Jądro łukowate jako przewód dla różnorodnych sygnałów istotnych dla homeostazy energetycznej

Neurony jądra łukowatego odpowiadają na szeroki zakres hormonów i składników odżywczych, w tym leptynę, insulinę, steroidy gonadalne i glukozę. Oprócz potencjalnych mechanizmów transportowych, substancje peryferyjne mogą docierać do tych neuronów poprzez ciała komórek łukowatych w i projekcje do wzniesienia pośrodkowego, regionu uważanego za narząd okrężny. Łukowate jest silnym miejscem działania leptyny, prawdopodobnie pośrednicząc w komponencie działania leptyny przez łukowate ciała komórkowe neuropeptydu Y/peptydu związanego z agouti (NPY/AgRP) i neuronów pro-opiomelanokortyny (POMC) oraz włączając tę strukturę w długoterminową kontrolę zapasów energetycznych. Jednakże ghrelina, endogenny ligand receptora sekretagogicznego hormonu wzrostu, może również stymulować odżywianie i przyrost masy ciała, częściowo poprzez działanie na receptory w neuronach NPY. Ponieważ grelina jest wydzielana przez żołądek po wyczerpaniu się treści pokarmowej, z okresem półtrwania nie dłuższym niż godzina, jądro łukowate może być również ważne w wykrywaniu i reagowaniu na ostre zmiany składników odżywczych. Opracowaliśmy system do rejestracji z neuronów łukowatego POMC przy użyciu myszy zawierających transgen, w którym promotor POMC napędza ekspresję białka zielonej fluorescencji (GFP). U tych myszy 99% neuronów β-endorfinowych wykazuje ekspresję GFP, co ułatwia rejestrację całokomórkową metodą patch clamp z rzadko rozmieszczonych neuronów POMC. Wszystkie neurony POMC wydają się być aktywowane przez leptynę, poprzez dwa różne mechanizmy, podczas gdy około 30-50% neuronów wydaje się być hamowanych przez specyficznego agonistę hormonu stymulującego gamma-melanocyty (MSH). Ten ostatni wynik sugeruje, że receptor melanokortyny-3 (MC3-R) może działać jako receptor autoinhibicyjny na niektórych neuronach POMC. Ten preparat podwzgórza potwierdza również reaktywność neuronów łukowatych POMC na wiele różnych substancji odżywczych i hormonów. Tak więc układ arcuate melanokortyny jest najlepiej opisany jako przewód wielu różnych sygnałów zaangażowanych w homeostazę energetyczną, z leptyną działającą tonicznie, aby regulować reaktywność obwodu na szeroką gamę hormonów i składników odżywczych.

.