Il nucleo arcuato come condotto per diversi segnali rilevanti per l’omeostasi energetica

I neuroni del nucleo arcuato sono noti per essere sensibili a una vasta gamma di ormoni e sostanze nutritive, tra cui la leptina, insulina, steroidi gonadici e glucosio. Oltre ai potenziali meccanismi di trasporto, le sostanze periferiche possono accedere a questi neuroni attraverso i corpi cellulari arcuati in e proiezioni all’eminenza mediana, una regione considerata un organo circumventricolare. L’arcuato è un potente sito di azione della leptina, probabilmente mediando una componente degli effetti della leptina attraverso il neuropeptide Y/agouti-related peptide arcuato (NPY/AgRP) e neuroni pro-opiomelanocortina (POMC), e implicando questa struttura nel controllo a lungo termine delle riserve energetiche. Tuttavia, la grelina, il ligando endogeno del recettore secretagogo dell’ormone della crescita, può anche stimolare l’alimentazione e l’aumento di peso, in parte attraverso l’azione sui recettori nei neuroni NPY arcuati. Dal momento che la grelina viene secreto dallo stomaco sulla deplezione del contenuto, con una emivita di non più di un’ora, il nucleo arcuato può anche essere importante nel sentire e rispondere ai cambiamenti acuti di nutrienti. Abbiamo sviluppato un sistema per la registrazione da neuroni POMC arcuato utilizzando un topo contenente un transgene in cui il promotore POMC sta guidando l’espressione della proteina fluorescente verde (GFP). In questi topi, il 99% dei neuroni β-endorfina positivi esprimono GFP, rendendo le registrazioni patch clamp cella intera dai neuroni POMC scarsamente distribuiti facile. Tutti i neuroni POMC sembrano essere attivati dalla leptina, attraverso due diversi meccanismi, mentre circa il 30-50% dei neuroni sembrano essere inibiti da un agonista specifico dell’ormone stimolante i melanociti (MSH). Quest’ultimo risultato suggerisce che il recettore della melanocortina-3 (MC3-R) può agire come recettore autoinibitorio su alcuni neuroni POMC. Questa preparazione della fetta ipotalamica conferma anche la reattività dei neuroni POMC arcuati a un’ampia varietà di nutrienti e ormoni. Così il sistema arcuato melanocortina è meglio descritto come un condotto di molti segnali diversi coinvolti nell’omeostasi energetica, con leptina che agisce tonicamente per regolare la reattività del circuito ad una grande varietà di ormoni e sostanze nutritive.