Abstract

Obezitatea este una dintre bolile predominante la nivel mondial cauzate de dezechilibrul dintre consumul de alimente și consumul de energie. Peste 100 de ani de cercetare demonstrează că hipotalamusul este regiunea critică a creierului care reglează homeostazia energetică, iar dovezile sugerează participarea populațiilor non-neuronale, cum ar fi astrocitele și microglia, în reglarea homeostaziei energetice. Recent, s-a constatat că inflamația hipotalamică indusă de dieta bogată în grăsimi dereglează homeostazia energetică, ducând la rezistență la insulină, intoleranță la glucoză și obezitate. Au fost propuse mai multe mecanisme de bază, dar dovezi convingătoare necesită elucidări suplimentare. Această revizuire discută mecanismele actualizate propuse prin care dieta bogată în grăsimi induce inflamația hipotalamică și obezitatea.

Aceasta este o previzualizare a conținutului abonamentului, conectați-vă pentru a verifica accesul.

Opțiuni de acces

Cumpărați un singur articol

Acces instant la PDF-ul complet al articolului.

Calculul impozitului va fi finalizat în timpul plății.

inflamarea

Referințe

Agrawal NK, Kant S (2014) Direcționarea inflamației în diabet: opțiuni terapeutice mai noi. World J Diab 5: 697–710

Anand BK, Brobeck JR (1951) Localizarea unui „centru de hrănire” în hipotalamusul șobolanului. Proc Soc Exp Biol Med 77: 323-324

Apovian CM (2016) Obezitate: definiție, comorbidități, cauze și sarcină. Am J Manag Care 22: pp176–185

Araujo EP, Torsoni MA, Velloso LA (2010) Inflamare hipotalamică și obezitate. Hormone Limbic Syst 82: 129–143

Benoit SC, Kemp CJ, Elias CF, Abplanalp W, Herman JP, Migrenne S, Lefevre AL, Cruciani-Guglielmacci C, Magnan C, Yu F, Niswender K, Irani BG, Holland WL, Clegg DJ (2009) Acid palmitic mediază hipotalamic rezistența la insulină prin modificarea localizării subcelulare PKC-theta la rozătoare. J Clin Invest 119: 2577–2589

Borg ML, Omran SF, Weir J, Meikle PJ, Watt MJ (2012) Consumul unei diete bogate în grăsimi, dar nu antrenament regulat de exerciții de anduranță, reglează acumularea de lipide hipotalamice la șoareci. J Physiol 590: 4377–4389

Cesar HC, Pisani LP (2017) Inflamarea hipotalamică și programarea epigenetică mediată de acidul gras. J Nutr Biochem 42: 1-6

Chavez JA, Summers SA (2012) O viziune centrată pe ceramidă a rezistenței la insulină. Cell Metab 15: 585-594

Choi YH, Fujikawa T, Lee J, Reuter A, Kim KW (2013) Revizuirea nucleului medial ventral al hipotalamusului: rolurile neuronilor SF-1 în homeostazia energetică. Neuroști din față 7:71

Cintra DE, Ropelle ER, Moraes JC, Pauli JR, Morari J, Souza CT, Grimaldi R, Stahl M, Carvalheira JB, Saad MJ, Velloso LA (2012) Acizii grași nesaturați întorc inflamația hipotalamică indusă de dietă în obezitate. PLoS ONE 7: e30571

Cone RD (2005) Anatomie și reglare a sistemului central de melanocortină. Nat Neurosci 8: 571-578

Dalvi PS, Chalmers JA, Luo V, Han DY, Wellhauser L, Liu Y, Tran DQ, Castel J, Luquet S, Wheeler MB, Belsham DD (2017) Grăsimi ridicate induc inflamații acute și cronice în hipotalamus: efectul dietă grasă, palmitat și TNF-alfa pe neuronii NPY care reglează apetitul. Int J Obes (Lond) 41: 149–158

Date Y, Ueta Y, Yamashita H, Yamaguchi H, Matsukura S, Kangawa K, Sakurai T, Yanagisawa M, Nakazato M (1999). Proc Natl Acad Sci SUA 96: 748-753

De Souza CT, Araujo EP, Bordin S, Ashimine R, Zollner RL, Boschero AC, Saad MJ, Velloso LA (2005) Consumul unei diete bogate în grăsimi activează un răspuns proinflamator și induce rezistența la insulină în hipotalamus. Endocrinologie 146: 4192–4199

Douglass JD, Dorfman MD, Fasnacht R, Shaffer LD, Thaler JP (2017) Semnalizarea astrocitului IKK beta/NF-kappa B este necesară pentru obezitatea indusă de dietă și inflamația hipotalamică. Mol Metab 6: 366-373

Dragano NRV, Solon C, Ramalho AF, De Moura RF, Razolli DS, Christiansen E, Azevedo C, Ulven T, Velloso LA (2017) Receptorii polinesaturați ai acizilor grași, GPR40 și GPR120, sunt exprimați în hipotalamus și controlează energia homeostaziei și inflamației . J Neuroinflamm 14:91

Fekete C, Legradi G, Mihaly E, Huang QH, Tatro JB, Rand WM, Emerson CH, Lechan RM (2000) hormonul stimulator alfa-melanocitar este conținut în terminalele nervoase care inervează neuronii care sintetizează hormonii care eliberează tirotropina în nucleul hipotalamic paraventricular și previne suprimarea indusă de post a expresiei genei hormonului care eliberează protirotropina. J Neurosci 20: 1550–1558

Fleming JW, Mcclendon KS, Riche DM (2013) Noi agenți pentru obezitate: lorcaserin și fentermină/topiramat. Ann Pharmacother 47: 1007-1016

Fritsche KL (2015) Știința acizilor grași și a inflamației. Adv Nutr 6: 293s - 301s

Gao Y, Bielohuby M, Fleming T, Grabner GF, Foppen E, Bernhard W, Guzmán-Ruiz M, Layritz C, Legutko B, Zinser E, García-Cáceres C, Buijs RM, Woods SC, Kalsbeek A, Seeley RJ, Nawroth PP, Bidlingmaier M, Tschöp MH, Yi CX (2017) Zaharurile dietetice, nu lipidele, determină inflamația hipotalamică. Mol Metab 6: 897–908

Gupta S, Knight AG, Gupta S, Keller JN, Bruce-Keller AJ (2012) Acizii grași saturați cu lanț lung activează semnalizarea inflamatorie în astrocite. J Neurochem 120: 1060-1071

Henson PM (2005) Umezirea inflamației. Nat Immunol 6: 1179–1181

Hill JW (2012) Căi PVN care controlează homeostazia energetică. Indian J Endocrinol Metab 16: S627–636

Hill JO, Wyatt HR, Peters JC (2012) Echilibrul energetic și obezitatea. Circulația 126: 126–132

Holland WL, Brozinick JT, Wang LP, Hawkins ED, Sargent KM, Liu Y, Narra K, Hoehn KL, Knotts TA, Siesky A, Nelson DH, Karathanasis SK, Fontenot GK, Birnbaum MJ, Summers SA (2007) Inhibarea ceramidei sinteza ameliorează rezistența la insulină indusă de glucocorticoizi, grăsimi saturate și obezitate. Cell Metab 5: 167–179

Horvath TL (2005) Greutatea obezității: un hipotalamus cu fir moale. Nat Neurosci 8: 561-565

Hotamisligil GS (2006) Inflamație și tulburări metabolice. Natura 444: 860–867

Hotamisligil GS (2010) Stresul reticulului endoplasmatic și baza inflamatorie a bolilor metabolice. Celula 140: 900-917

Hotamisligil GS (2017) Inflamație, metaflamare și tulburări imunometabolice. Natura 542: 177–185

Huang S, Rutkowsky JM, Snodgrass RG, Ono-Moore KD, Schneider DA, Newman JW, Adams SH, Hwang DH (2012) Acizii grași saturați activează căile de semnalizare proinflamatoare mediate de TLR. J Lipid Res 53: 2002–2013

Kahn BB, Flier JS (2000) Obezitatea și rezistența la insulină. J Clin Invest 106: 473-481

Kim MS, Pak YK, Jang PG, Namkoong C, Choi YS, Won JC, Kim KS, Kim SW, Kim HS, Park JY, Kim YB, Lee KU (2006) Rolul Foxo1 hipotalamic în reglarea aportului alimentar și a energiei homeostazie. Nat Neurosci 9: 901–906

Kim KW, Zhao L, Donato J Jr, Kohno D, Xu Y, Elias CF, Lee C, Parker KL, Elmquist JK (2011) Factorul steroidogen 1 dirijează programele care reglementează termogeneza indusă de dietă și acțiunea leptinei în nucleul hipotalamic medial ventral. Proc Natl Acad Sci SUA 108: 10673-10678

Kim KW, Donato J Jr, Berglund ED, Choi YH, Kohno D, Elias CF, Depinho RA, Elmquist JK (2012) FOXO1 în hipotalamusul ventromedial reglează echilibrul energetic. J Clin Invest 122: 2578–2589

Kinyua AW, Yang DJ, Chang I, Kim KW (2016) Factorul steroidogen 1 din nucleul ventromedial al hipotalamusului reglează obezitatea dependentă de vârstă. PLoS ONE 11: e0162352

Kitamura T, Feng Y, Kitamura YI, Chua SC Jr, Xu AW, Barsh GS, Rossetti L, Accili D (2006) Forkhead protein FoxO1 mediază efectele dependente de Agrp ale leptinei asupra consumului de alimente. Nat Med 12: 534-540

Klockener T, Hess S, Belgardt BF, Paeger L, Verhagen LA, Husch A, Sohn JW, Hampel B, Dhillon H, Zigman JM, Lowell BB, Williams KW, Elmquist JK, Horvath TL, Kloppenburg P, Bruning JC (2011) Hrănirea cu conținut ridicat de grăsimi promovează obezitatea prin receptorul de insulină/inhibarea dependentă de PI3 K a neuronilor SF-1 VMH. Nat Neurosci 14: 911-918

Konner AC, Bruning JC (2012) Rezistența selectivă la insulină și leptină în tulburările metabolice. Cell Metab 16: 144–152

Kopelman PG (2000) Obezitatea ca problemă medicală. Natura 404: 635

Kreutzer C, Peters S, Schulte DM, Fangmann D, Türk K, Wolff S, Van Eimeren T, Ahrens M, Beckmann J, Schafmayer C, Becker T, Kerby T, Rohr A, Riedel C, Heinsen FA, Degenhardt F, Franke A, Rosenstiel P, Zubek N, Henning C, Freitag-Wolf S, Dempfle A, Psilopanagioti A, Petrou-Papadaki H, Lenk L, Jansen O, Schreiber S, Laudes M (2017) Inflamarea hipotalamică în obezitatea umană este mediată de mediu și factori genetici. Diabet 66: 2407

Lancaster GI, Langley KG, Berglund NA, Kammoun HL, Reibe S, Estevez E, Weir J, Mellett NA, Pernes G, Conway JRW, Lee MKS, Timpson P, Murphy AJ, Masters SL, Gerondakis S, Bartonicek N, Kaczorowski DC, Dinger ME, Meikle PJ, Bond PJ, Febbraio MA (2018) Dovezi că TLR4 nu este un receptor pentru acizii grași saturați, ci mediază inflamația indusă de lipide prin reprogramarea metabolismului macrofagelor. Cell Metab 27: 1096–1110.e1095

Le Thuc O, Stobbe K, Cansell C, Nahon JL, Blondeau N, Rovere C (2017) Inflamări hipotalamice și perturbări ale echilibrului energetic: reflectoare pe chemokine. Front Endocrinol (Lausanne) 8: 197

Lee JY, Sohn KH, Rhee SH, Hwang D (2001) Acizii grași saturați, dar nu acizii grași nesaturați, induc expresia ciclooxigenazei-2 mediată prin receptorul Toll-like 4. J Biol Chem 276: 16683–16689

Lu XY, Barsh GS, Akil H, Watson SJ (2003) Interacțiunea dintre hormonul stimulant alfa-melanocit și hormonul care eliberează corticotropina în reglarea hrănirii și a răspunsurilor hipotalamo-hipofizo-suprarenale. J Neurosci 23: 7863–7872

Luquet S, Perez FA, Hnasko TS, Palmiter RD (2005) NPY/AgRP neuronii sunt esențiali pentru hrănirea șoarecilor adulți, dar pot fi ablați la nou-născuți. Știința 310: 683-685

Mayer CM, Belsham DD (2010) Palmitate atenuează semnalizarea insulinei și induce stresul reticulului endoplasmatic și apoptoza în neuronii hipotalamici: salvarea rezistenței și apoptozei prin activarea proteinei kinazei activată cu adenozină 5 ′ monofosfat. Endocrinologie 151: 576-585

Milanski M, Degasperi G, Coope A, Morari J, Denis R, Cintra DE, Tsukumo DML, Anhe G, Amaral ME, Takahashi HK, Curi R, Oliveira HC, Carvalheira JBC, Bordin S, Saad MJ, Velloso LA (2009) Acizii grași saturați produc un răspuns inflamator predominant prin activarea semnalizării TLR4 în hipotalamus: implicații pentru patogeneza obezității. J Neurosci 29: 359-370

Morton GJ, Cummings DE, Baskin DG, Barsh GS, Schwartz MW (2006) Controlul sistemului nervos central al consumului de alimente și al greutății corporale. Natura 443: 289–295

Nascimento LF, Souza GF, Morari J, Barbosa GO, Solon C, Moura RF, Victorio SC, Ignacio-Souza LM, Razolli DS, Carvalho HF, Velloso LA (2016) acizii grași n-3 induc neurogeneza celulelor care exprimă predominant POMC în hipotalamus. Diabet 65: 673-686

Obici S, Zhang BB, Karkanias G, Rossetti L (2002) Semnalizarea insulinei hipotalamice este necesară pentru inhibarea producției de glucoză. Nat Med 8: 1376–1382

Posey KA, Clegg DJ, Printz RL, Byun J, Morton GJ, Vivekanandan-Giri A, Pennathur S, Baskin DG, Heinecke JW, Woods SC, Schwartz MW, Niswender KD (2009) Acumularea de lipide proinflamatorii hipotalamice, inflamația și rezistența la insulină la șobolani hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi. Am J Physiol Endocrinol Metab 296: E1003-1012

Puig J, Blasco G, Daunis-I-Estadella J, Molina X, Xifra G, Ricart W, Pedraza S, Fernández-Aranda F, Fernández-Real JM (2015) Deteriorarea hipotalamică este asociată cu markeri inflamatori și performanțe cognitive mai slabe la obezi subiecte. J Clin Endocrinol Metab 100: E276 - E281

Ropelle ER, Flores MB, Cintra DE, Rocha GZ, Pauli JR, Morari J, De Souza CT, Moraes JC, Prada PO, Guadagnini D, Marin RM, Oliveira AG, Augusto TM, Carvalho HF, Velloso LA, Saad MJ, Carvalheira JB (2010) Activitatea anti-inflamatorie IL-6 și IL-10 leagă exercițiul de sensibilitatea la insulină hipotalamică și leptină prin IKKbeta și inhibarea stresului ER. PLoS Biol 8: e1000465

Roth CL (2015) Obezitate hipotalamică la pacienții cu craniofaringiom: homeostazie energetică perturbată legată de amploarea leziunilor hipotalamice și implicația acesteia pentru intervenția obezității. J Clin Med 4: 1774–1797

Schwartz MW, Woods SC, Porte D Jr, Seeley RJ, Baskin DG (2000) Controlul sistemului nervos central al consumului de alimente. Natura 404: 661-671

Sergi D, Morris AC, Kahn DE, Mclean FH, Hay EA, Kubitz P, Mackenzie A, Martinoli MG, Drew JE, Williams LM (2018) Acidul palmitic declanșează răspunsuri inflamatorii în celulele hipotalamice cultivate N42 parțial prin sinteza ceramidei dar nu prin TLR4 . Nutr Neurosci. https://doi.org/10.1080/1028415X.2018.1501533

Singhal G, Jaehne EJ, Corrigan F, Toben C, Baune BT (2014) Inflammasomi în neuroinflamare și modificări ale funcției creierului: o revizuire concentrată. Neuroști din față 8: 315

Smith KB, Smith MS (2016) Statistici privind obezitatea. Prim Care 43 (121-135): ix

microcircuite nuclee arcuate și "/>

Sternson SM, Shepherd GM, Friedman JM (2005) Cartografierea topografică a VMH -> microcircuitele nucleului arcuat și reorganizarea lor prin post. Nat Neurosci 8: 1356–1363

Stienstra R, Van Diepen JA, Tack CJ, Zaki MH, Van De Veerdonk FL, Perera D, Neale GA, Hooiveld GJ, Hijmans A, Vroegrijk I, Van Den Berg S, Romijn J, Rensen PCN, LaB Joosten, Netea MG, Kanneganti TD (2011) Inflammasome este un jucător central în inducerea obezității și a rezistenței la insulină. Proc Natl Acad Sci SUA 108: 15324–15329

Sumithran P, Prendergast LA, Delbridge E, Purcell K, Shulkes A, Kriketos A, Proietto J (2011) Persistența pe termen lung a adaptărilor hormonale la pierderea în greutate. N Engl J Med 365: 1597-1604

Sutton AK, Myers MG Jr, Olson DP (2016) Rolul circuitelor PVH în acțiunea leptinei și echilibrul energetic. Annu Rev Physiol 78: 207-221

Tak PP, Firestein GS (2001) NF-kappaB: un rol cheie în bolile inflamatorii. J Clin Invest 107: 7-11

Thaler JP, Yi CX, Schur EA, Guyenet SJ, Hwang BH, Dietrich MO, Zhao XL, Sarruf DA, Izgur V, Maravilla KR, Nguyen HT, Fischer JD, Matsen ME, Wisse BE, Morton GJ, Horvath TL, Baskin DG, Tschop MH, Schwartz MW (2012) Obezitatea este asociată cu leziuni hipotalamice la rozătoare și la oameni. J Clin Invest 122: 153-162

Timper K, Bruning JC (2017) Circuite hipotalamice care reglează pofta de mâncare și homeostazia energetică: căi spre obezitate. Dis Models Mech 10: 679–689

Valdearcos M, Robblee MM, Benjamin DI, Nomura DK, Xu AW, Koliwad SK (2014) Microglia dictează impactul consumului de grăsimi saturate asupra inflamației hipotalamice și a funcției neuronale. Cell Rep 9: 2124-2138

Valdearcos M, Douglass JD, Robblee MM, Dorfman MD, Stifler DR, Bennett ML, Gerritse I, Fasnacht R, Barres BA, Thaler JP, Koliwad SK (2017) Orchestre de semnalizare inflamatorie microglială răspunsul imun hipotalamic la excesul alimentar și mediază susceptibilitatea obezității . Cell Metab 26: 185

Williams KW, Liu T, Kong X, Fukuda M, Deng Y, Berglund ED, Deng Z, Gao Y, Liu T, Sohn JW, Jia L, Fujikawa T, Kohno D, Scott MM, Lee S, Lee CE, Sun K, Chang Y, Scherer PE, Elmquist JK (2014) Xbp1 s în neuronii Pomc conectează stresul ER cu echilibrul energetic și homeostazia glucozei. Cell Metab 20: 471-482

Won JC, Jang PG, Namkoong C, Koh EH, Kim SK, Park JY, Lee KU, Kim MS (2009) Administrarea centrală a unui inductor de stres al reticulului endoplasmatic inhibă efectele anorexigenice ale leptinei și insulinei. Obezitate (izvorul de argint) 17: 1861–1865

Woods SC, Seeley RJ, Porte D, Schwartz MW (1998) Semnale care reglează aportul de alimente și homeostazia energetică. Știință 280: 1378–1383

Woods JA, Wilund KR, Martin SA, Kistler BM (2012) Exercițiu, inflamație și îmbătrânire. Aging Dis 3: 130-140

Xu B, Goulding EH, Zang K, Cepoi D, Cone RD, Jones KR, Tecott LH, Reichardt LF (2003) Factorul neurotrofic derivat din creier reglează echilibrul energetic în aval de receptorul melanocortin-4. Nat Neurosci 6: 736-742

Xu AW, Ste-Marie L, Kaelin CB, Barsh GS (2007) Inactivarea traductorului de semnal și activatorul transcripției 3 în neuronii proopiomelanocortină (Pomc) au cauzat scăderea expresiei Pomc, obezitate ușoară și defecte în realimentarea compensatorie. Endocrinologie 148: 72–80

Yi CX, Al-Massadi O, Donelan E, Lehti M, Weber J, Ress C, Trivedi C, Muller TD, Woods SC, Hofmann SM (2012) Exercițiul protejează împotriva inflamației hipotalamice induse de dietă bogată în grăsimi. Fiziol Comportament 106: 485–490

Youm YH, Nguyen KY, Grant RW, Goldberg EL, Bodogai M, Kim D, D'agostino D, Planavsky N, Lupfer C, Kanneganti TD, Kang S, Horvath TL, Fahmy TM, Crawford PA, Biragyn A, Alnemri E, Dixit VD (2015) Metabolitul cetonic beta-hidroxibutirat blochează boala inflamatorie mediată inflammasom NLRP3. Nat Med 21: 263–269

Zhang X, Zhang G, Zhang H, Karin M, Bai H, Cai D (2008) Hippotalamic IKKbeta/NF-kappaB și stresul ER leagă supranutriția de dezechilibrul energetic și obezitatea. Celula 135: 61–73

Zhao Y, Li G, Li Y, Wang Y, Liu Z (2017) Eliminarea Tlr4 în nucleul arcuat îmbunătățește tulburările metabolice legate de obezitate. Sci Rep 7: 7441

Mulțumiri

Această lucrare a fost susținută de Fundația Națională de Cercetare (2016R1C1B3012748 și 2016R1A5A2008630 la K.W.K), Institutul de Dezvoltare a Industriei de Sănătate din Coreea (HI17C0745 la K.W.K.) și Colegiul de Medicină Dentară al Universității Yonsei (2018-32-0007).

Informatia autorului

Afilieri

Departamentul de Biologie Orală, Universitatea Yonsei, Colegiul de Medicină Dentară, BK21 PLUS, Seul, 03722, Coreea

Jichang Seong, Jung Yun Kang, Ji Su Sun și Ki Woo Kim

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

autorul corespunzator

Declarații de etică

Conflict de interese

Autorii declară că nu există niciun conflict de interese.

Informatii suplimentare

Nota editorului

Springer Nature rămâne neutru în ceea ce privește revendicările jurisdicționale din hărțile publicate și afilierile instituționale.