Noua țintă pentru insulină și creier pentru un fost mesager - Swiss Medical Review
rezumat
Sistemul nervos central, și mai ales hipotalamusul, își asumă două funcții esențiale ale ființei umane: controlul aportului de alimente, precum și al funcției de reproducere. În ultimul deceniu, mai multe descoperiri fundamentale au răsturnat viziunea clasică a funcției hipotalamice. Această parte arhaică a creierului nostru, prevăzută inițial ca un organ neuroendocrin neurovegetativ și pasiv, este acum considerată ca un loc autonom de integrare a diferitelor funcții și comportamente esențiale pentru supraviețuirea noastră. Această activitate integrativă este realizată de diferite populații neuronale extrem de specializate, interconectate într-o rețea complexă intrahipotalamică. Un hormon clasic, insulina și un hormon descoperit recent, leptina, au funcții fiziologice importante și probabil complementare în sistemul nervos central. Mecanismele celulare și moleculare implicate, precum și repercusiunile clinice potențiale, abia încep să fie înțelese.
Introducere
Controlul aportului alimentar și al reproducerii sunt două funcții importante îndeplinite de sistemul nostru nervos central. Primul este vital pentru supraviețuirea individuală, în timp ce al doilea este pentru specia umană. Prin urmare, probabil nu este întâmplător că acestea sunt strâns legate, după cum reiese din observația clinică că tulburările funcției gonadale sunt frecvent asociate atât cu subponderalitatea, cât și cu obezitatea. 1
Hipotalamusul reprezintă centrul integrativ prin excelență al acestor două funcții. Este alcătuit din diferite subpopulații de neuroni foarte specializați, distribuiți anatomic în mai mulți nuclei individuali și interconectați în moduri relativ complexe. Aceste conexiuni sunt probabil cruciale pentru a permite hipotalamusului să își joace rolul de integrator al diferitelor semnale. Conform conceptului clasic neuroendocrin formulat de fiziologul Geoffrey Harris în anii 1940, hipotalamusul funcționează ca centru de activare și reglare a diferitelor axe endocrine. Pentru a face acest lucru, neuronii hipotalamici specializați trimit proiecții axonale în direcția eminenței mediane. La acest nivel, diferiții factori neuroendocrini sunt secretați și transportați în vasele portal hipotalamo-hipofizare, prin care ajung la celulele țintă din hipofiza anterioară. În general, activitatea acestor diferite populații neuronale specializate este modulată de alți neuroni aferenți, precum și de hormonii periferici conform buclelor de feedback pozitiv sau negativ bine cunoscute de medici (fig. 1).
Pe lângă aceste funcții pur neuroendocrine, hipotalamusul este direct implicat în modularea aportului de alimente. Acest lucru a fost bine demonstrat în diferite modele animale în care leziunile din zona ventromedială induc o supraalimentare care este însoțită de obezitate.
Controlul consumului de alimente
Dintre mesagerii periferici, insulina și leptina sunt doi hormoni al căror rol fiziologic este probabil oarecum mai bine înțeles. Insulina, secretată de celulele beta din pancreas, joacă un rol fundamental în controlul homeostaziei carbohidraților din periferie. Nu este esențial pentru metabolismul glucidic al sistemului nervos central, care a fost, prin urmare, considerat istoric ca fiind insensibil la insulină. Cu toate acestea, în ultimii ani a devenit evident că insulina este transportată activ peste bariera hematoencefalică. În plus, injecția sa directă în creier induce o scădere a aportului de alimente la rozătoare. 6 Noțiunea că insulina ar putea participa la controlul consumului de alimente de către creier a câștigat teren în ultimii cincisprezece ani.
Leptina, descoperită în 1994, a fost primul hormon adipocitar descris. 7 A fost izolat de la șoareci ob/ob, un șoarece cu obezitate asociat cu supraalimentarea. Odată ce acest hormon a fost descoperit, a fost relativ ușor de demonstrat prin injectarea acestuia în șoareci ob/ob că funcționează ca un semnal de sațietate, acționând la nivel hipotalamic pentru a reduce consumul de alimente.
Insulina și leptina au mai multe caracteristici comune: ambele sunt produse proporțional cu grăsimea corpului, sunt secretate și circulă în sângele periferic, pot trece bariera hematoencefalică cu certitudine și acționează prin receptori specifici. Asupra nucleilor hipotalamici implicați în controlul aportului alimentar. 8