Receptorii µ-opioizi ai venei porte - Mesageri ai reglării satietății
Filipe De Vadder 1, 2, Amandine Gautier-Stein 1, 2 și Gilles Mithieux 1, 2 *
1 Inserm U855, 7-11, rue Guillaume Paradin, Lyon 69372, Franța
2 Universitatea Lyon-Est, Lyon 69008, Franța
Proprietățile M-opioide ale proteinelor alimentare
O proprietate cunoscută de mult timp a hidrolizatelor de proteine, care prezintă interes în nutriția umană, cum ar fi cazeina din lapte sau glutenul, este că exercită activitate μ-opioidă in vitro [7]. Se știe, de asemenea, că modularea activității receptorului μ-opioid poate interfera cu controlul aportului alimentar la nivel central: agoniștii stimulează aportul alimentar, în timp ce antagoniștii îl inhibă (pentru o revizuire, vezi [8]). Interesant este faptul că cele două organe ale corpului în care receptorii μ-opioizi sunt exprimați cel mai mult sunt creierul, în special în regiunile implicate în controlul aportului alimentar legat de sistemul de recompensare [9] și intestinul. controlul motilității intestinale [10]. În plus, naloxona (Nalox), un antagonist al receptorilor μ-opioizi, scade aportul de alimente atunci când este administrat pe cale orală la om [8], în timp ce este descompus în mod activ de către ficat [11]. Acest lucru a sugerat că modulatorii receptorilor μ-opioizi alimentați pot acționa la un portal, gastro-intestinal sau mezenteric.
Receptorii m-opioizi ai venei portale reglează gluconeogeneza intestinală printr-un circuit intestin-creier
Pentru a testa ipoteza controlului de către receptorii μ-opioizi ai venei porte pe NGI, prin intermediul arc reflex intestin-creier, am infuzat modulatori ai acestor receptori în vena portală a șobolanilor conștienți, folosind un cateter implantat într-o venă mezenterică [3]. O infuzie de 8 ore de β-casomorfină 1-7 (care provine de la β-cazeină umană) sau DAMGO, doi agoniști ai receptorilor de opioizi μ, a redus activitatea enzimelor cheie NGI (glucoză-6 fosfatază și PEPCK-c [fosfoenolpiruvat carboxicinază -c]). În contrast, antagoniștii receptorilor μ-opioizi au indus aceste activități. Aceste rezultate au fost confirmate prin măsurarea producției de glucoză intestinală: aceasta a reprezentat 25-30% din producția totală de glucoză endogenă după perfuzia de Nalox, dar a fost aproape inexistentă la șobolanii infuzați cu DAMGO. În concordanță cu rezultatele așteptate ale efectorilor asupra NGI, șobolanii infuzați cu un antagonist al receptorilor de μ-opioizi și-au redus aportul de alimente, în timp ce cei perfuzați cu un agonist l-au crescut [12].
Studiile de imunofluorescență au relevat colocalizarea markerului neuronal PGP9.5 și a receptorilor μ-opioizi în pereții venei porte a șobolanilor și șoarecilor, dar și în ramurile portalului care furnizează spațiile portale ale ficatului uman. (Figura 1). Am identificat apoi, prin etichetarea imunohistochimică a proteinei c-Fos, regiunile creierului activate de semnale nervoase de origine portal. Acest lucru ne-a permis să demonstrăm că ruta vagală (conectată la complexul vagal dorsal), dar și calea spinală (conectată la nucleul parabrahial), sunt ambele implicate în transmiterea semnalului de la receptorii μ-opioizi din vena portă la sistemul nervos central. În cele din urmă, activarea centrală, precum și inducerea genelor implicate în NGI au fost anulate prin denervarea prealabilă a venei porte de către capsaicină, confirmând rolul esențial al sistemului nervos portal în transmiterea semnalului [12].
Exprimarea receptorilor μ-opioizi în pereții venelor portale umane. Proteina PGP9.5 (în verde, panoul A) și markerul neuronal RMO-1 (în roșu, panoul B) sunt vizualizate prin imunofluorescență în ramurile venoase de la intrarea în spațiile portalului. Suprapunerea semnalelor (în galben, panoul C) relevă colocalizarea celor două proteine. Bara de scalare: 50 µm.
Hidrolizatele și peptidele de proteine induc NGI prin proprietățile lor antagoniste ale receptorilor m-opioizi
Trebuie amintit că proteinele dietetice sunt absorbite din lumenul intestinal după proteoliza incompletă a acestora și că oligopeptidele trec în sângele portal [13]. Prin urmare, am perfuzat un hidrolizat proteolitic sau oligopeptide selectate (di- sau tripeptide) în vena mezenterică portală a șobolanilor. În toate cazurile, s-a observat inducția marcată a genelor implicate în NGI, precum și activarea regiunilor centrale pentru recepționarea semnalelor de la vena portală, cu excepția cazului în care denervarea venei porte a fost efectuată în prealabil. (Așa cum s-a observat anterior cu receptorul μ-opioid modulatori). Am verificat că hidrolizatele de proteine și oligopeptidele se comportă și ca antagoniști ai receptorilor μ-opioizi în celulele neuroblastomului care exprimă în mod constitutiv acești receptori [12].
Pentru a stabili definitiv legăturile cauzale din secvența de satietate peptidă-μ-opioid-NGI, am studiat aceste mecanisme la șoareci deficienți pentru gena care codifică receptorii μ-opioizi și la șoareci deficienți pentru NGI. [5]. Infuzate la șoareci sălbatici, oligopeptidele au indus NGI și s-au opus efectului supresiv al DAMGO. În schimb, la șoareci lipsiți de receptori μ-opioizi, niciunul dintre acești efectori nu a indus un efect asupra NGI. Deci șoarecii făcut praf pentru receptorii μ-opioizi nu și-au redus aportul de alimente atunci când au fost supuși unei diete bogate în proteine, spre deosebire de șoarecii sălbatici care au redus-o cu 20%. În cele din urmă, am studiat aportul alimentar al șoarecilor deficienți pentru NGI tratați cu un antagonist al receptorului μ-opioid sau în care s-a infuzat o dipeptidă în vena portă. În timp ce șoarecii sălbatici și-au redus aportul alimentar cu 15%, nu s-a observat niciun efect în absența gluconeogenezei intestinale [12].