Arkuat çekirdekteki kolinerjik nöronların beslenme davranışına etkisinin incelenmesi

Abstract

Obezite dünya üzerinde 700 milyondan fazla insanı etkileyen, yaşam kalitesini önemli ölçüde azaltıp olası muhtelif hastalıkların (kardiovasküler hastalıklar, depresyon, diyabet, çeşitli kanser tipleri gibi) görülme risklerini arttırmak gibi çok yönlü etkileri olan ve belirli seviyelerinde mortaliteyle sonuçlanabilecek evrensel bir sağlık sorunudur. Günümüz mevcut yöntemlerinin yeterli düzeyde olmaması ve obezite insidansının giderek artması, obeziteyle savaşta yeni stratejilerin belirlenmesine duyulan ihtiyacı arttırmıştır. Bu hususta beyindeki enerji dengesi ve beslenmeden sorumlu alan olan hipotalamusun arkuat (ARC) çekirdek bölgesi üzerine yoğunlaşılmıştır. Çünkü bu bölgenin Aguoti ilişki protein (AGRP) ve Pro-opiomelanocortin (POMC) çekirdekleri üzerinden sırasıyla fizyolojik açlık ve tokluk üzerinden beslenmeyi kontrol ettiği bilinmektedir. Ancak bu kontroldeki kolinerjik nöronların rolü ve etkisinin davranışa yansıması açığa çıkartılmamıştır. İnsanların çevresinden gözlemleyebildiği bir gerçek olan sigaraya başlayanların kilo verdiği fakat sigarayı bıraktıkları zaman hızla kilo aldıkları bu çalışma hipotezinin kurulmasında temel gözlemlerden biri olmuştur. Çünkü sigarada bulunan nikotin, nikotin reseptörleri üzerinden etkisini gösterir ki asetilkolin ifade eden kolinerjik nöronlar da temelde nikotinik (nAChR) ve muskarinik (mAChR) reseptörler üzerinden etkilerini gösterir. Yapılan bu çalışmada, hipotalamustaki kolinerjik nöronlar morfolojik olarak tespit edilip, enerji metabolizması ve beslenmeyi kontrol ettiği bilinen ARC bölgesindeki bu kolinerjik nöronların, beslenme davranışına olan etkisi incelenmiştir. ChAT (kolin asetiltransferaz) transgenik fare ile yapılan kemogenetik deneylerde, ARC'daki kolinerjik nöronların CNO ile uyarımında besin tüketiminde artış gözlenmiştir (p=0,0014). Aynı fare hattında ilgili bölgedeki kolinerjik nöronların ablasyonu sonrasında ise uzun vadede besin tüketiminde azalma belirlenmiştir (p=0,038). Dolayısıyla, ARC bölgesindeki kolinerjik nöronların beslenmenin kontrolünde kısa ve uzun vadede belirli bir şekilde rol aldığına dair önemli bulgular elde edilmiş olup, özgün sonuçlar elde edilmiştir.

Obesity affecting more than 700 millions of people worldwide, significantly reducing life quality, increasing the likely risk of various diseases (cardiovascular diseases, depression, diabetes, definitive types of cancers) has multifaceted effects and on certain level possibly triggering mortality, is a global health problem. Since current therapeutic methods stay ineffective and obesity insidence is increasing dramatically, requirement for novel approach to treatment of obesity has emerged significantly. For this issue, arcuate nucleus (ARC) of hypothalamus, certain brain region, has been centered upon that known as control center of energy homeostasis and physiological feeding. Since this region has been known as controling the physiological fast and feed state upon aguoti related protein (AGRP) and Pro-opiomelanocortin (POMC) secreting neurons. However cholinergic neurons in these region and their effect on feeding behaviour has been remain unidentified. The fact that people observe from their environment that individuals who start smoking lose weight whereas once they quit smoking they gain weight, become one of the fundamental observation to constract hypothesis for this study. Since cigarette contains nicotine which shows its effects upon nicotinic receptors and fundamentally acetylcholine expressing cholinergic neurons exhibit their effects upon nicotinic (nAChR) and muscarinic reseptors (mAChR). In this study, cholinergic neurons in arcuate nucleus are morphologically characterized and investigated the effects of those cholinergeic neurons in ARC region which controls the energy homeostasis and feeding, on feeding behaviour. In the chemogenetic studies with ChAT (choline acetyltransferase) transgenic mice, cholinergic neurons in ARC stimulated with CNO shows increase in food consumption (p=0,0014). Ablation of cholinergic neurons in the ARC shows decrease in food consumption in the long term (p=0,038). Therefore our findings suggest that cholinergic neurons in ARC affects the regulation of feeding control in the short and long term, our results are novel.