Az arcuatus nucleus mint az energia-homeosztázis szempontjából fontos jelek csatornája

Az arcuatus nucleus neuronjairól ismert, hogy hormonok és tápanyagok széles skálájára reagálnak, beleértve a leptint, az inzulint, a gonád szteroidokat és a glükózt. A potenciális transzportmechanizmusokon kívül a perifériás anyagok a median eminenciában lévő, circumventrikuláris szervnek tekintett régióban lévő arcuatus sejttesteken és a medián eminenciába történő projekciókon keresztül juthatnak el ezekhez a neuronokhoz. Az arcuate a leptin hatásának hatékony helye, valószínűleg a leptin hatásainak egy részét az arcuate neuropeptid Y/agouti-related peptid (NPY/AgRP) és pro-opiomelanocortin (POMC) neuronokon keresztül közvetíti, és ez a struktúra részt vesz az energiaraktárak hosszú távú szabályozásában. A növekedési hormon szekréciós receptorának endogén ligandja, a ghrelin azonban szintén serkentheti a táplálkozást és a súlygyarapodást, részben az íves NPY neuronok receptorain keresztül. Mivel a ghrelint a gyomor a tartalom kimerülésekor választja ki, felezési ideje nem több mint egy óra, az arcuate nucleus fontos lehet a tápanyagok akut változásainak érzékelésében és az azokra való reagálásban is. Kifejlesztettünk egy rendszert az arcuata POMC neuronok felvételére egy olyan transzgént tartalmazó egér segítségével, amelyben a POMC promóter a zöld fluoreszcens fehérje (GFP) expresszióját irányítja. Ezekben az egerekben a β-endorfin pozitív neuronok 99%-a kifejezi a GFP-t, ami megkönnyíti a teljes sejtes patch clamp felvételeket a ritkán eloszló POMC neuronokból. Úgy tűnik, hogy a POMC neuronok mindegyikét aktiválja a leptin, két különböző mechanizmuson keresztül, míg a neuronok körülbelül 30-50%-át gátolja egy gamma-melanocita stimuláló hormon (MSH) specifikus agonista. Ez utóbbi eredmény arra utal, hogy a melanokortin-3 receptor (MC3-R) autoinhibitorikus receptorként működhet egyes POMC neuronokon. Ez a hipotalamusz szeletpreparátum azt is megerősíti, hogy az íves POMC-neuronok sokféle tápanyagra és hormonra reagálnak. Így az arcuatális melanokortin rendszer a legjobban úgy írható le, mint az energia homeosztázisban részt vevő sokféle jel csatornája, ahol a leptin tónusosan szabályozza az áramkör érzékenységét a hormonok és tápanyagok széles skálájára.