El núcleo arqueado como conducto de diversas señales relevantes para la homeostasis energética

Se sabe que las neuronas del núcleo arqueado responden a una amplia gama de hormonas y nutrientes, como la leptina, la insulina, los esteroides gonadales y la glucosa. Además de los posibles mecanismos de transporte, las sustancias periféricas pueden acceder a estas neuronas a través de los cuerpos celulares del arcuato y de las proyecciones a la eminencia media, una región considerada como un órgano circunventricular. El arcuato es un potente lugar de acción de la leptina, probablemente mediando un componente de los efectos de la leptina a través de las neuronas arcuatas del neuropéptido Y/péptido relacionado con el agutí (NPY/AgRP) y de la pro-opiomelanocortina (POMC), e implicando a esta estructura en el control a largo plazo de las reservas de energía. Sin embargo, la grelina, el ligando endógeno del receptor secretagogo de la hormona del crecimiento, también puede estimular la alimentación y el aumento de peso, en parte a través de la acción sobre los receptores de las neuronas NPY arqueadas. Dado que la grelina es secretada por el estómago cuando se agota su contenido, con una vida media de no más de una hora, el núcleo arqueado también puede ser importante para detectar y responder a los cambios agudos en los nutrientes. Hemos desarrollado un sistema de registro de las neuronas POMC arcuatas utilizando un ratón que contiene un transgén en el que el promotor de la POMC impulsa la expresión de la proteína verde fluorescente (GFP). En estos ratones, el 99% de las neuronas positivas a la β-endorfina expresan la GFP, haciendo que los registros de pinzas de parche de células enteras de las neuronas POMC escasamente distribuidas sean fáciles. Todas las neuronas POMC parecen ser activadas por la leptina, a través de dos mecanismos diferentes, mientras que aproximadamente 30-50% de las neuronas parecen ser inhibidas por un agonista específico de la hormona estimulante de melanocitos (MSH). Este último resultado sugiere que el receptor de melanocortina-3 (MC3-R) puede actuar como receptor autoinhibitorio en algunas neuronas POMC. Esta preparación de cortes hipotalámicos también confirma la capacidad de respuesta de las neuronas POMC arcuatas a una amplia variedad de nutrientes y hormonas. Por lo tanto, el sistema de melanocortina arqueado se describe mejor como un conducto de muchas señales diversas implicadas en la homeostasis energética, con la leptina actuando tónicamente para regular la capacidad de respuesta del circuito a una amplia variedad de hormonas y nutrientes.