Патофизиология на храненето
Патофизиология на храненето Проф. Д-р Gyula Szabó, ръководител на катедрата, професор
Хранителна физиология N. vagusfferens Напрегнати хранителни вещества 2
Периферни регулатори на храненето I. Хормони от мастна тъкан 1. Лептин (leptos постно) Има ефект както върху периферната, така и върху централната нервна система. Количеството на циркулиращия лептин е пропорционално на количеството мазнини Периферен ефект: ангиогенеза, регулиране на имунната функция (тимопоеза, Th 1 цитокинова стимулация) Ефект на централната нервна система: Лептин преминава през кръвно-мозъчната бариера и към хипоталамо-лептиновия рецептор (OB-Rb) N ARC, PVN и VMN семена намаляват приема на храна и освобождаването на енергия (анорексичен ефект) подобрява POMC/CART активността POMC α-msh освобождаване: α-msh инхибира приема на храна; освобождаването на енергия CART инхибира приема на храна; освобождаване на енергия 3
Инхибира активността на орексигенните NPY/AgRP неврони Ако нивата на лептин са ниски, гладът се увеличава, приемът на храна се увеличава и метаболизмът намалява Нивата на лептин са ниски: гладна загуба на тегло и анорексия нервна чревна обструкция, циркулиращ лептинов дефицит и хиперфагия възпаление, треска Нивата на лептин са високи в затлъстяване на лептинов рецептор и/или нарушения на трансдукцията на сигнала (резистентност) Нарушаване на транспорта на лептин през кръвно-мозъчната бариера Генът на лептин е пестелив ген: той съхранява енергия за периоди на нужда 4
2. Адипонектин Регулира енергийната хомеостаза Повишава чувствителността към инсулин Намалява експресията на TNF-α-зависимите адхезионни молекули Нивата на адипонектин се увеличават със загуба на тегло и намаляват при затлъстяване 3. Резистин Нивата на резистин намаляват със загуба на тегло; повишава инсулиновата резистентност при затлъстяване и допринася за развитието на захарен диабет 5
II. Панкреатични хормони 1. Инсулинът, подобно на лептина, е дългосрочен регулатор на енергийното домакинство. Инсулиновият рецептор навлиза в мозъка чрез медииран транспорт. Инсулиновият рецептор в n ARC инхибира експресията на NPY/AgRP и по този начин упражнява своя анорексичен ефект (намалява приема на храна и телесното тегло). Плазмената концентрация на инсулин зависи от периферната инсулинова чувствителност. Инсулиновата чувствителност зависи от запасите от мазнини и разпределението на мазнините. Намалената инсулинова чувствителност е свързана с развитието на затлъстяване и захарен диабет 6
2. Панкреатичен полипептид (рр) Произвежда: панкреас, дебело черво и ректума Периферният РР навлиза в централната нервна система през околокръговидните органи; Свързването с рецептори Y 4 намалява хипоталамусния NPY, експресията на орексин намалява приема на храна и телесното тегло PP, приложено към централната нервна система, има обратен ефект (механизъм.) 3. Амилин Намалява приема на храна, изпразване на стомаха в централната нервна система, рецептори в централната нервна система, област лимбична система) чрез 7
N. vagusfferens Напрежение Хранителни вещества Сигнал за затлъстяване Количеството на циркулиращия хормон е пропорционално на количеството мазнини 8
III. Стомашно-чревни хормони 1. Грелин В допълнение към централната нервна система, той се произвежда в проксималната част на стомашно-чревния тракт (стомаха, дванадесетопръстника, илеума, сляпото черво и дебелото черво) Повишава нивата на hgh, ACTH и пролактин Единственият циркулиращ орексигенен хормон. Повишава апетита (стимулира сигнализирането в NPY и AgRPneurons) Повишава нивата на хипоталамусните ендоканабиноиди Плазмените нива на грелин показват дневни промени; постпрандиално намаляване на нивата на грелин При анорексия плазменият грелин се нормализира при затлъстяване При пациенти със затлъстяване плазменият грелин намалява, но се увеличава след индуцирана от диетата загуба на тегло 9
Закуска Обяд Вечеря Плазмено ниво на грелин (pg/ml) Нормално тегло Затлъстяване Адаптивен отговор за предотвратяване на преяждане (с изключение: синдром на Preder-Willi или по-чувствителен към грелин Време 10
2. Холецистокинин (CCK): сигналът за ситост А се произвежда в дванадесетопръстника и инхибира приема на храна в n. чрез вагус CCK рецептор нокаут плъхове стават затлъстели 3. Пептид YY 3-36 (PYY 3-36) NPY хомоложен в двата края Tyr PYY 3-36 се среща в дисталната част на стомашно-чревния тракт: илеум, дебело черво и ректума (произведени от L клетки) Периферен ефект: намалява изпразването на стомаха, секрецията на панкреаса и стомашния сок; засилва усвояването на течности и електролити в илеума; намалява приема на храна и телесното тегло Циркулиращ PYY a n. ARC и блуждаещо свързване на мозъчния ствол (Y 2 рецептор) влияят върху приема на храна Инхибира NPY/AgRP и стимулира POMC/CART клетките 11
Продукти на хормон преди проглукагон 4. Оксинтомодулин, произведен от чревни L клетки, намалява приема на храна Той също има ефект на централната нервна система 5. Гукагон-подобен пептид-1 (GLP-1) Произведен от чревни L клетки, но се среща и в панкреаса и регулатор на хомеостазата на енергията на мозъчния ствол GLP-1 инхибира приема на храна и увеличаването на теглото Инкретинов ефект: подобрява инсулина и намалява глюкагона 12
Хранене Устна кухина GHS-R ASIC 3 OB-Rb Грелин Напрежение Лептин Стомах CCK 1 -R CCK Дуоденум 5-HT 3 -R Глюкоза Y 2 -R 5-HT Мазнинен протеин PYY 3-36 Илеум Jejunum GLP1-R GLP-1 Двоеточие Ректум ASIC 3-киселинно-чувствителен йонен канал 3 Вагусни аферентни рецепторни рецептори 13
Префронтална кора Мастна тъкан Стомашно-чревен тракт Вагус аференс Мозъчен ствол LHA страничен хипталамус VMN n. ventromedialis DMN n. dorsomedialis ДДС n. paraventricularis ARC n. аркуатус 14
Регулиране на храненето на централната нервна система I. Хипоталамусни регулатори на храненето Nucleusarcuatus (nARC) 1. Невропептид Y на системата Orexigen (NPY) В n ARC NPY се увеличава с агути-подобен пептид (AgRP) при най-високите нива на орексиген:, лептин, инсулин и PYY 3-36 намаляват експресията на NPY и AgRPco с 95% NPY действа върху Y 1 и Y 5 рецепторите 15
2. Анорексигенна система Меланокортинова система POMC и нейните продукти (α-msh, ACTH и др.) Хипоталамусната POMC експресия се определя от хранителния статус: нивата на POMC намаляват по време на гладуване; лептинов PYY 3-36 стимулира експресията на POMC/CART Меланокортинов рецептор в PVN [MC-3R и 4R] Меланокортинов рецептор ендогенен антагонист: AgRP 16
Меланокортинова система: Agouti-подобен пептид е антагонист на рецептора MC-4 Поглъщането на енергия намалява Nucleusarcuatus POMC Кокаин и ампетамин регулиран транскрипт Nucleus arcuatus NPY Agouti-подобен пептид Мастна тъкан Съхранение на енергия намалява 17
Регулиран кокаин и ампетамин транскрипт (количка) Пептиден невротрансмитер в n ARC, който инхибира приема на храна Нивата се увеличават, когато се прилага амфетамин или кокаин, може би това може да обясни ефекта на потискане на апетита на двата агента като медиатор на сигнала за ситост на лептина. Нивата на CART намаляват по време на лишаване от храна, но периферното приложение на лептин се увеличава 18