The arcuate nucleus as a conduit for diverse signals relevant to energy homeostasis

Jednotky arcuate nucleus reagují na celou řadu hormonů a živin, včetně leptinu, inzulínu, gonadálních steroidů a glukózy. Kromě potenciálních transportních mechanismů mohou mít periferní látky přístup k těmto neuronům prostřednictvím buněčných těl arkuátního jádra ve střední eminenci a projekcí do ní, což je oblast považovaná za cirkumventrikulární orgán. Arkuát je silným místem působení leptinu, který pravděpodobně zprostředkovává složku účinků leptinu prostřednictvím arkuátních neuronů neuropeptidu Y/agouti-related peptidu (NPY/AgRP) a proopiomelanokortinu (POMC) a zapojuje tuto strukturu do dlouhodobé kontroly energetických zásob. Ghrelin, endogenní ligand receptoru pro sekretagog růstového hormonu, však může také stimulovat krmení a přibývání na váze, částečně prostřednictvím působení na receptory v arkuátních neuronech NPY. Vzhledem k tomu, že ghrelin je vylučován žaludkem při vyčerpání obsahu, přičemž poločas rozpadu není delší než jedna hodina, může být arkuátní jádro důležité také při vnímání akutních změn živin a reakci na ně. Vyvinuli jsme systém pro záznam z arkuátních neuronů POMC pomocí myši obsahující transgen, v němž promotor POMC řídí expresi zeleného fluorescenčního proteinu (GFP). U těchto myší 99 % β-endorfin pozitivních neuronů exprimuje GFP, což usnadňuje záznam celobuněčných patch clampů z řídce rozmístěných neuronů POMC. Zdá se, že všechny neurony POMC jsou aktivovány leptinem, a to dvěma různými mechanismy, zatímco přibližně 30-50 % neuronů je inhibováno specifickým agonistou gama-melanocyty stimulujícího hormonu (MSH). Tento druhý výsledek naznačuje, že melanokortin-3 receptor (MC3-R) může na některých neuronech POMC působit jako autoinhibiční receptor. Tento preparát hypotalamických řezů také potvrzuje reaktivitu arkuálních POMC neuronů na širokou škálu živin a hormonů. Arkuátní melanokortinový systém je tedy nejlépe popsán jako kanál mnoha různých signálů podílejících se na energetické homeostáze, přičemž leptin působí tonicky a reguluje reaktivitu okruhu na širokou škálu hormonů a živin.