočne obnoví, keď sa uchýli k stravovaniu. Odpovede žalúdočných slizničných receptorov na hladenie s kalibrovanými von Freyovými vlasmi (10–1 000 mg) v neprítomnosti (•) a prítomnosti leptínu 0, 1 (○), 1 (□) a 10 nM (Δ) myší, ktoré boli buď boli kŕmení SLD po dobu 24 týždňov ( a, N = 8), HFD po dobu 24 týždňov ( , N = 9) alebo HFD po dobu 12 týždňov, po ktorých nasleduje SLD po dobu 12 týždňov ( c, N = 6). * P # P † P 0, 05), ale spôsobil pokles HFD (obrázky 5b a f, P

Inhibícia napäťového receptora leptínom sa zníži následným kŕmením potravy. Odpovede žalúdočných napäťových receptorov na kruhové natiahnutie (1 - 5 g) v neprítomnosti (•) a prítomnosti leptínu 0, 1 (0), 1 (D) a 10 nM (A) u myší kŕmených SLD po dobu 24 týždňov ( a, N = 8), HFD po dobu 24 týždňov ( , N = 9) alebo HFD po dobu 12 týždňov, po ktorých nasleduje SLD po dobu 12 týždňov ( c, N = 10). * P # P † P 0, 05). Keď sa však expresia LepR mRNA špecificky kvantifikovala v slizničných aferentoch, došlo k 99% zníženiu LepR mRNA u HFD myší v porovnaní s SLD myšami (6b, P.

Podobne ako účinok leptínu na slizničné receptory, RFD myši vykazovali čiastočné obnovenie účinku leptínu na napäťové receptory na chudý fenotyp. Predtým sme ukázali, že expresia LepR u aferentov žalúdka, svalov a vagov sa u obéznych myší nezmenila; 28 Avšak v kultivovaných bunkách Caco-2 boli pozorované zmeny v hladinách proteínu LepR, keď nedošlo k žiadnym zmenám v mRNA, 38 a zostáva určiť, či je takáto zmena v proteíne LepR prítomná v týchto aferentoch. Alternatívne sa môže meniť schopnosť leptínu aktivovať downstream signálny proteín. Už bolo navrhnuté aktivovať vápnikom aktivovaný draslíkový kanál s vysokou vodivosťou. 28

U ľudí sa ukázalo, že po úbytku hmotnosti súvisiaceho s diétou sa črevné peptidy trvale menia po dlhšiu dobu so zvýšenými hladinami orexigénneho peptidu ghrelínu a zníženými hladinami anorexických peptidov cholecystokinínu, glukagónu podobného peptidu 1 a peptidu YY prítomného o rok neskôr. 7 Nedostatočná adaptácia receptorov na napätie žalúdka pri návrate k bežnej strave by preto mohla zhoršiť situáciu a sťažiť chudnutie. Či je znížená mechanosenzitivita žalúdočných napäťových receptorov tiež súčasťou mechanizmu, ktorý uprednostňuje prírastok hmotnosti po úbytku hmotnosti na strave u obéznych ľudí a do akej miery pozoruhodná účinnosť chirurgického zákroku na obezitu, dokonca aj u pacientov s hypotalamovou obezitou, závisí od 39, 40. Toto zníženie je potrebné obísť. ešte bude určené. Napriek tomu obezita vyvolaná HFD u myší napodobňuje patogenézu ľudskej obezity viac ako transgénne modely a ako taká ponúka účinný nástroj na výskum obezity. 41

Záverom sme zistili, že zmeny vo vagálnych aferentných modulačných účinkoch leptínu nie sú úplne reverzibilné, keď sa obéznym myšiam nasadí štandardná Chowova strava na dobu 12 týždňov. Okrem toho naďalej vykazujú zníženú reakciu na naťahovanie, čo môže naznačovať mechanizmus, ktorý podporuje prejedanie sa s cieľom udržať stav obezity a bojovať tak s úspešným chudnutím. Na zistenie, či sú pozorované zmeny spôsobené obsahom makroživín v strave, vyvolaním obezity alebo ich kombináciou a načasovaním nástupu ochorenia, nezvratnosťou a možnou reverzibilitou sú potrebné ďalšie štúdie, vrátane dlhšieho priebehu a experimentov s párením. v priebehu času.

Príspevky autora

SJK bola zodpovedná za vykonávanie elektrofyziologických experimentov, testov ELISA a za napísanie rukopisu. TAO'D monitoroval hmotnosť a príjem potravy myší. CLF uskutočnila QRT-PCR experimenty. HL vykonala retrográdne prenasledovanie. GAW poskytoval intelektuálne príspevky k navrhovaniu a interpretácii experimentov a pomáhal s prípravou rukopisu. AJP zbierala a spracovala vzorky tkanív, pomohla navrhnúť experimenty a pomohla vytvoriť rukopis.