Abstract


  • Departamentul de farmacologie și CRC pentru bolile inflamatorii cronice; Departamentul de Medicină, Universitatea din Melbourne, Spitalul Royal Melbourne, Victoria; și Departamentul de Fiziologie și Farmacologie, Școala de Științe Medicale, Universitatea din New South Wales, Sydney, Australia

Abstract

Raţional: În ciuda dovezilor epidemiologice irefutabile, fumatul țigării rămâne principala cauză prevenibilă a morbidității bolilor pulmonare la nivel mondial. Efectul de suprimare a apetitului tutunului este un factor determinant major al comportamentului fumatului, dar mecanismele moleculare și neuronale care stau la baza acestuia nu sunt înțelese. Neuropeptida Y (NPY) este o neuropeptidă orexigenică, a cărei activitate în nucleul hipotalamic paraventricular guvernează apetitul.

expunerea

Obiective: Pentru a compara efectele expunerii la fum și restricția echivalentă a alimentelor asupra greutății corporale, a masei de organe, a citokinelor și a NPY creierului la șoarecii Balb/c.

Metode: Un proiect de studiu de hrănire în perechi a comparat expunerea la fum (4 săptămâni; 1 țigară, 3 ×/zi, 5 zile/săptămână) cu restricție echivalentă a alimentelor (hrănite în pereche) și șoareci de control expuși la fals.

Rezultate: Expunerea la fum a indus rapid o anorexie ușoară. După 4 săptămâni, grupurile expuse la fum și hrănite în perechi au fost mai ușoare decât șoarecii martor (22,0 ± 0,2, 23,2 ± 0,5, 24,9 ± 0,4 g, respectiv; anorexie p; interleukină 6; leptină; factor de necroză tumorală α; proteine ​​de cuplare

Fumatul este principala cauză de deces și invaliditate care poate fi prevenită din cauza bolilor respiratorii la nivel mondial (1). Efectul de suprimare a poftei de mâncare a tutunului este un factor principal al comportamentului fumatului, iar creșterea potențială în greutate la încetare poate împiedica oamenii să renunțe (2-4). Efectul anorexigen al fumului de țigară poate contribui, de asemenea, la pierderea mușchilor scheletici la fumătorii pe termen lung care au dezvoltat boli pulmonare obstructive cronice (BPOC). O corelație negativă între fumat, greutatea corporală și aportul caloric a fost bine demonstrată la toate speciile (5, 6). Înțelegerea mecanismelor de reglare a apetitului de către tutun ar putea, prin urmare, contribui la gestionarea bolilor legate de fumat. Cu toate acestea, baza neuromoleculară a reglării poftei de mâncare de către fumul de țigară este necunoscută.

Nicotina, principalul component al dependenței tutunului, s-a dovedit că suprimă pofta de mâncare în multe studii (5, 6, 24-26). Receptorii nicotinici sunt foarte exprimați în hipotalamus și în medulă (27). Cu toate acestea, efectele nicotinei asupra expresiei NPY cerebrale sunt controversate (24, 25). Mai mult, efectele fumului de țigară în sine despre apetit și hipotalamic NPY sunt necunoscute.

Am raportat recent că șoarecii expuși la trei țigări, de trei ori pe zi timp de 4 zile au prezentat o scădere semnificativă a aportului de alimente și a greutății corporale (28). Deși concentrația plasmatică de leptină a fost semnificativ redusă la acest model acut, nu s-au observat modificări semnificative ale conținutului hipotalamic de NPY. Scopul prezentului studiu a fost investigarea modificărilor NPY, apetitului și compoziției corpului în timpul expunerii la țigări subcronice. Un proiect de studiu de control hrănit în pereche (PF) a adaptat aportul de alimente cu cel măsurat la șoarecii expuși la fum (SE) pentru a determina dacă restricția alimentară indusă de expunerea la fum de țigară este suficientă pentru a schimba greutatea corporală, țesutul adipos și NPY creierului. Am măsurat expresia ARNm adipos a proteinei 1 de decuplare (UCP1), UCP3, citokinelor inflamatorii, factorului de necroză tumorală α (TNF-α) și interleukinei 6 (IL-6), care sunt induse de fumat și care sunt mediatori procatabolici cunoscuți ai cașexiei, și o nouă enzimă care metabolizează trigliceridele, lipidele trigliceride lipide (ATGL). Unele dintre rezultatele acestor studii au fost raportate anterior în formă abstractă (29, 30).

Șoarecii au fost uciși după supradozaj anestezic (ketamină/xilazină, 180/32 mg/kg, intraperitoneal) prin decapitare. Plasma a fost stocată la -80 ° C pentru determinarea ulterioară a concentrațiilor plasmatice de leptină și corticosteron. Creierele au fost îndepărtate rapid și microdisecate pe gheață în regiuni care conțin PVN, Arc, hipotalamus anterior și posterior (AH, PH) și medulară, cântărite și depozitate la -80 ° C pentru determinarea ulterioară a NPY. Grăsimea corporală (țesutul adipos maro intercapular [BAT], țesutul adipos alb retroperitoneal stâng [Rp] [WAT], WAT testicular) și ficatul au fost disecate și cântărite. RpWAT și BAT au fost înghețați rapid pentru reacție în lanț cantitativă în timp real a polimerazei.

NPY cerebral endogen a fost extras și imunoreactivitatea asemănătoare NPY a fost măsurată printr-un test radioimuno specific dezvoltat în laboratorul nostru (33) folosind NPY sintetic ca standard (10-1,280 pg/tub; Auspep, Melbourne, Australia). Limita de detecție pentru radioimunotest a fost în mod obișnuit 2 pg NPY pe tub, iar coeficienții de variație intra- și inter-test au fost de 6 și, respectiv, 13%. NPY în fiecare regiune a creierului a fost calculată ca nanograme de NPY per miligram de țesut. Concentrațiile plasmatice de leptină și corticosteron au fost măsurate folosind kituri de radioimunotest disponibile în comerț (Linco, St. Charles, MO și, respectiv, Biomedicals MP, Irvine, CA).

ARN total a fost izolat din 20 mg atât de WAT cât și de BAT folosind un kit RNeasy (Qiagen, Valencia, CA) conform instrucțiunilor producătorului. Preparatul de ARN total purificat a fost folosit ca un șablon pentru a genera sinteza ADNc de catenă primară folosind SuperScript II (Invitrogen, Carlsbad, CA) așa cum s-a descris anterior (34). A fost efectuată o reacție în lanț cantitativă în timp real a polimerazei (ABI 7900 HT Sequence Detection System; Applied Biosystems, Foster City, CA) folosind grunduri dezvoltate din Applied Biosystems (34). Expresia genică a fost cuantificată prin multiplexarea reacțiilor unice, unde gena de interes (UCP1, UCP3, TNF-α, IL-6 și ATGL) a fost standardizată la 18s rARN. O probă BAT individuală din grupul de control a fost apoi repartizată în mod arbitrar ca un calibrator împotriva căruia toate celelalte probe au fost exprimate ca diferență de pliere.

Rezultatele sunt exprimate ca medie ± SEM. Greutatea corporală a fost analizată utilizând analiza varianței (ANOVA) cu măsuri repetate, urmată de a post hoc Testul diferenței cel mai puțin semnificative protejate de Fisher (LSD). Diferențele în aportul mediu de alimente, masa de grăsime și organe, concentrația plasmatică de leptină și corticosteron, concentrația și conținutul de NPY din creier și expresia ARNm au fost analizate folosind ANOVA unidirecțional, urmată de o post hoc Test LSD.

În timpul perioadei de aclimatizare, aportul alimentar al grupurilor martor și SE a fost similar (Tabelul 1). Aportul alimentar din grupul SE a scăzut cu 31% după prima zi de expunere la fum, iar aportul zilnic de alimente în timpul perioadei experimentale de 4 săptămâni a fost semnificativ redus cu 19% comparativ cu șoarecii martor (p

TABELUL 1. Efectul a 4 săptămâni de expunere la fum sau alimentarea perechilor pe consumul de alimente, greutatea corpului, masa de organe și hormoni de plasmă

Definiția abbreviations: BAT = țesut adipos maro; PF = hrană pereche; Rp = retroperitoneal; SE = fum expus; WAT = țesut adipos alb.

Rezultatele sunt exprimate ca medie ± SEM. Datele au fost analizate printr-o analiză unidirecțională a varianței, urmată de o post hoc testul diferenței cel mai puțin semnificativ.

* n = 22, 24 și respectiv 12.

Figura 3. expresie mARN a proteinei 1 de decuplare (UCP1; A) și UCP3 (B) în țesutul adipos alb (WAT) și țesutul adipos maro intercapular (BAT) în controlbare deschise; n = 12), SEbare cu dungi; n = 12) și PFbare în carouri; n = 12) grupuri la 4 săptămâni. Rezultatele sunt exprimate ca diferență de pliere în raport cu un eșantion BAT control. Datele au fost analizate de ANOVA unidirecțional urmat de un post hoc Test LSD. * Semnificativ diferit de grupul martor (p # semnificativ diferit de grupul SE (p Figura 4A). În BAT, TNF-α a fost înjumătățit prin expunerea la fum (p Figura 4A), iar restricția alimentară a avut un efect inhibitor mai mare asupra TNF-α decât a expus fumatul (p Figura 4B).

Figura 4. expresia ARNm a factorului de necroză tumorală α (TNF-α; A) și interleukina 6 (IL-6; B) în WAT și BAT în control (bare deschise; n = 12), SEbare cu dungi; n = 12) și PFbare în carouri; n = 12) grupuri la 4 săptămâni. Rezultatele sunt exprimate ca diferență de pliere în raport cu un eșantion BAT de control. Datele au fost analizate de ANOVA unidirecțional urmat de un post hoc Test LSD. * Semnificativ diferit de grupul de control (p # semnificativ diferit de grupul SE (p Figura 5). În BAT, nivelul expresiei mRNA ATGL a fost înjumătățit atât prin expunerea la fum, cât și prin hrănirea în pereche (p Figura 5).