Beslenmenin hipotalamik kontrolünde irisin hormonunun etkilerinin araştırılması

Abstract

Hipotalamus, beslenmenin kontrolünde roller üstlenmiş bir merkezdir ve bu merkezde beslenme davranışını kontrol eden leptin, ghrelin, nöropeptid Y (NPY) ve proopiomelanokortin (POMC) başta olmak üzere birçok peptidin aktif rol aldığı bilinmektedir. İrisin 2012 yılında Boström vd., tarafından peptid yapılı bir miyokin olarak tanımlanmıştır. Bu çalışma ile irisinin, beslenme davranışı üzerine etkileri NPY, POMC ve UCP2 mRNA ifadeleri ile bu genlere ait protein düzeyleri ilişkilendirilerek açıklanması amaçlanmıştır. Materyal ve Metot: Çalışmada ağırlıkları 240-325 gr olan 40 adet Wistar-Albino cinsi erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar eşit olarak 4 gruba ayrıldı (n=10): Kontrol grubuna herhangi bir uygulama yapılmadı, sham kontrol grubuna ozmotik mini pompa implante edildi ve 10µl/saat hacminde 7 gün süresince yapay beyin omurilik sıvısının (irisinin çözücüsü) infüzyonu gerçekleştirildi. Uygulama gruplarına ise 7 gün süreyle irisinin, fizyolojik (10 nM) ve farmakolojik (100 nM) dozları 10 µl/saat hacminde infüze edildi. Çalışma süresince hayvanlar kafeslerde bireysel olarak tutuldu, hayvanların günlük yem ve su tüketimleri ile vücut ağırlıkları takip edildi. Yedi günlük infüzyon sonunda hayvanlara ötanazi uygulanarak beyin dokusu ve kan örnekleri toplandı. Toplanan kan örneklerinden ELISA yöntemiyle grupların serum leptin ve ghrelin seviyeleri, fotometrik yöntem ile grupların metabolik parametreleri (glukoz, kolestrol, trigliserit, HDL, LDL) ölçüldü. Alınan beyin dokularından (hipotalamus) RT-PCR yöntemiyle grupların UCP2, POMC ve NPY mRNA düzeyleri, Western blot yöntemiyle de bu genlere ait protein miktarları belirlendi. Bulgular: Uygulanan irisinin her iki konsantrasyonu (10 ve 100 nM) sıçanların günlük yem tüketimini arttırdı (p<0.05) ancak vücut ağırlığında ve su tüketiminde anlamlı bir değişime neden olmadı. İrisinin serum leptin seviyesini azalttığı (p<0.05), ghrelin seviyesini ise arttırdığı gözlendi (p<0.05). Uygulanan irisin NPY ve UCP2 seviyelerini arttırırken, POMC seviyesinde azalmaya neden oldu (p<0.05). Ayrıca irisinin serum glukoz ve HDL seviyesini azalttığı buna karşın LDL, kolestrol ve TG seviyelerinde ise artışa sebep olduğu görüldü (p<0.05). Sonuç: Tüm bu bulgular irisinin iştahı arttırdığını ancak artan yem tüketimine rağmen vücut ağırlığını değiştirmediğini göstermektedir.

Hypothalamus undertakes important roles in the control of feeding, and in this center, taking active roles of leptin, ghrelin, neuropeptide Y (NPY), proopiomelanocortin (POMC) and many other peptides controlling feeding behavior is known. Boström et al. identified irisin as a myokine in 2012. This study intends to clarify possible effects of the irisin on feeding behavior with gene expression of NPY, POMC UCP2 and their protein levels. Material and Method: In this study, 240-325 g in weight of 40 male Wistar-Albino rats were used. Rats were evenly separated into four groups (n=10). Osmotic mini-pumps were implanted to lateral ventricule and artificial cerebrospinal fluid (vehicle; sham group), 10 and 100 nM concentrations of irisin were infused for 7 days. Throughout the experimental period, the rats were kept in individual cages, and body weight, food and water consumption of the animals were daily recorded. At the end of the seven day infusion the animals were killed, and the brain tissue and blood samples were collected. Serum leptin and ghrelin levels of the groups were measured from blood samples by ELISA method and metabolic parameters (glucose, cholesterol, triglycerides, HDL, LDL) using a photometric method. UCP2, POMC and NPY mRNA levels from brains tissues (hypothalamus) and the protein analysis of these genes were determined by Real Time-PCR and Western blot methods, respectively. Results: All concentrations of irisin (10 and 100 nM) increased the daily food intake of the rats (p<0.05); but they did not cause a significant change in body weight and water consumption. Irisin reduced the levels of serum leptin (p<0.05), and it increased ghrelin levels (p<0.05). Administration of irisin increased NPY and UCP2 levels while it decreased POMC levels (p<0.05). In addition, although irisin decreased the levels of serum glucose and HDL, it increased LDL, cholesterol and TG levels (p<0.05). Conclusion: All these findings indicated that irisin increased the appetite, however it did not change body weight despite increasing feed consumption.