A táplálékfelvétel és a testsúly központi idegrendszeri ellenőrzése

Absztrakt

A túléléshez elengedhetetlen az a képesség, hogy a változó energiaigényeknek megfelelően állítsa be az élelmiszer-bevitelt. A legújabb haladás betekintést engedett a molekuláris, sejtes és viselkedési mechanizmusokba, amelyek összekapcsolják a testzsírraktárak változását az etetési viselkedés adaptív kiigazításával. Ennek a homeosztatikus kontrollrendszernek az élettani jelentőségét hangsúlyozza az a súlyos elhízás, amely számos kulcsfontosságú komponens bármelyikének diszfunkciójából ered. Ez az új információ olyan biológiai kontextust nyújt, amelyen belül figyelembe lehet venni az elhízás világméretű járványát, és számos lehetséges utat azonosít a terápiás beavatkozáshoz és a jövőbeli kutatáshoz.

Hozzáférési lehetőségek

Feliratkozás a Naplóra

Teljes napló hozzáférést kap 1 évre

csak 3,58 euró kibocsátásonként

Az árak nettó árak.
Az áfát később hozzáadják a pénztárhoz.

Cikk bérlése vagy vásárlása

Időben korlátozott vagy teljes cikk-hozzáférést kaphat a ReadCube-on.

Az árak nettó árak.

Hivatkozások

Sims, E. A. és mtsai. A kísérleti elhízás endokrin és metabolikus hatása az emberben. Legutóbbi prog. Horm. Res. 29., 457–496 (1973)

Leibel, R. L., Rosenbaum, M. & Hirsch, J. A megváltozott testtömegből fakadó energiafelhasználás változásai. N. Engl. J. Med. 332, 621–628 (1995)

Kennedy, G. A depózsír szerepe a patkányok táplálékfelvételének hipotalamusz-szabályozásában. Proc. R. Soc. London. B 140, 578–592 (1953)

Schwartz, M. W., Woods, S. C., Porte, D. Jr., Seeley, R. J. & Baskin, D. G. A táplálékbevitel központi idegrendszeri ellenőrzése. Természet 404, 661–671 (2000)

Garofalo, R. S. Az inzulinjelzés genetikai elemzése Drosophila. Trendek Endocrinol. Metab. 13., 156–162 (2002)

Kimura, K. D., Tissenbaum, H. A., Liu, Y. & Ruvkun, G. daf-2, egy inzulinreceptorszerű gén, amely szabályozza a hosszú élettartamot és a diapauát Caenorhabditis elegans. Tudomány 277, 942–946 (1997)

Doyon, C., Drouin, G., Trudeau, V. L. & Moon, T. W. A leptin molekuláris evolúciója. Tábornok Comp. Endokrinol. 124, 188–198 (2001)

Zhang, Y. és mtsai. Az egér helyzeti klónozása lóg gén és emberi homológja. Természet 372, 425–432 (1994)

Farooqi, I. S. és mtsai. Rekombináns leptin terápia hatásai veleszületett leptinhiányos gyermeknél. N. Engl. J. Med. 341, 879–884 (1999)

Heymsfield, S. B. és mtsai. Rekombináns leptin fogyáshoz elhízott és sovány felnőtteknél: randomizált, kontrollált, dózis-emelési vizsgálat. J. Am. Med. Assoc. 282, 1568–1575 (1999)

De Souza, C. T. és mtsai. A zsírban gazdag étrend fogyasztása előgyulladásos választ vált ki és inzulinrezisztenciát vált ki a hipotalamuszban. Endokrinológia 146, 4192–4199 (2005)

Munzberg, H., Flier, J. S. és Bjorbaek, C. régióspecifikus leptinrezisztencia a diéta okozta elhízott egerek hipotalamuszán belül. Endokrinológia 145, 4880–4889 (2004)

Bruning, J. C. és mtsai. Az agy inzulinreceptorának szerepe a testtömeg és a szaporodás szabályozásában. Tudomány 289, 2122–2125 (2000)

Cohen, P. és mtsai. A leptin receptor szelektív törlése az idegsejtekben elhízáshoz vezet. J. Clin. Invest. 108., 1113–1121 (2001)

Batterham, R. L. és mtsai. A bél hormon PYY3–36 fiziológiailag gátolja a táplálékfelvételt. Természet 418, 650–654 (2002)

Cummings, D. E. és mtsai. A plazma ghrelinszintjének étkezés előtti emelkedése szerepet játszik az étkezés megkezdésében az embereknél. Cukorbetegség 50, 1714–1719 (2001)

Tschop, M., Smiley, D. L. & Heiman, M. L. Ghrelin zsírosodást vált ki rágcsálókban. Természet 407, 908–913 (2000)

Nakazato, M. és mtsai. A ghrelin szerepe az etetés központi szabályozásában. Természet 409, 194–198 (2001)

Wren, A. M. és mtsai. A Ghrelin fokozza az étvágyat és növeli az emberek táplálékfelvételét. J. Clin. Endokrinol. Metab. 86, 5992 (2001)

Cummings, D. E. és mtsai. A plazma ghrelin szintje diéta okozta fogyás vagy gyomor bypass műtét után. N. Engl. J. Med. 346, 1623–1630 (2002)

Di Marzo, V. és mtsai. A leptinnel szabályozott endokannabinoidok részt vesznek a táplálékfelvétel fenntartásában. Természet 410, 822–825 (2001)

Leibowitz, S. F. és Alexander, J. T. hipotalamusz szerotonin az étkezési magatartás, az étkezés méretének és a testtömeg ellenőrzésének. Biol. Pszichiátria 44., 851–864 (1998)

Leibowitz, S. F., Roossin, P. & Rosenn, M. krónikus noradrenalin injekció a hipotalamusz paraventricularis magjába hiperfágiát és megnövekedett testtömeget eredményez patkányban. Pharmacol. Biochem. Viselkedés. 21, 801–808 (1984)

Obici, S. és mtsai. Az olajsav központi adagolása gátolja a glükóztermelést és az ételbevitelt. Cukorbetegség 51, 271–275 (2002)

Loftus, T. M. és mtsai. Csökkentett táplálékfelvétel és testtömeg a zsírsav-szintáz inhibitorokkal kezelt egereknél. Tudomány 288, 2379–2381 (2000)

He, W., Lam, T. K., Obici, S. & Rossetti, L. A hipotalamusz tápanyag-érzékelésének molekuláris megbomlása elhízást vált ki. Természet Neurosci. 9., 227–233 (2006)

Minokoshi, Y. és mtsai. Az AMP-kináz szabályozza a táplálékfelvételt azáltal, hogy reagál a hipotalamusz hormonális és tápanyagjeleire. Természet 428, 569–574 (2004)

Andersson, U. és mtsai. Az AMP-aktivált protein-kináz szerepet játszik a táplálékfelvétel szabályozásában. J. Biol. Chem. 279, 12005–12008 (2004)

Cota, D. és mtsai. A hipotalamusz mTOR szabályozza a táplálékfelvételt. Tudomány 312, 927–930 (2006)

Strubbe, J. H. & Woods, S. C. Az étkezések időzítése. Psychol. Fordulat. 111., 128–141 (2004)

Gibbs, J., Young, R. C. & Smith, G. P. A kolecisztokinin csökkenti a táplálékfelvételt patkányokban. J. Comp. Physiol. Psychol. 84., 488–495 (1973)

Emond, M., Schwartz, G. J., Ladenheim, E. E. & Moran, T. H. A központi leptin modulálja a CCK viselkedési és idegi reakciókészségét. Am. J. Physiol. 276, R1545 - R1549 (1999)

Morton, G. J. és mtsai. Az előagyban a leptin hatása szabályozza a hátsó agy válaszát a jóllakottság jeleire. J. Clin. Invest. 115, 703–710 (2005)

Grill, H. J. és mtsai. Bizonyíték arra, hogy a caudalis agytörzs a leptin táplálékfelvételre gyakorolt gátló hatásának a célja. Endokrinológia 143, 239–246 (2002)

Elmquist, J. K., Bjorbaek, C., Ahima, R. S., Flier, J. S. és Saper, C. B. A leptin receptor mRNS izoformáinak megoszlása a patkányagyban. J. Comp. Neurol. 395, 535–547 (1998)

Blevins, J. E., Schwartz, M. W. & Baskin, D. G. Bizonyíték arra, hogy a paraventrikuláris mag oxitocin neuronjai összekapcsolják a hipotalamusz leptin hatását az étkezés méretét szabályozó caudalis agytörzsi magokkal. Am. J. Physiol. Regul. Egyesít Comp. Physiol. 287, R87 - R96 (2004)

Kelley, A. E., Baldo, B. A., Pratt, W. E. & Will, M. J. kortikosztriatális-hipotalamusz áramkörök és étkezési motiváció: az energia, a cselekvés és a jutalom integrálása. Physiol. Viselkedés. 86, 773–795 (2005)

Rolls, E. T. Íz, szaglás és az élelmiszer textúrájának feldolgozása az agyban, valamint az étel bevitelének ellenőrzése. Physiol. Viselkedés. 85, 45–56 (2005)

Kringelbach, M. L., O'Doherty, J., Rolls, E. T. & Andrews, C. Az emberi orbitofrontális kéreg folyékony élelmiszer-ingerként történő aktiválása korrelál szubjektív kellemességével. Cereb. Cortex 13., 1064–1071 (2003)

Kelley, A. E. és Berridge, K. C. A természetes előnyök idegtudománya: relevancia a függőséget okozó gyógyszerek számára. J. Neurosci. 22., 3306–3311 (2002)

Stuber, G. D., Evans, S. B., Higgins, M. S., Pu, Y. & Figlewicz, D. P. Az élelmiszer-korlátozás modulálja az amfetamin-kondicionált helypreferenciát, és a sejtmag dopumb felszabadulását patkányban. Szinapszis 46, 83–90 (2002)

Carroll, M. E., Franciaország, C. P. & Meisch, R. A. Az élelmiszerhiány növeli az orális és intravénás gyógyszerbevitelt patkányokban. Tudomány 205, 319–321 (1979)

Fulton, S., Woodside, B. és Shizgal, P. Az agy jutalom áramkörének modulációja leptinnel. Tudomány 287, 125–128 (2000)

Figlewicz, D. P. és mtsai. Az intraventrikuláris inzulin és a leptin fordított helypreferenciája magas zsírtartalmú étrend mellett patkányokban. Viselkedés Neurosci. 118, 479–487 (2004)

Figlewicz, D. P. Adipozitási jelek és ételjutalom: az inzulin és a leptin központi idegrendszeri szerepének bővítése. Am. J. Physiol. Regul. Egyesít Comp. Physiol. 284, R882 - R892 (2003)

Repülő, J. S. elhízási háborúk: a molekuláris fejlődés szembesül egy táguló járvánnyal. Sejt 116, 337–350 (2004)

Dhillon, H. és mtsai. A leptin közvetlenül aktiválja az SF1 idegsejteket a VMH-ban, és ez a leptin hatása szükséges a normál testtömegű homeosztázishoz. Idegsejt 49, 191–203 (2006)

Fan, W., Boston, B. A., Kesterson, R. A., Hruby, V. J. & Cone, R. D. A melanokortinerg neuronok szerepe az etetésben és az agouti elhízás szindrómában. Természet 385, 165–168 (1997)

Cowley, M. A. és mtsai. A leptin az anorexigén POMC idegsejteket az íves mag ideghálózatán keresztül aktiválja. Természet 411, 480–484 (2001)

Thornton, J. E., Cheung, C. C., Clifton, D. K. és Steiner, R. A. A hipotalamusz proopiomelanokortin mRNS szabályozása leptinnel ob/ob egerek. Endokrinológia 138, 5063–5066 (1997)

Shutter, J. R. és mtsai. Az elhízott és diabéteszes mutáns egerekben az ART, az agoutihoz kapcsolódó új gén hipotalamusi expressziója fel van szabályozva. Genes Dev. 11., 593–602 (1997)

Yaswen, L., Diehl, N., Brennan, M. B. és Hochgeschwender, U. Az elhízás a pro-opiomelanokortin-hiány egérmodelljében reagál a perifériás melanokortinra. Nature Med. 5., 1066–1070 (1999)

Seeley, R. J. és mtsai. Melanokortin receptorok leptin hatásokban. Természet 390, 349 (1997)

Erickson, J., Clegg, K. és Palmiter, R. érzékenység a leptinre és hajlamosság a görcsrohamokra az egerekben, amelyekből hiányzik a neuropeptid Y. Természet 381, 415–418 (1996)

Qian, S. és mtsai. Sem az agoutival kapcsolatos fehérje, sem az Y neuropeptid nem kritikusan szükséges az energia homeosztázis szabályozásához egerekben. Mol. Sejt. Biol. 22., 5027–5035 (2002)

Luquet, S., Perez, F. A., Hnasko, T. S. és Palmiter, R. D. NPY/AgRP idegsejtek nélkülözhetetlenek felnőtt egerek etetéséhez, de újszülöttekben ablálhatók. Tudomány 310, 683–685 (2005)

Gropp, E. és mtsai. Az etetéshez az agoutival kapcsolatos peptideket expresszáló idegsejtek kötelezőek. Természet Neurosci. 8., 1289–1291 (2005)

Bewick, G. A. és mtsai. Az egerekben az AgRP neuronok posztembrionális ablációja sovány, hipofág fenotípushoz vezet. FASEB J. 19., 1680–1682 (2005)

Xu, A. W. és mtsai. A hipotalamusz neurodegenerációjának hatása az energiaegyensúlyra. PLoS Biol. 3, e415 (2005)

Lambert, P. D. és mtsai. A biliarus neurotróf faktor aktiválja a leptin-szerű utakat és csökkenti a testzsírt cachexia vagy visszapattanó súlygyarapodás nélkül, még leptin-rezisztens elhízás esetén is. Proc. Natl Acad. Sci. USA 98, 4652–4657 (2001)

Kokoeva, M. V., Yin, H. & Flier, J. S. Neurogenezis felnőtt egerek hipotalamuszában: potenciális szerep az energiaegyensúlyban. Tudomány 310, 679–683 (2005)

Taniguchi, C. M., Emanuelli, B. & Kahn, C. R. Kritikus csomópontok a jelátviteli utakban: betekintés az inzulinhatásba. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 7, 85–96 (2006)

Bjorbaek, C., Uotani, S., da Silva, B. & Flier, J. S. A leptin receptor hosszú és rövid izoformáinak divergens jelátviteli képességei. J. Biol. Chem. 272, 32686–32695 (1997)

Xu, A. W. és mtsai. A PI3K integrálja az inzulin és a leptin hatását a hipotalamusz neuronjaira. J. Clin. Invest. 115, 951–958 (2005)

Niswender, K. D. et al. Sejten belüli jelzés. A leptin által kiváltott anorexia kulcsfontosságú enzime. Természet 413, 794–795 (2001)

Niswender, K. D. et al. A foszfatidil-inozitol-3-kináz inzulinaktiválása a hipotalamusz íves magjában: az inzulin által kiváltott anorexia kulcsfontosságú közvetítője. Cukorbetegség 52, 227–231 (2003)

Kitamura, T. és mtsai. A FoxO1 villafej fehérje közvetíti a leptin Agrp-függő hatását az élelmiszer-bevitelre. Nature Med. 12., 534–540 (2006)

Spanswick, D., Smith, M. A., Mirshamsi, S., Routh, V. H. & Ashford, M. L. Az inzulin aktiválja az ATP-érzékeny K + csatornákat a sovány, de nem elhízott patkányok hipotalamusz neuronjaiban. Természet Neurosci. 3, 757–758 (2000)

Choudhury, A. I. és mtsai. Az inzulin receptor 2 szubsztrát szerepe a hipotalamuszban és a β sejtekben. J. Clin. Invest. 115, 940–950 (2005)

van den Top, M., Lee, K., Whyment, A. D., Blanks, A. M. & Spanswick, D. Orexigen-érzékeny NPY/AgRP pacemaker neuronok a hipotalamusz íves magjában. Természet Neurosci. 7, 493–494 (2004)

Jaworski, J., Spangler, S., Seeburg, D. P., Hoogenraad, C. C. & Sheng, M. A dendrites arborizáció ellenőrzése a foszfoinozidid-3′-kináz segítségével - Akt - rapamicin útvonal emlős célpontja. J. Neurosci. 25, 11300–11312 (2005)

Balthasar, N. és mtsai. A normál testtömegű homeosztázishoz a POMC idegsejtjeiben a leptin receptor szignalizációra van szükség. Idegsejt 42, 983–991 (2004)

Pinto, S. és mtsai. Az íves sejtet tápláló áramkörök gyors átkötése leptinnel. Tudomány 304, 110-115 (2004)

Sternson, S. M., Shepherd, G. M. és Friedman, J. M. a VMH → íves magú mikrokapcsolatok topográfiai feltérképezése és átszervezéssel. Természet Neurosci. 8., 1356–1363 (2005)

Berthoud, H. R. Elme az anyagcserével szemben a táplálékfelvétel és az energiaegyensúly szabályozásában. Physiol. Viselkedés. 81., 781–793 (2004)

Köszönetnyilvánítás

Ezt a munkát az NIH támogatásai, a Diabetes Endokrinológiai Kutatóközpont és a Washingtoni Egyetem Klinikai Táplálkozási Kutatási Egysége, valamint a Murdock Charitable Trust támogatása támogatta. Elismerjük a C. Balach által nyújtott segítséget a kéziratok elkészítésében; megbeszélések a Washington Egyetem kutató munkatársaival és oktatóival; és a táplálkozási magatartásról a New York-i Banbury Centerben 2006. májusában tartott konferencián szerzett bölcsesség.

Szerzői információk

Hovatartozások

Orvostudományi Tanszék, Harborview Medical Center és Washington Egyetem, Seattle, Washington, 98104, USA

G. J. Morton és M. W. Schwartz

Orvostani Tanszék, Veteránügyi Puget Sound Egészségügyi Rendszer és Washington Egyetem, Seattle, Washington, 98108, USA

D. E. Cummings és D. G. Baskin

Orvostudományi és Biológiai Szerkezeti Tanszék, University of Washington, Seattle, Washington, 98104, USA

Genetikai és gyermekgyógyászati osztályok, Stanford Egyetem Orvostudományi Kar, Stanford, Kalifornia, 94305, USA

A PubMed Google Scholar alkalmazásban is kereshet erre a szerzőre

Levelezési cím

Etikai nyilatkozatok

Versenyző érdekek

Az újranyomtatási és engedélyezési információk a www.nature.com/reprints webhelyen érhetők el. A szerzők kijelentik, hogy nincsenek versengő pénzügyi érdekeik.

Jogok és engedélyek

Erről a cikkről

Idézd ezt a cikket

Morton, G., Cummings, D., Baskin, D. et al. A táplálékfelvétel és a testsúly központi idegrendszeri ellenőrzése. Természet 443, 289–295 (2006). https://doi.org/10.1038/nature05026

Kibocsátás dátuma: 2006. szeptember 21

További irodalom

Az inzulin szerepének közelebbi vizsgálata a férfi reproduktív funkcióinak szabályozásában

Hajar Oghbaei
, Amir Fattahi
, GholamReza Hamidian
, Saeed Sadigh-Eteghad
, Mojtaba Ziaee
& Javad Mahmoudi

Általános és összehasonlító endokrinológia (2021)

A hagyományos kínai orvoslás terápiás mechanizmusai az anyagcsere-betegségek javítására a bél mikrobiotáján keresztül

Hai-Yu Zhang
, Jia-Xing Tian
, Feng-Mei Lian
, Min Li
, Wen-Ke Liu
, Zhong Zhen
, Jiang-Quan Liao
& Xiao-Lin Tong

Biomedicina és gyógyszerterápia (2021)

Az elágazó láncú aminosav különbözõ szabályozása a táplálékfelvételen TOR jelzéssel kínai sügéren (Siniperca chuatsi)

Ke Chen
, Zhen Zhang
, Jiao Li
, Shuang Xie
, Lin-Jie Shi
, Yu-Hui He
, Xu-Fang Liang
, Qiang-Sheng Zhu
& Shan He

Akvakultúra (2021)

A hosszú távú biszfenol A-expozíció súlyosbítja az étrend által kiváltott prediabétest a TLR4-függő hipotalamusz-gyulladáson keresztül

Qinlong Ma
, Ping Deng
, Min Lin
, Lingling Yang
, Le Li
, Lu Guo
, Lei Zhang
, Mindi He
, Yonghui Lu
, Huifeng Pi
, Yanwen Zhang
, Zhengping Yu
, Chunhai Chen
& Zhou Zhou

Journal of veszélyes anyagok (2021)

A metilhigany krónikus expozíciója megzavarja a ghrelin hatásait a C57BL/6J egerekben

Beatriz Ferrer
, Lisa M. Prince
, Alekszej A. Tinkov
, Abel Santamaria
, Aaron B. Bowman
& Michael Aschner

Élelmiszer- és kémiai toxikológia (2021)

Hozzászólások

Megjegyzés benyújtásával Ön elfogadja a Feltételeinket és a közösségi irányelveinket. Ha valami visszaélést talál, vagy nem felel meg a feltételeinknek vagy irányelveinknek, kérjük, jelölje meg nem megfelelőnek.

Az elhízás gyökerei

Az elhízás széles körű járványa a figyelem középpontjába a táplálékfelvételt és a testsúlyt szabályozó központi idegrendszeri folyamatok jellegét helyezte. A csökkent testzsír-raktárakra reagálva mind az ételkeresés motivációja, mind az étkezés nagysága (a jóllakottság észlelésén keresztül) mindaddig növekszik, amíg az energiaraktárak nem töltődnek fel, és az ezt a neuronális folyamatot befolyásoló mutációk súlyos elhízást okozhatnak mind az állatmodellekben, mind az emberekben. Elméletileg azok a gyógyszerek, amelyek a leptin és más releváns ligandumok idegsejtjeinek receptorait célozzák, elhízásgátló szerekként rendelkeznek, de a remélt terápiás áttörések még nem jelentek meg. Morton et al. tekintsük át a legújabb kutatásokat ezen a területen, kiemelve a normális és a kóros energia homeosztázis közötti finom különbségeket.