Assesment of the Importance of leptin signaling in AgRP/NPY and POMC neurons of the arcuate nucleus on the Increase in activity of the hipothalamic-pituitary-adrenal axis in fasted mice.
Year: 2024
Type: dissertation
Abstract: Introdução: O aumento prolongado da atividade do eixo Hipotálamo-Hipófise-Adrenal (HHA) parece estar envolvido no aumento e manutenção da massa corporal, contribuindo para o desenvolvimento de patologias como obesidade e síndrome metabólica. Contudo, em situações de estresse metabólico, como o jejum prolongado, o aumento da atividade do eixo HHA e consequente liberação de glicocorticoides é essencial manutenção da glicemia e controle da utilização de substrato energético. O aumento da atividade do eixo HHA nestas condições pode ser revertido pela reposição com leptina exógena; hormônio cujas concentrações plasmáticas são diretamente proporcionais à quantidade de tecido adiposo. Por outro lado, animais obesos são hiperleptinêmicos e são hiporesponsivos às ações da leptina, sugerindo que o déficit na sinalização deste hormônio pode contribuir para o aumento da atividade do eixo HHA. Contudo, o neurocircuito envolvido neste mecanismo é desconhecido. Considerando a expressão elevada do receptor de leptina (LepR) em neurônios POMC e AgRP/NPY no núcleo arqueado (ARC), bem como a densa rede de projeções que esses neurônios enviam para o núcleo paraventricular (PVN), que é o principal regulador do eixo HHA, é possível que esses neurônios estejam envolvidos no processo. Objetivos: Desta maneira, no presente estudo avaliamos a importância da sinalização da leptina em neurônios AgRP/NPYARC e POMCARC sobre o aumento da atividade do eixo Hipotálamo-Hipófise-Adrenal em camundongos submetidos ao jejum prolongado de 36hrs. Métodos: Em nosso estudo utilizamos o sistema Cre-LoxP de edição gênica para promover a deleção do LepR especificamente em neurônios produtores de POMC ou AgRP. Assim, utilizamos camundongos controle (WTLEPR) e com deleção do LepR em neurônios POMC (Pomc-Cre+/-::ObRflox+/+ - POMCLEPR) ou AgRP (Agrp-IRES-Cre+/-::ObRflox+/+ - AGRPLEPR), n=10 por grupo. A partir do desmame, 3ª semana de idade, os animais foram pesados semanalmente até a 12ª semana de idade. Adicionalmente, ao completarem 12 semanas de idade parte dos animais de cada grupo permaneceu com alimento ad libitum e os demais foram jejuados durante 36h para avaliação da alteração de peso corporal. Durante o período de jejum os animais foram tratados com 4 injeções i.p. a cada 8 horas (às 6hrs, 14hrs, 22hrs e 6hrs) de salina ou leptina (0.5ug/g) e ao completarem 36hrs de jejum, às 10hrs do terceiro dia, os animais foram decapitados e foi realizada a coleta de sangue para análise hormonal e de metabólitos, bem como o do tecido cerebral, glândulas adrenal e hipófise para posterior análise de expressão gênica. Adicionalmente, um outro conjunto de animais foi perfundidos transcardíacamente para estudos de imunomarcação. Resultados: Como esperado, os animais AGRPLEPR apresentaram maior peso corporal a partir da 8ª semana de vida quando comparados com animais WTLEPR, porém a administração de leptina exógena não alterou a perda de peso durante o jejum. Ainda, não observamos alterações na responsividade do eixo HHA em animais AGRPLEPR. Curiosamente, observamos uma menor concentração de triglicerídeos em animais AGRPLEPR alimentados comparados com o grupo WTLEPR alimentado. De maneira semelhante, animais POMCLEPR também apresentaram maior peso corporal comparados ao grupo controle a partir da 9ª semana de vida. De modo interessante, não observamos aumento nas concentrações plasmáticas de corticosterona em animais POMCLEPR jejuados. Em relação às análises de expressão gênica, a privação de alimento induziu aumento do RNAm do Crf e Agrp no hipotálamo de animais com ou sem deleção do LepR. Ainda, não observamos aumento do RNAm do Pomc em animais POMCLEPR. Na adrenal, observamos um aumento do RNAm do Mc2r em animais controle que foram jejuados e ausência alterações em animais POMCLEPR. Além disso, a reposição com leptina exógena induziu aumento do RNAm do Hsd3b1 no grupo controle, e não observamos alteração no grupo POMCLEPR que recebeu administração de leptina. Por fim, observamos aumento da atividade neuronal no ARC durante o jejum e a redução da atividade com a reposição com leptina no grupo controle. Em animais POMCLEPR, a reposição com leptina não foi capaz de reduzir o aumento de atividade neuronal induzida pelo jejum. Conclusão: Os achados aqui descritos indicam que a sinalização da leptina em neurônios POMC seja essencial para a percepção do estado metabólico e a responsividade do eixo HHA para induzir respostas adaptativas durante déficit metabólico.
Language: Portuguese
Subfield: Endocrine and Autonomic Systems
Field: Neuroscience
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7120565712