Le noyau arqué comme conduit pour divers signaux pertinents pour l’homéostasie énergétique

Les neurones du noyau arqué sont connus pour être sensibles à un large éventail d’hormones et de nutriments, y compris la leptine, l’insuline, les stéroïdes gonadiques et le glucose. En plus des mécanismes de transport potentiels, les substances périphériques peuvent accéder à ces neurones via les corps cellulaires arqués dans l’éminence médiane et les projections vers celle-ci, une région considérée comme un organe circumventriculaire. L’arcade est un site puissant d’action de la leptine, qui transmet probablement une partie des effets de la leptine par l’intermédiaire des neurones arqués du neuropeptide Y/peptide apparenté à l’agouti (NPY/AgRP) et de la pro-opiomélanocortine (POMC), et qui implique cette structure dans le contrôle à long terme des réserves énergétiques. Cependant, la ghréline, le ligand endogène du récepteur sécrétagogue de l’hormone de croissance, peut également stimuler l’alimentation et la prise de poids, en partie par l’action sur les récepteurs des neurones NPY arqués. Comme la ghréline est sécrétée par l’estomac lors de l’épuisement de son contenu, avec une demi-vie ne dépassant pas une heure, le noyau arqué pourrait également jouer un rôle important dans la détection et la réponse aux changements aigus de nutriments. Nous avons développé un système d’enregistrement des neurones arqués de la POMC en utilisant une souris contenant un transgène dans lequel le promoteur de la POMC entraîne l’expression de la protéine fluorescente verte (GFP). Chez ces souris, 99% des neurones positifs à la β-endorphine expriment la GFP, ce qui facilite les enregistrements par patch clamp de cellules entières à partir des neurones POMC faiblement distribués. Tous les neurones POMC semblent être activés par la leptine, via deux mécanismes différents, tandis qu’environ 30 à 50 % des neurones semblent être inhibés par un agoniste spécifique de la gamma-melanocyte stimulating hormone (MSH). Ce dernier résultat suggère que le récepteur de la mélanocortine-3 (MC3-R) pourrait agir comme un récepteur auto-inhibiteur sur certains neurones de la POMC. Cette préparation de tranches d’hypothalamus confirme également la réactivité des neurones POMC arqués à une grande variété de nutriments et d’hormones. Ainsi, le système arqué de la mélanocortine est mieux décrit comme un conduit de nombreux signaux divers impliqués dans l’homéostasie énergétique, la leptine agissant de manière tonique pour réguler la réactivité du circuit à une grande variété d’hormones et de nutriments.