L'insulina legata alla temperatura corporea

Maggio 20, 2016 Admin Salute 0 3
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Un team guidato da scienziati del Scripps Research Institute hanno scoperto un legame diretto tra l'insulina - un ormone a lungo associato con il metabolismo e malattie metaboliche come il diabete - e la temperatura corporea. Mentre molta ricerca è stata condotta su insulina dalla sua scoperta nel 1920, questa è la prima volta l'ormone è stato collegato il processo fondamentale di regolazione della temperatura.

Il documento è stato pubblicato di recente in un anticipo, numero online della rivista Diabetes, una rivista della American Diabetes Association, e apparirà nel numero di gennaio di stampa edizione della pubblicazione.

Gli scienziati hanno scoperto che quando l'insulina è stato iniettato direttamente in una specifica area del cervello nei roditori, la temperatura corporea è aumentato, il metabolismo aumenta, e adiposo bruno (grasso) dei tessuti è stato attivato per liberare il calore. Il team di ricerca ha anche scoperto che questi effetti sono stati dose-dipendente - fino a un certo punto, il più insulina, più queste misure metaboliche rosa.




"Gli scienziati sanno da anni che l'insulina è coinvolta nella regolazione del glucosio nei tessuti al di fuori del cervello", ha detto neurobiologo Scripps Research Manuel Sanchez-Alavez, che fu il primo autore della nuova carta con Bartfai colleghi laboratorio Iustin V. Tabarean e Olivia Osborn ( ora presso la University of California, San Diego). "La connessione con regolazione della temperatura nel cervello è nuova."

Oltre a suggerire una nuova prospettiva su malattie come il diabete che comportano l'interruzione dei percorsi dell'insulina, lo studio aggiunge alla nostra comprensione della temperatura corporea - la temperatura di quelle parti del corpo contenenti organi vitali, cioè il tronco e la testa . Normalmente, la temperatura corporea rimane in un intervallo ristretto in modo che si possono verificare reazioni enzimatiche chiave. Quando la temperatura corporea va fuori di questo intervallo per periodi prolungati - maggiore, come nella febbre, o meno elevata in ipotermia - il risultato è danno al corpo.

Variazioni più modeste della temperatura corporea sono associate con il nostro 24 ore ciclo sonno-veglia quotidiana, il ciclo ormonale mensile femminile, e, intrigante, gli effetti della restrizione calorica severa.

"La nostra carta mette in evidenza la possibilità che le differenze di temperatura interna può svolgere un ruolo nell'obesità e possono rappresentare una area terapeutica in futuro drug design", ha aggiunto Osborn.

Un sorprendente trovare

Il laboratorio di Tamas Bartfai, che è presidente del Dipartimento di Neuroscienze Molecolari e Integrative, direttore del Research Institute Harold Dorris Neurologiche, e un membro dell'Istituto Skaggs di Biologia Chimica presso Scripps Research, ha studiato la biologia di regolazione della temperatura per quasi un decennio. L'idea per il nuovo studio è nata da alcuni recenti esperimenti nel suo laboratorio di esplorare le proprietà delle cellule chiamate "neuroni warm-sensibili." Queste cellule esistono solo nella zona preottica del cervello, che è noto per regolare la temperatura corporea.

Nel lavoro coordinato da Osborn per caratterizzare questi neuroni e la loro trascrittoma (tutte le molecole di RNA messaggero in una cellula, che riflettono i geni si esprimono), il team ha notato qualcosa di inaspettato - un RNA messaggero per un recettore dell'insulina.

"Siamo stati sorpresi di trovare il recettore dell'insulina,", ha detto Tabarean. "Il recettore dell'insulina è molto ben documentato nel pancreas e in altri tessuti periferici. Ma nel cervello, non era chiaro e abbiamo sicuramente non sapeva della sua esistenza nei neuroni warm-sensibili."

Ipotizzando che l'insulina agiva nella regolazione della temperatura corporea a causa della sua presenza in neuroni termosensibili, gli scienziati hanno cercato di indagare. Per farlo, hanno usato una rara combinazione di tecniche tra cui la biologia molecolare a livello di singola cellula, l'elettrofisiologia, tecniche di imaging, e in studi metabolici in vivo.

In primo luogo, Tabarean portato il lavoro a cella singola, esaminando l'effetto dell'insulina su singoli neuroni termosensibili, che sparano più frequentemente quando la temperatura sale. I risultati hanno mostrato che l'insulina era potente nel ridurre frequenza di scarica dei neuroni.

Successivamente, i membri del laboratorio Bartfai progettati diversi studi intero animale per confermare questi risultati ed esaminare i percorsi nel corpo che potrebbero essere interessati.

Accensione Splendidamente

Gli scienziati sospettavano che l'insulina nel cervello potrebbe funzionare per riscaldare il corpo attraverso un percorso specifico che coinvolgono i segnali che hanno viaggiato dalla zona preottica del cervello, lungo il midollo spinale, ai neuroni che dirigono il tessuto adiposo bruno a consumare energia per produrre calore.

Tessuto adiposo Brown, noto anche come grasso marrone, è distinto dal grasso bianco che brucia calorie piuttosto che la loro memorizzazione. Mentre negli anni passati, il grasso bruno è stato pensato per esistere nell'uomo solo quando sono neonati, studi recenti hanno dimostrato che i depositi di grasso bruno si trovano anche negli adulti sani, in particolare intorno ai loro clavicole e il collo. È interessante notare che le persone anziane hanno meno grasso marrone rispetto ai più giovani, e gli individui obesi hanno meno di individui magri.

Per vedere se il grasso bruno è stato attivato dall'insulina nel cervello, il gruppo Bartfai collaborato con i membri della Seimens Medical Solutions, che sono esperti in tecniche di imaging. In particolare, gli scienziati hanno esaminato l'effetto delle iniezioni di insulina nell'area preottica di ratti sul tessuto adiposo bruno che usano la tomografia computerizzata (CT) scansioni e la tomografia ad emissione di positroni (PET). Roditori possiedono tessuto adiposo bruno in due grandi masse sulla schiena tra le scapole.

Quando l'attività del grasso bruno è stato catturato visivamente, i dati hanno confermato le proiezioni degli scienziati.

"Dopo l'iniezione di insulina nella zona preottica, il tessuto adiposo bruno si accende molto bello", ha detto Sanchez-Alavez.

Avanti, Sanchez-Alavez condotto studi che esaminano gli effetti dell'insulina sul metabolismo, in particolare misurando l'effetto delle iniezioni di insulina nell'area preottica di topi sul consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica. Ancora una volta, i risultati hanno mostrato che il tasso metabolico aumentava con un incremento di insulina.

"Tutte le tecniche di scansione - PET/CT, studi metabolici, lavoro telemetrica - supportano l'effetto ipertermica di insulina in modelli di roditori," Sanchez-Alavez riassunto.

Gli autori fanno notare che mentre la loro nuova carta illumina un pezzo fondamentale del puzzle dei processi metabolici del corpo, solleva anche molte domande interessanti: Come fa l'insulina arrivare all'area preottica del cervello - ci si attraversa la barriera emato-encefalica o è di produzione locale? Sono i diabetici, che sono insensibili all'insulina nei tessuti periferici, ancora sensibili all'insulina nel cervello; in tal caso, potrebbe questa dicotomia essere utilizzata per lo sviluppo di una nuova terapia? Potrebbe scienziati trovare un modo per utilizzare queste nuove conoscenze per aumentare il dispendio energetico ai fini della perdita di peso?

"Questo è un progetto molto lungo", ha detto Sanchez-Alavez. "Spero che ottenere finanziamenti per continuare questa ricerca."

Oltre a Sanchez-Alavez, Tabarean, e Osborn, autori della carta includono Kayo Mitsukawa, Izabella Klein, Joe Klaus, Bruno Conti, e Tamas Bartfai di Scripps Research; Jean Schaefer e Jeffrey Dubins, Kristina H Holmberg, e John R Hadcock di Pfizer Ltd,.; Luis F Gomez, Hartmuth Kolb, e James Secrest di Siemens Medical Solutions; Jeanine Jochems, Kevin Myashiro, Peter Buckley, e James Eberwine della University of Pennsylvania School of Medicine.

Questo studio è stato sostenuto dal Harold Dorris Neurological Research Institute, l'Istituto di Biologia Skaggs Chemical, il Ellison Medical Foundation, Pfizer, il National Institutes of Health, e dal Fondo di Formula Health Research (HRFF) del Commonwealth of Pennsylvania.

(0)
(0)

Commenti - 0

Non ci sono commenti

Aggiungi un commento

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caratteri rimanenti: 3000
captcha