Impactos da privação alimentar sobre a sinalização do peptídeo inibitório gástrico, colecistocinina e hormônio estimulador de melanócito do tipo alfa no órgão subfornical de ratos Wistar machos

Abstract

Introdução: O órgão subfornical (SFO) é uma estrutura circunventricular (desprovida de barreira hematoencefálica) do sistema nervoso central, reconhecida por sua capacidade em detectar sinais circulantes e retransmiti-los para núcleos hipotalâmicos que estão envolvidos no controle da homeostase hidromineral, cardiovascular, reprodutiva e energética. Entretanto, diversos receptores de membrana, inclusive para peptídeos periféricos, ainda não tiveram sua expressão e ação no SFO caracterizada na literatura. Objetivo: Analisar a expressão gênica para receptores de membrana no SFO, bem como a ação de hormônios peptídicos circulantes sobre a atividade de células do SFO e sua possível ação sobre o controle da ingestão de alimentos e água em animais alimentados e jejuados. Metodologia: Este trabalho foi aprovado pela CEUA/UNIFESP e protocolado sob no 7055281119. Ratos Wistar machos foram divididos em três grupos: controle; jejum 24 h; e jejum 48 h. Após a microdissecção do SFO foi realizada a análise de expressão gênica por qPCR. Posteriormente, foi verificado se administração intraperitoneal (i.p.) de peptídeo inibitório gástrico (GIP), colecistocinina 8 (CCK-8) e hormônio estimulador de melanócito do tipo alfa (alfa-MSH) era capaz de alterar a imunorreatividade para a proteína c-Fos no SFO e núcleos hipotalâmicos que recebem aferência direta deste, como o supraóptico (SON) e arqueado (ARC). Por fim, verificou-se se a microinjeção de GIP, CCK-8 e alfa-MSH diretamente no SFO era capaz de modular ingestão de ração e água e o ganho de peso em ratos. A significância estatística foi estabelecida como p < 0,05. Resultados: Utilizando o qPCR foi possível identificar a expressão de mRNAs para os seguintes receptores de membrana no SFO: receptor para peptídeo inibitório gástrico (Gipr), para colecistocinina do tipo B (Cckrb), receptor para melanocortina 4 (Mc4r), receptor neurotrófico tirosina quinase 1 (Ntrk1) e 2 (Ntrk2), para esfingosina-1-fosfato (S1pr1), para ativina do tipo 1 (Acvr1) e “reticulon 4 receptor like 1” (Rtn4rl1). Verificamos que o jejum foi capaz de reduzir a expressão para Mc4r e do Cckrb, enquanto aumentou a expressão para Gipr, Ntrk1, S1pr1, Acvr1 e Rtn4rl1, sem alteração significativa na expressão do Ntrk2. O tratamento com GIP i.p. foi capaz de aumentar o número de células expressando c-Fos no SFO e reduzir no SON dos animais jejuados, mas não nos alimentados. Ao contrário, quando tratados com CCK-8 i.p., apenas os ratos alimentados tiveram aumento de c-Fos no SFO, sem resposta dos ratos jejuados. Já o alfa-MSH, aumentou a expressão de c-Fos no SFO em níveis semelhantes tanto em ratos alimentados quanto jejuados. Tanto o tratamento a CCK-8 quanto o alfa-MSH não levaram a alterações significativas da expressão de c-Fos no SON ou ARC. As microinjeções de peptídeos no SFO não foram capazes de alterar respostas na ingestão de água e ração e ganho de peso. Conclusões: O SFO expressa o mRNA para receptores de GIP, CCKB e a alfa-MSH e sua expressão é modulada pelo jejum. Esses receptores parecem ser funcionais no SFO, já que a administração i.p. de GIP, CCK e alfa-MSH foi capaz modular a expressão de c-Fos nesta estrutura. Entretanto, a ação destes receptores no SFO pode estar envolvida na modulação de outras respostas fisiológicas que não os comportamentos ingestivos, já que a microinjeção de seus agonistas diretamente no SFO não modulou a ingestão de ração ou de água em ratos alimentados ou jejuados.

Introduction: The subfornical organ (SFO) is a circumventricular structure (without a blood­brain barrier) of the central nervous system, recognized for its ability to detect circulating signals and relay them to hypothalamic nuclei that are involved in the control of hydromineral, cardiovascular, reproductive homeostasis and energetic. However, several membrane receptors, including receptors for peripheral peptides, still need to have their expression and action in SFO characterized in the literature. Objective: To analyze gene expression for membrane receptors in the SFO, the possible signalling of circulating peptide hormones on the activity of SFO cells and their possible action on controlling food and water intake in fed and fasted animals. Methodology: This work was approved by CEUA/UNIFESP and filed under number 7055281119. Male Wistar rats were divided into three groups: control with access to food, fasting 24 h, and fasting 48 h. After the microdissection of the SFO, gene expression analysis was performed by qPCR. Subsequently, it was verified whether intraperitoneal (i.p.) administration of gastric inhibitory peptide (GIP), cholecystokinin 8 (CCK­8) and alpha­melanocyte­stimulating hormone (alpha­MSH) were capable of altering the immunoreactivity for c­Fos protein in SFO and hypothalamic nuclei that receive direct input from it, such as the supraoptic (SON) and arcuate (ARC). Finally, it was verified whether the microinjection of GIP, CCK­8 and alpha­MSH directly into the SFO was able to modulate feed and water intake and weight gain in rats. Statistical significance was established as p < 0.05. Results: Using qPCR, it was possible to identify the expression of mRNAs for the following membrane receptors in SFO: receptor for gastric inhibitory peptide (Gipr), for cholecystokinin type B (Cckrb), receptor for melanocortin 4 (Mc4r), neurotrophic receptor tyrosine kinase 1 (Ntrk1) and 2 (Ntrk2), for type 1 sphingosine­1­phosphate (S1pr1), for activin type 1 (Acvr1) and reticulon 4 receptor­like 1” (Rtn4rl1). We found that fasting was able to reduce Mc4r and Cckrb expression while increasing Gipr, Ntrk1, S1pr1, Acvr1 and Rtn4rl1 expression without significant change in Ntrk2 expression. Treatment with i.p. GIP increased the number of cells expressing c­Fos in the SFO and reduced the number of cells expressing c­Fos in the fasted animals but not in the fed ones. On the contrary, when treated with i.p. CCK­8, only the fed animals had increased c­Fos in the SFO, with no response in the fasted animals. On the other hand, alpha­MSH increased c­Fos expression in SFO at similar levels in both fed and fasted rats. CCK­8 and alpha­MSH treatment did not significantly change c­Fos expression in SON or ARC. Peptide microinjections into the SFO could not change responses in water and food intake and weight gain. Conclusions: SFO expresses mRNA for GIP, CCKB and alpha­MSH receptors, and its expression is modulated by fasting. These receptors appear to be functional in SFO, as i.p. of GIP, CCK, and alpha­MSH was able to modulate c­Fos expression in this structure. However, the action of these receptors in the SFO may be involved in the modulation of other physiological responses that are not ingestive behaviours since the microinjection of their agonists directly into the SFO did not modulate the intake of food or water in fed or fasted animals.