I neuroni AgRP nell'ipotalamo potrebbero non essere essenziali per mantenere il peso corporeo.

29 luglio 2023 funzione

Questo articolo è stato revisionato secondo il processo editoriale e le politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato le seguenti caratteristiche garantendo la credibilità del contenuto:

• fatto-controllato
• pubblicazione sottoposta a revisione paritaria
• fonte affidabile
• corretta errori di bozze

di Ingrid Fadelli , Medical Xpress

L'obesità è stata associata a numerose condizioni di salute, tra cui ipertensione, colesterolo alto, diabete di tipo 2, malattie cardiache e ictus. Identificare i processi neurali alla base dell'alimentazione e dell'obesità potrebbe quindi avere notevoli implicazioni per la salute globale, in quanto potrebbe aiutare a sviluppare trattamenti mirati che promuovono un'assunzione sana di cibo.

Ricercatori presso il Centro di Scienze della Salute dell'Università del Texas a Houston e l'Università delle Scienze e Tecnologie della Cina (USTC) hanno recentemente condotto uno studio sull'importanza dei neuroni AgRP (agouti-related protein-expressing), una classe di cellule nell'ipotalamo, nel mantenimento di un peso corporeo sano. I loro risultati, pubblicati su Cell Reports, suggeriscono che questi neuroni potrebbero non essere indispensabili per il mantenimento del peso corporeo come suggerivano lavori precedenti.

'L'alimentazione è il modo principale per gli animali e gli esseri umani di acquisire energia e nutrienti', ha detto il dottor Cheng Zhan, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, a Medical Xpress. 'La quantità di cibo consumato ha un impatto significativo sulla salute in generale, inclusi peso corporeo, metabolismo, funzione immunitaria e persino durata della vita. Il nostro recente articolo su Cell Reports è il risultato di una serie di sforzi di ricerca finalizzati a comprendere i meccanismi alla base del mantenimento del peso e della regolazione dell'alimentazione'.

Ricerche passate hanno più volte evidenziato il ruolo chiave del cervello nella regolazione dell'alimentazione e del metabolismo, sia negli esseri umani che negli altri animali. Molti studi si sono concentrati specificamente sui neuroni AgRP nell'ipotalamo (ossia una piccola regione al centro del cervello), poiché è emerso che questi neuroni aumentano il comportamento di assunzione di cibo nei topi adulti.

Nel 2011, ricercatori della Harvard Medical School hanno utilizzato tecniche di optogenetica e chemogenetica per attivare i neuroni AgRP nel cervello dei topi, osservandone successivamente il comportamento. Hanno scoperto che l'attivazione di questi neuroni portava a comportamenti di abbuffata. Allo stesso modo, uno studio del 2020 pubblicato su Nature Metabolism ha dimostrato che un'attività prolungata e intensa dei neuroni AgRP ha portato i topi a diventare estremamente obesi. Questi studi dimostrano la capacità dei neuroni AgRP di promuovere l'assunzione di cibo e l'aumento del peso corporeo.

'Nel 2005, i ricercatori hanno ottenuto l'espressione selettiva del recettore umano per la tossina difterica (DTR) sui neuroni AgRP nei topi adulti e hanno iniettato la tossina difterica', ha spiegato il dott. Zhan. 'Ciò ha portato alla morte dei neuroni AgRP in pochi giorni, causando la cessazione dell'alimentazione, una rapida perdita di peso e persino la morte per inedia degli animali.

'Questi risultati sono stati ampiamente citati ed esaminati e sono entrati anche nei libri di testo. Per molto tempo, quindi, si è ampiamente ritenuto che i neuroni AgRP nell'ipotalamo siano cruciali e indispensabili per il comportamento di alimentazione e la regolazione del peso corporeo. Il nostro studio attuale sfida il dogma di lunga data secondo cui i neuroni AgRP sono necessari per una regolazione normale dell'alimentazione e del peso corporeo'.

Questo recente studio è stato condotto in due laboratori diversi, uno negli Stati Uniti e l'altro in Cina. La prima serie di esperimenti è stata condotta nel laboratorio del dott. Tong presso il Centro di Scienze della Salute dell'Università del Texas a Houston.

In questi esperimenti, i ricercatori hanno espressamente messo il recettore umano per la tossina difterica sui neuroni AgRP nel cervello dei topi adulti e hanno iniettato basse dosi di tossina difterica nei loro ventricoli cerebrali. La tossina difterica è una sostanza tossica secreta da alcune bacteri che inibisce la sintesi delle proteine e può uccidere le cellule.

'L'espressione selettiva e l'iniezione di tossina difterica sono state sufficienti per uccidere i neuroni AgRP, ma non hanno influenzato il peso e i livelli di alimentazione di base dei topi', ha detto il dott. Zhan. 'Tuttavia, l'iniezione di alte dosi di tossina difterica non solo ha causato una riduzione del peso e dell'alimentazione nei topi con recettori per la tossina difterica, ma anche nei topi di tipo selvaggio e può anche portare alla morte. Questi risultati suggeriscono che la riduzione dell'alimentazione e del peso osservata in studi precedenti che hanno ucciso i neuroni AgRP potrebbero essere attribuite alla tossicità non specifica della tossina difterica'.

In a separate set of experiments carried out by Dr. Zhan's Lab at USTC in China, the researchers tried to kill AgRP neurons using a different method, to assess the impact of this on the mice's feeding behavior. Specifically, they selectively expressed the Caspase-3 gene, inducing the apoptosis (i.e., programmed death) of AgRP,

'We found that killing AgRP neurons using this method did not decrease the weight and feeding of adult mice,' Dr. Zhan said. 'Interestingly, although killing AgRP neurons did not affect basal feeding and weight, it had some impact on refeeding after fasting, indicating that AgRP neurons may play a role in responding to environmental stress. Using two different methods to kill AgRP neurons, our study concluded that AgRP neurons are not essential for maintaining basal feeding and weight under laboratory conditions but may be more important for feeding and weight regulation under conditions of food scarcity.'

The recent findings gathered by Dr. Zhan, Dr. Tong and their colleagues challenge the common understanding of AgRP neurons as indispensable for feeding behavior and body weight maintenance. In addition, their work suggests that feeding behavior is regulated by complex neural mechanisms involving multiple brain nuclei and neuronal subgroups. In the future, this study could pave the way for further research exploring the role of AgRP neurons and other neuron populations in regulating feeding behavior.

'In recent years, research has discovered several brain regions that possess feeding-promoting functions,' Dr. Zhan added. 'As a next step, we will focus on studying the robustness of feeding behavior and the redundancy in its regulatory mechanisms. This includes investigating the interconnections between different orexigenic neurons and exploring new targets for feeding regulation.

'Further research will provide a comprehensive understanding of the neural mechanisms underlying feeding regulation and offer new targets and insights for controlling diet and treating eating disorders.'

© 2023 Science X Network