Dezvăluiri ale autorului: S. G. Bouret, fără conflicte de interese.

rolul

Sebastien G. Bouret, Rolul experiențelor hormonale și nutriționale timpurii în modelarea comportamentului hrănirii și a dezvoltării hipotalamice, Jurnalul de nutriție, volumul 140, numărul 3, martie 2010, paginile 653–657, https://doi.org/10.3945/jn .109.112433

Abstract

Obezitatea la adulți și copii devine din ce în ce mai multă problemă majoră de sănătate la nivel mondial. Cu toate acestea, mecanismele biologice precise care guvernează această boală nu au fost pe deplin elucidate. Obezitatea implică interacțiunea complexă a unei game largi de factori de mediu și genetici. În plus, există acum un număr tot mai mare de dovezi care sugerează că modificările în mediul metabolic în perioade importante de dezvoltare a organelor pot predispune indivizii la dezvoltarea ulterioară a obezității și diabetului. Obezitatea maternă sau malnutriția în timpul sarcinii crește riscul de tulburări metabolice (inclusiv obezitate) la descendenți. În mod similar, supranutriția precoce postnatală predispune și descendenții la obezitatea adultului. Hipotalamusul pare să joace un rol esențial în controlul apetitului. Se confruntă cu o creștere extraordinară începând de la începutul gestației și continuând în perioada postnatală. Aceste ferestre de dezvoltare reprezintă perioade de sensibilitate pentru dezvoltarea hipotalamică în care modificări ale mediului nutrițional și/sau hormonal pot perturba dezvoltarea hipotalamică și funcția ulterioară.

Introducere

Posibile mecanisme prin care mediul metabolic perinatal poate programa obezitatea la adulți. Mediile nutritive și hormonale intrauterine și/sau precoce postnatale în perioadele sensibile de dezvoltare a organelor pot crește susceptibilitatea la boli metabolice în timpul vieții adulte. În special, obezitatea maternă sau malnutriția în timpul sarcinii, precum și supranutriția precoce postnatală pot avea impact asupra dezvoltării și funcției ulterioare a circuitelor hipotalamice care controlează alimentarea și echilibrul energetic. Pe lângă factorii de mediu, predispozițiile genetice la obezitate par să aibă și un impact important asupra formării circuitelor de hrănire hipotalamică.

Posibile mecanisme prin care mediul metabolic perinatal poate programa obezitatea la adulți. Mediile nutritive și hormonale intrauterine și/sau precoce postnatale în perioadele sensibile de dezvoltare a organelor pot crește susceptibilitatea la boli metabolice în timpul vieții adulte. În special, obezitatea maternă sau malnutriția în timpul sarcinii, precum și supranutriția precoce postnatală pot avea impact asupra dezvoltării și funcției ulterioare a circuitelor hipotalamice care controlează hrănirea și echilibrul energetic. În plus față de factorii de mediu, predispozițiile genetice la obezitate par să aibă și un impact important asupra formării circuitelor de alimentare hipotalamice.

Perioade de sensibilitate pentru dezvoltarea hipotalamică

Semnalele neurotrofice care orchestrează dezvoltarea hipotalamică

Acțiunea neurotrofică a leptinei asupra căilor de hrănire hipotalamică. La șoareci de tip sălbatic, ARH trimite proiecții masive către populații discrete de neuroni localizați în DMH și PVH ai hipotalamusului și în LHA. Fiecare dintre aceste grupuri de celule joacă un rol major în controlul neuronal al hrănirii. În timpul vieții postnatale timpurii, leptina pare să acționeze ca un factor neurotrofic important care dirijează formarea circuitelor de hrănire hipotalamică. Șoarecii lipsiți de leptină afișează întreruperea permanentă a proiecțiilor din ARH către fiecare dintre site-urile sale țintă. Leptina acționează în principal în timpul unei perioade critice neonatale restrânse pentru a promova formarea de proiecții neuronale hipotalamice; acest proces de dezvoltare pare mult diminuat la șoarecii adulți. Panourile inferioare și superioare prezintă o ilustrare schematică a unei secțiuni coronare la nivelul ARH și respectiv PVH. eu, eminență mediană; V3, al treilea ventricul. Ilustrațiile schematice se bazează pe Brain Maps: Structura creierului șobolanului (49).

Acțiunea neurotrofică a leptinei asupra căilor de hrănire hipotalamică. La șoareci de tip sălbatic, ARH trimite proiecții masive către populații discrete de neuroni localizați în DMH și PVH ai hipotalamusului și în LHA. Fiecare dintre aceste grupuri de celule joacă un rol major în controlul neuronal al hrănirii. În timpul vieții postnatale timpurii, leptina pare să acționeze ca un factor neurotrofic important care dirijează formarea circuitelor de hrănire hipotalamică. Șoarecii lipsiți de leptină afișează întreruperea permanentă a proiecțiilor din ARH către fiecare dintre site-urile sale țintă. Leptina acționează în principal în timpul unei perioade critice neonatale restrânse pentru a promova formarea de proiecții neuronale hipotalamice; acest proces de dezvoltare pare mult diminuat la șoarecii adulți. Panourile inferioare și superioare prezintă o ilustrare schematică a unei secțiuni coronare la nivelul ARH și respectiv PVH. eu, eminență mediană; V3, al treilea ventricul. Ilustrațiile schematice se bazează pe Brain Maps: Structura creierului șobolanului (49).

Perioade de sensibilitate maximă la factorii trofici

Multe dintre evenimentele cheie care apar în timpul dezvoltării sistemelor neuronale funcționale sunt deosebit de sensibile la indicii de dezvoltare care apar în perioadele timpurii de dezvoltare. În concordanță cu această idee, leptina acționează în primul rând în timpul unei perioade critice neonatale restrânse pentru a promova formarea de proiecții neuronale din ARH către alte nuclee hipotalamice; această activitate de dezvoltare este mult diminuată la șoarecii adulți (31). Cu toate acestea, leptina poate afecta în continuare plasticitatea creierului la adulți, provocând rearanjarea sinaptică a intrărilor excitatorii și inhibitorii asupra neuronilor arcuți (35), sugerând că aceste circuite rămân relativ plastice pe tot parcursul vieții. În plus, în ceea ce privește răspunsurile neurogene, neuronii hipotalamici maturi par încă sensibili la indicii externi. De exemplu, injecțiile cu factor neurotrofic ciliar la șoarecii obezi adulți induc o neurogeneză marcată în hipotalamus (36). Aceste descoperiri susțin ideea că hipotalamusul rămâne relativ sensibil la indicii neurotrofici în timpul vieții adulte. Cu toate acestea, atât gradul, cât și natura răspunsurilor neuroplastice hipotalamice pot diferi între adulți și nou-născuți.

Influențe de dezvoltare ale nutriției materne și postnatale timpurii asupra căilor de hrănire hipotalamică

Mulțumiri

Autorul unic avea responsabilitatea pentru toate părțile manuscrisului.