Reglarea metabolismului lipidic de către hormonii tiroidieni - Rolul hipotalamusului
Catherine Hottin 1, Bastien Simoneau 1 și Hervé Le Stunff 2
1 M1 Health Biology, Universitatea Paris-Saclay, 91405 Orsay, Franța
2 Echipa de neuroendocrinologie moleculară a consumului de alimente, Université Paris-Sud, CNRS UMR 9197, Institut des neurosciences Paris-Saclay (Neuro-PSI) - CNRS UMR 9197, Orsay, Franța
Pentru al treilea an, în cadrul modulului didactic „Fiziopatologia semnalizării” oferit de Universitatea Paris-Sud, studenții masteratului „Biologie și sănătate” de la Universitatea Paris-Saclay s-au confruntat cu om de știință scris. Ei au selectat 8 articole științifice recente în domeniul semnalizării celulare, prezentând rezultate originale, prin intermediul diverse abordări experimentale, pe teme variind de la relații gazdă-agent patogen la inovații terapeutice, inclusiv semnalizare hepatică și metabolism. După munca pregătitoare desfășurată cu echipa didactică, studenții au organizat în perechi, apoi au elaborat, ghidat de cercetători, o Știre care evidențiază rezultatele majore și originalitatea articolului studiat. Ei au apreciat foarte mult această inițiere în a scrie articole științifice și, după cum veți citi, sunt implicați cu entuziasm în această lucrare! Două dintre aceste știri sunt publicate în acest număr, celelalte au fost în numerele anterioare.
Articol publicat în condițiile definite de licența de atribuire Creative Commons CC-BY (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0), care autorizează fără restricții utilizarea, distribuția și reproducerea pe orice suport, fie sub rezerva citării corecte din publicația originală.
Echipa educațională
Karim Benihoud (profesor, Universitatea Paris-Sud)
Sophie Dupré (lector, Universitatea Paris-Sud)
Olivier Guittet (lector, Universitatea Paris-Sud)
Hervé Le Stunff (profesor, Universitatea Paris-Sud)
Serial coordonat de Laure Coulombel.
Acțiunea centrală a hormonilor tiroidieni afectează reglarea metabolismului lipidic periferic prin sistemul nervos autonom
Reglarea metabolismului lipidic periferic prin acțiunea hormonilor tiroidieni din hipotalamus. Injecția de hormoni tiroidieni (T3) în hipotalamus stimulează lipogeneza hepatică și termogeneza țesutului adipos maro. Stimularea sintezei lipidelor hepatice are loc prin nervul vag al sistemului nervos parasimpatic. Acest lucru determină o creștere a expresiei mRNA care codifică DGAT1, care catalizează transformarea DAG în trigliceride. Dimpotrivă, T3 acționează asupra țesutului adipos maro prin intermediul sistemul nervos simpatic care duce la absorbția crescută a glucozei și a lipidelor și la creșterea activității mitocondriale. Acest lucru este asociat cu expresia crescută a ARNm care codifică UCP1, care stimulează termogeneza care este alimentată de trigliceride din ficat. În cele din urmă, această termogeneză permite o creștere a cheltuielilor de energie, ceea ce va duce la pierderea în greutate. AMPK: Proteina kinază activată cu AMP; DAG: diacilglicerol; DGAT1: diacilglicerol O-acil-transferaza 1; SNPS: sistem nervos parasimpatic; SNS: sistem nervos simpatic; T3: triiodotironină; TG: trigliceride; UCP1: proteina de decuplare 1.
Care sunt canalele de comunicare ale acestor informații între nucleul ventro-medial al hipotalamusului și țesuturile periferice? Autorii au emis ipoteza că sistemul nervos autonom ar putea fi un intermediar. De fapt, blocarea sistemului nervos parasimpatic printr-o vagotomie suprimă efectul injectării hormonilor tiroidieni în nucleul ventro-medial asupra lipogenezei hepatice, dar nu și a efectului său termogen. Hormonii tiroidieni stimulează tonul simpatic al țesutului adipos maro caracterizat prin activarea receptorilor β3-adrenergici. Interesant este faptul că inhibarea farmacologică a acestor receptori elimină efectul termogen al hormonilor tiroidieni.
Hormonii tiroidieni funcționează central inhibând AMPK hipotalamic
Din punct de vedere istoric, AMPK (Proteina kinază activată cu AMP) se știe că reglează metabolismul lipidic și transmite efectele centrale ale hormonilor tiroidieni asupra termogenezei [3]. Expresia unui negativ dominant al AMPK în nucleul ventro-medial imită efectele hormonilor tiroidieni, sugerând că inhibarea AMPK transmite acțiunea acestor hormoni în hipotalamus. Această deducție este susținută de grupul lui Miguel Lopez, care a arătat că supraexprimarea unei forme active constitutive de AMPKα în nucleul ventro-medial inhibă efectele hormonilor tiroidieni în ficat și în țesutul adipos brun. Se știe că neuronii care exprimă factorul steroidogen 1 (SF1 1) în nucleul central joacă un rol în reglarea metabolismului [7]. Interesant este faptul că autorii au arătat că o ștergere specifică a căii AMPK în acești neuroni SF1 imită efectele centrale ale hormonilor tiroidieni. Aceste rezultate sugerează că acești hormoni controlează metabolismul lipidelor prin intermediul inhibarea AMPKα 1 în neuronii SF1.
Hormonii tiroidieni activează termogeneza în țesutul adipos maro prin inhibarea stresului asupra reticulului endoplasmatic hipotalamic
Deoarece AMPKα are un rol în reglarea metabolismului lipidic, autorii au determinat impactul inhibării AMPK de către hormonii tiroidieni asupra lipidelor prezente în hipotalamus [8]. În timp ce nivelul majorității lipidelor crește ca răspuns la hormonii tiroidieni, pe de altă parte, cel al ceramidelor este scăzut. Cu toate acestea, ceramidele exercită lipotoxicitate hipotalamică prin inducerea stresului asupra reticulului endoplasmatic (ER), rezultând creșterea în greutate [9]. Prin urmare, scăderea nivelului de ceramide ca răspuns la hormonii tiroidieni este asociată cu o scădere a stresului ER, rezultând o scădere a proteinelor UPR (răspuns proteic desfășurat) și o creștere a GRP78 (proteină 78 reglată de glucoză, un chaperon din familia de proteine de șoc termic) (Figura 2). În plus, supraexprimarea AMPKα în nucleul ventro-medial previne inhibarea stresului ER de către hormonii tiroidieni. Se pare astfel că acestea stimulează termogeneza țesutului adipos maro prin funcția lor de a inhiba sinteza ceramidelor și stresul ER la nivel hipotalamic.