Програма за неврология и

Програма за неврология и

Програма за неврология и

Катедра по ветеринарна и сравнителна анатомия, физиология и фармакология, Вашингтонски държавен университет, Пулман, Вашингтон 99164–6520

Резюме

Лептинът, продуктът на гена със затлъстяване, намалява приема на храна и телесното тегло при плъхове и мишки, докато прилагането на чревния пептид CCK намалява размера на храната, но не и телесното тегло. В настоящите експерименти съобщаваме, че повтарящата се дневна комбинация от интрацеребровентрикуларен лептин и интраперитонеален CCK води до значително по-голяма загуба на телесно тегло, отколкото при лептина самостоятелно. Лечението с лептин плюс CCK обаче не намалява синергично размера на отделните 30-минутни хранения с захароза през този период, а ефектът от комбинацията от лептин-CCK върху дневния прием на чау, макар и значителен, е малък в сравнение със силните ефекти върху загубата на телесно тегло . Този синергичен ефект върху загубата на телесно тегло зависи от периферното действие на CCK и централното действие на лептина. Тези данни предполагат неподозирана досега роля на CCK в регулирането на телесното тегло, която може да не зависи изцяло от намаляването на поведението при хранене, и предлагат стратегия за засилване на ефектите на лептина при лептиноустойчиви затлъстели индивиди.

множество фактори контролират размера на храненията, включително сигнали, генерирани от червата в отговор на консумираните хранителни вещества и сигнали, пропорционални на телесното тегло или затлъстяване. Свързаният с храненето сигнал CCK е пептид, секретиран от червата в отговор на специфични хранителни вещества в червата (3, 18, 19). Има убедителни доказателства, че CCK може мощно да намали размера на отделните ястия (прегледано в Реф. 37); има обаче малко доказателства, които предполагат, че CCK допринася за регулирането на телесното тегло. По-скоро предишни проучвания предполагат, че CCK не е в състояние да намали телесното тегло, дори докато намалява размера на храненето (27, 48, 50).

Неспособността на екзогенния CCK да намали мощно телесното тегло при гризачите е в контраст с ефектите на хормона лептин, който може да доведе до дълбока загуба на телесни мазнини (20, 21, 34). Докато лечението с лептин намалява размера на храненето (10, 16, 24), повишената активност и метаболитните промени също са необходими за пълното изразяване на загубата на телесно тегло при лекувани с лептин животни (20, 27).

По-рано съобщавахме, че еднократното лечение с лептин, последвано от CCK при мишки, не намалява приема на 30-минутно хранене в сравнение само с CCK, но намалява общия дневен калориен прием значително повече от самото лептин (29). Също така съобщихме, че еднократно инжектиране на лептин или в страничната, или в третата мозъчна камера (интрацеребровентрикуларно), когато е последвано 2-3 часа по-късно чрез интраперитонеална CCK, значително намалява храненето през следващите 48 часа и води до значително по-голяма загуба на телесно тегло, отколкото лептин сам. С други думи, CCK и лептин действат синергично за намаляване на телесното тегло (29). Тази подобрена загуба на телесно тегло след лептин плюс CCK изглежда не зависи от намаления размер на храненето (28,29). Настоящите експерименти са предприети за определяне 1) дали синергичната загуба на телесно тегло след лептин плюс CCK се поддържа в продължение на няколко дни (5-9) от многократно лечение и2) дали лептинът и CCK действат в мозъка или в периферията, за да медиират синергията на лептин-CCK върху телесното тегло.

Мъжките плъхове Sprague-Dawley (300–350 g; Simonsen Laboratories, Gilroy, CA) бяха настанени поотделно във висящи телени клетки на 12: 12-часов цикъл светлина-тъмнина с включени светлини в 7:30 сутринта. Едностранни 23-калибърни канюли от неръждаема стомана са имплантирани стереотаксично в страничната камера с координати -1,0 mm от брегма, ± 1,5 от средната линия, -3,9 от твърда мозъчна обвивка. Поставянето на канюлата и проходимостта се оценяват чрез измерване на приема на вода след интрацеребровентрикуларен ANG II (30 μg/2 μl) както преди началото на лечението, така и след приключване на събирането на данни. Плъхове, които пиеха

лептинът

Фиг. 1.Многократен лептин (Lep) плюс CCK засилена загуба на телесно тегло.Експеримент 1: групите бяха съпоставени с тегло ден 0[средно телесно тегло (g) ± SE: физиологичен разтвор (Sal)/Sal 380,5 ± 5,5; Sal/CCK 377,5 ± 13,2; Lep/Sal 376,3 ± 9,5; Lep/CCK 378,3 ± 5,9]. Плъховете са третирани 5 последователни дни, показани като дни в пунктирани линии, започвайки на ден 0 след измерване на телесното тегло. Плъховете, лекувани с Lep плюс CCK всеки ден в продължение на 5 дни, са имали значително по-голяма загуба на тегло, отколкото плъховете, лекувани само с Lep на дни 3–5 и 7 († P

Само лептин намалява дневния прием на чау до 35% от този на контрола на физиологичния разтвор (P

Фиг. 2.Повтарящият се Lep плюс CCK не намалява последователно приема на чау в сравнение с Lep самостоятелно. Експеримент 1: 5 последователни дни лечение са показани като площ в рамките на пунктирани линии. Лекуваните с Lep-plus-CCK плъхове намаляват приема на чау повече от третираните със Sal плъхове дни 2–6и бяха значително хиперфагични в сравнение със Sal on ден 9(* P

Само CCK значително намалява 30-минутен прием на захароза в сравнение с физиологичен разтвор през всички дни на лечение (P

Таблица 1. Ефект на интрацеребровентрикуларния лептин и интраперитонеалния CCK върху 15% прием на захароза по време на ежедневен 30-минутен тест

Стойностите са средни стойности ± SE. Резултати от експеримент 1,изразено като процент от изходното ниво. Изходният прием за всеки плъх е неговият собствен прием през двата дни преди началото на лечението. Плъховете бяха третирани (Т) в продължение на 5 последователни дни, започващи преди теста за захароза на ден 0. Интраперитонеално инжектиране на CCK-8 (2 μg/kg) или физиологичен разтвор се прилага непосредствено преди представянето на захароза за всеки плъх. Въпреки че плъховете получиха достъп до захароза ден 4,данните за приема не са записани. Само CCK значително намалява приема на захароза дни 1–3 (* P

Фиг. 3.Интрацеребровентрикуларният CCK не медиира Lep-CCK синергия върху телесното тегло. Експеримент 2: групите бяха съпоставени с тегло ден 0 [средно телесно тегло (g) ± SE: Sal/Sal 330,2 ± 6,7; Sal/CCK 333,8 ± 5,2; Lep/Sal 331,6 ± 5,0; Lep/CCK 338.3 ± 5.1]. Плъховете са третирани 7 последователни дни, показани като дни в пунктирани линии, започвайки на ден 0 след измерване на телесното тегло. Плъховете, лекувани с Lep или Lep плюс CCK всеки ден в продължение на 7 дни, са имали значително по-голяма загуба на тегло, отколкото плъховете, лекувани със Sal надни 6–10 и 6–13, съответно (* P

Както самият лептин, така и лептинът плюс CCK намаляват дневния прием на чау в сравнение с физиологичния разтвор дни 3–7 (P

Фиг. 4.Интрацеребровентрикуларният CCK не медиира Lep-CCK синергията при приема на храна. Седем последователни дни от лечението са показани като площ в рамките на пунктирани линии. И лекуваните с Lep и Lep-plus-CCK плъхове намаляват приема на чау повече, отколкото на плъховете, третирани със Sal дни 3–7(* P

Доза CCK (2 μg/kg), която мощно намалява приема на захароза, когато се дава в периферията (Таблица 1), няма ефект върху 30-минутен прием на захароза, когато се прилага директно в страничната камера (Таблица2) Също така не е имало ефект само от лептин или лептин плюс CCK върху 30-минутен прием на захароза в сравнение с физиологичен разтвор или CCK самостоятелно, съответно.

Таблица 2. Ефект на интрацеребровентрикуларен Lep и интрацеребровентрикуларен CCK върху 15% прием на захароза по време на ежедневен 30-минутен тест

Стойностите са средни стойности ± SE. Резултати от експеримент 2,изразено като процент от изходното ниво. Изходният прием за всеки плъх е неговият собствен прием през двата дни преди започване на лечението. Плъховете са третирани (Т) в продължение на 7 последователни дни, започващи преди теста за захароза на ден 0. Интрацеребровентрикуларно инжектиране на CCK-8 (0,66 mg/3 μl, еквивалентно на 2 μg/kg) или физиологичен разтвор се прилага непосредствено преди представянето на захароза за всеки плъх. Нямаше значителен ефект от интрацеребровентрикуларен CCK, Lep или комбинацията от 2-те пептида върху 30-минутен прием на захароза.

Дискусия. Същата доза CCK, която предизвика значителна синергия, когато се прилага интраперитонеално (експеримент 1) не е бил достатъчен да медиира синергията на лептин-CCK върху телесното тегло, когато се прилага директно в мозъка. Този резултат категорично предполага, че CCK, даден в периферията, действа в периферията, а не в мозъка, за да предизвика значителна синергия между лептин и CCK. Вероятно е периферното действие на CCK в синергията на лептин-CCK да бъде медиирано от блуждаещия нерв, както и ефектът на CCK върху размера на храненето; необходими са обаче допълнителни експерименти, за да се провери директно тази хипотеза. Освен това, докато тези резултати предполагат, че централно произведеният и освободен CCK не предизвиква значително подобряване на загубата на телесно тегло по време на лечението с лептин, те не могат да изключат тази възможност.

Експеримент 3

Рецепторите за лептин присъстват както в периферията, така и в централната нервна система (ЦНС) (6, 8, 11, 15, 31, 40, 45). Централните места на лептиново действие очевидно предизвикват ефекти, допълващи, но различни от периферните лептинови действия (5, 23, 32). Ние предположихме, че синергията на лептин-CCK, която наблюдавахме преди и в експеримент 1се предизвиква от лептина, действащ директно в мозъка. Остава обаче възможно лептинът, даден в страничната камера, да се дифузира от мозъка и да действа в някакво периферно място. Следователно, в експеримент 3, прилагахме лептин чрез интраперитонеална инжекция, в същата доза, която е ефективна за предизвикване на синергия на лептин-CCK, когато се прилага интрацеребровентрикуларно.

Методи. Мъжките плъхове бяха разделени на четири групи, съответстващи на теглото, и данните за изходното телесно тегло и прием на храна бяха събрани преди лечението, съгласно дневния график, описан по-горе. През 5-те последователни дни от периода на лечение (дни 0–4), плъховете се инжектират интраперитонеално с 2 μg лептин или физиологичен разтвор в 0,3 ml в 8:30 ч. и след това в 11:30 ч. плъховете отново се инжектират интраперитонеално или с 2 µg/kg CCK-8 или физиологичен разтвор непосредствено преди представянето на захароза. Крайният брой на плъховете е 23 (физиологичен разтвор/физиологичен разтвор н = 6; физиологичен разтвор/CCK н = 6; лептин/физиологичен разтвор н = 5; лептин/CCK н = 6).

Резултати. Няма значим ефект нито на 2 μg лептин, нито на 2 μg/kg CCK, инжектирани интраперитонеално върху телесното тегло, нито има значителен ефект на лептин плюс CCK (Фиг. 5). Също така няма съществен ефект от каквото и да е лечение върху дневния прием на чау (данните не са показани). Както CCK самостоятелно, така и CCK плюс лептин намаляват приема на захароза в сравнение с физиологичен разтвор през всички дни на лечение (P

Фиг. 5.Ниските дози периферни Lep не медиират Lep-CCK синергия.Експеримент 3: групите бяха съпоставени по тегло ден 0[средно телесно тегло (g) ± SE: Sal/Sal 388,3 ± 7,6; Sal/CCK 393,3 ± 8,1; Lep/Sal 398,7 ± 7,4; Lep/CCK 396,3 ± 7,4]. Плъховете са третирани 5 последователни дни, показани като дни в пунктирани линии, започвайки на ден 0 след измерване на телесното тегло. Няма ефект нито от 2 μg Lep, нито от 2 μg/kg CCK, инжектирани интраперитонеално върху телесното тегло, нито има значителен ефект от Lep плюс CCK.

Таблица 3. Ефект на интраперитонеалния Lep и CCK върху 15% прием на захароза по време на ежедневен 30-минутен тест

Стойностите са средни стойности ± SE. Резултати от експеримент 3,изразено като процент от изходното ниво. Изходният прием за всеки плъх е неговият собствен прием през двата дни преди започване на лечението. Плъховете са третирани (Т) в продължение на 5 последователни дни, започващи на ден 0.Интраперитонеално инжектиране на CCK-8 (2 μg/kg) или физиологичен разтвор се прилага непосредствено преди представянето на захароза за всеки плъх. Както CCK самостоятелно, така и Lep плюс CCK значително намаляват приема на захароза през всички дни на лечение в сравнение със Sal (* P

Фиг. 6.Ниска доза CCK (Ниска; 0,5 μg/kg) медиира Lep-CCK синергия върху телесното тегло. Експеримент 4: групите бяха съпоставени с тегло ден 0 [средно телесно тегло (g) ± SE: Sal/Sal 362,5 ± 6,4; Sal/CCK 361,5 ± 5,4; Lep/Sal 358,4 ± 4,9; Lep/CCK Ниско 360.4 ± 3.3; Лепк/висока доза CCK (висока; 2 μg/kg) 363,5 ± 6,1]. Плъховете са третирани 9 последователни дни, показани като дни в пунктирани линии, започвайки на ден 0 след измерване на телесното тегло. Лекуваните с Lep-plus-High-CCK плъхове намаляват телесното тегло значително в сравнение с контролите на Sal дни 6–12, като има предвид, че лекуваните с Lep-plus-Low-CCK плъхове са имали значително по-ниско телесно тегло от контролите на Sal дни 1, 4, и 6–14(* P

Няма значителна разлика между дневния прием на чау от само плъхове с лептин и приема от плъхове, лекувани с лептин плюс двете дози CCK, въпреки голямата разлика в загубата на телесно тегло сред тези групи. Ниска доза само лептин не намалява значително дневния прием на чау в сравнение с контролите на физиологичен разтвор (Фиг. 7). Дневният прием на чау обаче е намален с лептин плюс ниска доза CCK в сравнение с включен контрол на физиологичен разтвордни 1 и 5 (P

Фиг. 7.Lep-CCK синергията влияе върху приема на храна по-малко от телесното тегло.Експеримент 4: 9 последователни дни лечение са показани като площ в рамките на пунктирани линии. Lep плюс висок или нисък CCK намалява дневния прием на чау в сравнение със Sal on дни 4 и 6 и 1 и5, съответно (* P

Висока доза (2 μg/kg) само CCK значително намалява приема на захароза в сравнение с физиологичен разтвор (P

Таблица 4. Ефект на интрацеребровентрикуларен лептин и нисък или висок интраперитонеален CCK върху 15% прием на захароза по време на ежедневен 30-минутен тест

ЗАБЕЛЕЖКИ НА АВТОРА

Адрес за заявки за повторно отпечатване и друга кореспонденция: C. A. Matson, отдел на VCAPP, Вашингтонски щатски университет, Pullman, WA 99164–6520 (E-mail: [email protected] wsu. Edu).