Fett oder Kohlenhydrate: Der neuronale Mechanismus, der die Wahl der Lebensmittel bestimmt
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Die Nahrungsaufnahme bei Säugetieren wird durch ein komplexes neuronales System gesteuert. Obwohl mehrere wichtige neuronale Bahnen, die mit der Gesamtkalorienaufnahme zusammenhängen, umfassend untersucht wurden, ist noch immer unklar, wie die Nahrungsauswahl reguliert wird und wie sie das gesamte Ernährungsverhalten beeinflusst. Die Auswahl zwischen verschiedenen Arten von Nahrungsmitteln, wie z. B. HCD und HFD, wird durch verschiedene interne Bedingungen beeinflusst. So fressen Mäuse in der Regel nur HFD, aber sie fressen sowohl HCD als auch HFD, wenn nach der Verabreichung von 2DG Glucoprivation auftritt. Die neuronalen Mechanismen, die dahinter stehen, sind jedoch noch unbekannt. Das Forscherteam untersuchte die neuronalen Mechanismen, die bei Mäusen nach der Verabreichung von 2DG die Nahrungswahl zwischen HCD und HFD beeinflussen. Sie fanden heraus, dass der Verzehr von HCD und HFD nach 2DG unabhängig voneinander durch AMP-Kinase 3) (AMPK)-regulierte Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) 4)-Neuronen bzw. Melanocortin-4-Rezeptor (MC4R) 5)-exprimierende Neuronen im PVH gesteuert wird. Die Forscher entdeckten auch, dass Neuropeptid Y (NPY)-Neuronen im Nucleus des Tractus solitaire (NTS) und im ventrolateralen Medulla (VLM) sowohl die AMPK-regulierten CRH-Neuronen als auch die MC4R-Neuronen im PVH aktivieren und die Aufnahme von HCD und HFD nach einer 2DG-Behandlung fördern. Umgekehrt hemmen NPY-Neuronen im Nucleus arcuatus des Hypothalamus (ARC) MC4R-Neuronen im PVH, was allein zu einer erhöhten HFD-Aufnahme führt. Diese Ergebnisse zeigten erstmals, dass die Aufnahme von HCD und HFD durch zwei getrennte neuronale Bahnen im Gehirn gesteuert wird. Dies könnte neue Einblicke in das Verständnis der neuronalen Mechanismen bieten, die der Auswahl von Lebensmitteln mit unterschiedlicher Nährstoffzusammensetzung zugrunde liegen.
2DG-induzierte Glukoprivation fördert die Aufnahme von kohlenhydratreicher (HCD) und fettreicher (HFD) Nahrung im paraventrikulären Nukleus des Hypothalamus (PVH) durch die Aktivierung von Neuropeptid Y (NPY)-Neuronen im Nukleus des Solitärtrakts (NTS), der ventrolateralen Medulla (VLM) und dem Arcuate Nucleus des Hypothalamus (ARC). Die Aktivierung von NPY-Neuronen im NTS und VLM stimuliert AMPK-regulierte Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH)-Neuronen im PVH, was zu einer erhöhten HCD-Aufnahme führt, die dazu beiträgt, den durch 2DG verursachten beeinträchtigten Glukosestoffwechsel auszugleichen. Im Gegensatz dazu erhöhen NPY-Neuronen im NTS, VLM und ARC, die auch AgRP (agouti-related peptide) freisetzen, die HFD-Aufnahme nach 2DG-Injektion, indem sie Melanocortin-4-Rezeptor-Neuronen (MC4R) im PVH hemmen.
Yasuhiko Minokoshi
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Originalveröffentlichung
Yasuhiko Minokoshi, Thierry Alquier, Noboru Furukawa, Young-Bum Kim, Anna Lee, Bingzhong Xue, James Mu, Fabienne Foufelle, Pascal Ferré, Morris J. Birnbaum, Bettina J. Stuck, Barbara B. Kahn; "AMP-kinase regulates food intake by responding to hormonal and nutrient signals in the hypothalamus"; Nature, Volume 428, 2004-3-17
Nawarat Rattanajearakul, Kunio Kondoh, Ou Fu, Shiki Okamoto, Kenta Kobayashi, Ken-ichiro Nakajima, Yasuhiko Minokoshi; "Glucoprivation-induced nutrient preference relies on distinct NPY neurons that project to the paraventricular nucleus of the hypothalamus"; Metabolism
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