A stressz krónikus és akut hatása az energiamérlegre: vannak-e megfelelő állatmodellek?

Absztrakt

a stresszt a fenyegetett homeosztázis állapotaként határozták meg (208), amely fiziológiai, neurológiai és viselkedési változások tömbjét eredményezi. A szimpatikus idegrendszer (SNS) aktiválása serkenti a norepinefrin és az adrenalin felszabadulását a mellékveséből. A hipotalamusz-hipofízis-mellékvese (HPA) tengely aktiválása (1. ábra) felszabadítja a glükokortikoidokat (GC) a mellékvesekéregből (168), és az egyéb endokrin válaszok közé tartozik a növekedési hormon (135), a pajzsmirigy-stimuláló hormon (135) elnyomása, és reproduktív hormonok (111), de fokozott prolaktin felszabadulás (8). Ezek és más fiziológiai és viselkedési válaszok lehetővé teszik az egyén számára, hogy reagáljon a környezet változására, de krónikus stressz esetén különféle patológiák alakulhatnak ki, amelyek végül életveszélyessé válnak (190) ). Az elmúlt években számos áttekintés jelent meg, amelyek a stresszre reagáló rendszerek sajátos aspektusainak (113, 172, 203) működésével vagy a stressz állatok viselkedésére gyakorolt hatásával foglalkoznak (12, 132, 163). Ezzel szemben a felülvizsgálat célja annak meghatározása, hogy mely állatmodellek alkalmasak a stressz okozta energiamérleg változásainak vizsgálatára.

A hipotalamusz hipofízis mellékvese tengelyének (HPA) és a kortikotropin-felszabadító faktor (CRF) rendszerének sematikus ábrázolása és ezek hatása az energiaegyensúlyra. PVN, a hipotalamusz paraventrikuláris magja; UCN, urokortin; CRFR, CRF receptor; SNS, szimpatikus idegrendszer; ACTH, adrenokortikotrop hormon.

Kortikotropin-felszabadító faktor rendszer és energiamérleg

A kortikotropin-felszabadító faktor (CRF) rendszer (1. ábra) az endokrin és a stresszre adott viselkedési válaszok fő kezdeményezője. Rágcsálóknál a CRF rendszer magában foglalja a CRF, az urokortin (Ucn I), az Ucn II és az Ucn III neurotranszmittereket (128, 171, 233, 236). A G-fehérjéhez kapcsolt CRF-receptoroknak két altípusa van (CRFR1 és CRFR2), mindegyiknek több izoformája és különböző szöveteloszlása van (94, 101, 203, 234). A CRF-kötő fehérje (CRFBP) szekvenálja a CRF-et és az Ucn I-t (100), de nem az Ucn II-t vagy az Ucn III-t (128). A CRF és az Ucn I széles körben elterjedt az agy neuronjaiban (213), és mindkettő kötődik a CRFR1-hez és a CRFR2-hez, de a CRF sokkal nagyobb affinitással rendelkezik a CRFR1 iránt, mint a CRFR2 (23), míg a CRFR-rel 45% -ban homológ Ucn nagy affinitás mindkét receptorhoz (78, 236). Az Ucn II és III a CRFR2 (78, 128, 171) szelektív ligandumai és korlátozottabb eloszlásúak, mint a CRF vagy az Ucn (128, 171), de mindkettő az előagy területein expresszálódik, beleértve a hipotalamust is.

Napi ritmusa van az ACTH-nak és az ACTH-függő GC-felszabadulásnak, amelyek pulzáló módon szekretálódnak, rövid felszabadulási törtekkel, körülbelül óránkénti időközönként (241). Az embereknél a plazma ACTH és a kortizol szintje reggel csúcspontot ér el, és késő este eléri a mélypontot (89). Ez a minta megfordul az éjszaka aktív állatokban (102). Akut stressz esetén az ACTH-koncentráció körülbelül 5 perc alatt (63), a GC pedig 30 percen belül éri el a csúcsot, majd csökkenésnek indul (87). A krónikus stressz növelheti a hormonkoncentrációt a legalacsonyabb hőmérsékleten és csökkentheti a napi ciklus amplitúdóját (58).

A CRF (62), az Ucn I (202), az Ucn II (98) és az Ucn III (68) központi és perifériás (217) injekciói elnyomják az ételbevitelt. Az Ucn I felezési ideje a leghosszabb, az Ucn III a legrövidebb. Az Ucn I egyetlen intraperitoneális injekciója akár 48 órán keresztül is gátolhatja az egerek táplálékfelvételét és súlygyarapodását, míg az Ucn III hasonló dózisa hatékony az 1. táblázatban). A rágcsálókban a stressz kiváltásának különböző módszerei és más állatmodellek eltérő viselkedési és fiziológiai reakciókat eredményeznek (25), de felvetették, hogy a krónikus társadalmi stressz az állat természetes élőhelyének stresszeseményeire jellemzőbb, a stressz etiológiája mellett. kapcsolódó rendellenességek emberben (25, 112).

Asztal 1.

A stressz okozta súlygyarapodás állatmodelljeinek összehasonlítása a stressz okozta súlygyarapodásra fogékony emberek jellemzőivel

EmberekMajmokHamsterekSzociálisan legyőzött egerekGC-vel infúziós egerek

A krónikus stressz jellege	Állandó pszichés nyomás a munkahelyen vagy otthon	A társadalmilag domináns majmok állandó jelenléte	Időszakos fizikai érintkezés domináns férfi/láb sokkkal	A domináns egér állandó jelenléte korlátozott fizikai érintkezéssel	Folyamatos kortikoszteron adagolás
Az alany neme	Általában nőstény	Csak a nők teszteltek	Csak a férfiak teszteltek	Csak a férfiak teszteltek
Napi élelmiszer-bevitel	Visszafogott	Megnövekedett	Megnövekedett	Fokozott/nem más	Megnövekedett
Ételbevitel akut stressz után	Megnövekedett
Testtömeg/zsírtartalom	Megnövekedett	Megnövekedett	Megnövekedett	Fokozott/nincs változás/csökkent	Megnövekedett
Testtömeg a stressz befejezése után	Fenntartott	A fiatalokban normalizálódnak, az öregekben a nyereség megmarad	Normalizálva
Alapszintű GC szint	Normál	Elnyomva	Normál	Ugyanaz, mint az egyedileg elhelyezett kezelőszervek	Atrofizált mellékvese
GC válasz akut stresszre	Megnövekedett	Megnövekedett
HPA reaktivitás	Károsodott DST	ACTH-val szemben túlérzékeny, károsodott DST	Károsodott DST
Hivatkozások	66, 79, 91, 153, 166, 177, 224, 247, 248, 259, 263	6, 184, 195, 254	71, 199	14, 15, 77, 148, 163, 182	41, 104

A stressz okozta súlygyarapodásra hajlamos emberek fenotípusának összefoglalása és a stressz okozta súlygyarapodás állatmodelljei. Az üres mezők azt jelzik, hogy a paramétert nem jelentették.

GC, glükokortikoid; HPA, hipotalamusz hipofízis mellékvese tengelye; DST, dexametazon szuppressziós teszt; ACTH, adrenokortikotrop hormon.

Farokcsípés.

Társadalmi konfliktus.

A stressz okozta súlygyarapodás a keringő ghrelin jelentős növekedésével jár, amely a gyógyulás során megfordul (164). A Ghrelin egy olyan hormon, amely éhség állapotában fokozódik (226), serkenti az étel bevitelét (257), és ismételt alkalmazásával növeli az adipozitást (229). A legyőzött egerek megnövekedett súlygyarapodása a nagyobb ételméret miatt megnövekedett táplálékbevitelhez kapcsolódik, amely korrelál az etetés megkezdése előtt megnövekedett ghrelin-koncentrációkkal (51, 120). A ghrelin stressz alatti táplálékbevitelének elősegítésével összhangban a vad típusú egerek, amelyek ghrelin receptor antagonista vagy ghrelin knock-out egerek központi infúzióit kapják, nem híznak krónikus stressz alatt (164).

A táplálékfelvételt és a testtömeg mértékét magában foglaló kísérletek közül keveset terveztek az energiaegyensúly vizsgálatára, mert a stresszkutatások többsége szorongásra és depresszióra összpontosít. Az akut vagy krónikus stressz és az emberi egyensúly közötti kapcsolat megértéséhez nemcsak megbízható kísérleti állatmodellek létrehozására és teljes körű jellemzésére lesz szükség, hanem további információk gyűjtésére is szükség van az emberi alanyok fenotípusára mind a stressznek való kitettség alatt, mind azt követően. . Annak ellenére, hogy a jelenlegi érdeklődés a stresszre és a súlygyarapodásra összpontosul, az akut vagy krónikus stressz állatmodelljeiben történő betekintés a tartós fogyás mechanizmusaiba lehetővé teheti a testtömeget szabályozó központi és perifériás mechanizmusok jobb megértését, sőt új lehetőségeket is kínálhat beavatkozások kidolgozása a súlyvesztés kiváltására túlterhelt, nem stresszes egyéneknél.

TÁMOGATÁSOK

Ezt a tanulmányt az Országos Cukorbetegség, Emésztési és Vesebetegségek Intézete támogatta. A DK 053903. Számú támogatást R. B. S. Harris kapta.

KÖZZÉTÉTELEK

A szerző (k) nem jelentenek be pénzügyi vagy egyéb összeférhetetlenséget.