A táplálékfelvételt befolyásoló neuropeptidek vizsgálata a patkány laterális septumának magvaiban

Abstract

A lateralis septum (LS), a limbikus rendszer részeként jelentős közvetítő szerepet tölt be a limbikus kérgi, illetve hypothalamikus és az agytörzsi területek kommunikációjában. Kísérletes bizonyítékok alapján fontos szerepet játszik számos viselkedés mintázat kialakításában. A neuroendokrin rendszerrel (hypothalamus) fenntartott kapcsolatai révén befolyással van többek között az állatok táplálék- és vízfelvételére. Területén kimutatható neuropeptidek közül a leucin-enkephalin (Leu-enk), a neuropeptid Y (NPY) és a galanin (Gal) a hypothalamikus magvakban is bizonyítottan fontos szereplője a táplálékfelvétel szabályozásának. Vizsgálatainkban feltártuk a Leu-enk, NPY és Gal megoszlását patkány LSnak rostrocaudalis tengelye mentén. Arra is kerestük a választ, hogy a patkány LS területén előforduló három neuropeptid immunocitokémiailag detektálható denzitás értékei változnak-e rövid távú, teljes, illetve hosszú távú, részleges táplálékmegvonás hatására. Kísérleteinket hím és nőstény, valamint ovariectomizált (OVX) állatok esetében is elvégeztük, az esetleges nemi különbségek megvilágítására. Alkalmazott módszereink részleges és teljes éheztetés, preembedding immuncitokémia, és computeres denzitometria voltak. A rostrocaudalis megoszlás alapján megállapítottuk, hogy mindhárom neuropeptid képviselteti magát a LS egész rostrocaudalis tengelye mentén. Legnagyobb mennyiségben a Leu-enk-t mutattuk ki, kisebb mennyiségben NPY-t és és legkisebb denzitásúnak a Gal-t találtuk. Míg a Leu-enk és a Gal csak varikózus rostokban fordult elő, a NPY-t sejttestekben is kimutattuk. Ezen sejtek egy része az ependyma réteghez közel volt lokalizálható, ami esetleges monitorozó funkciójukra utalhat. Kísérleteinkben az éheztetés fajtájától függetlenül megállapíthatjuk, hogy a Leu-enk, NPY és Gal immunocitokémiailag detektálható mennyisége változott a táplálékfelvétel csökkentésének hatásra. E változásokat befolyásolta az éhezés időtartama és erőssége (100 %- os vagy 40 %-os éhezés). A három neuropeptid denzitására hatással vannak a női nemi ciklus hormonszint ingadozásai, illetve a LS területén található ösztrogén receptorokon keresztül közvetlenül az ösztrogén. Ezt támasztják alá nőstény, illetve OVX nőstényekkel folytatott kísérleteink eredményei. A LS táplálékfelvételt szabályozó szerepével kapcsolatban kevés információ áll rendelkezésre. Jelen munkánkkal a táplálékfelvétel szabályozásának pontosabb megértéséhez kívántunk hozzájárulni, megvilágítva, hogy az endocrin rendszerrel szoros kapcsolatban álló hypothalamus mellett más, az endocrin rendszerrel közvetlen kapcsolatot nem fenntartó, 8 kifejezetten neuronális jellegű agyterületek, mint pl. a LS is szerepet játszhatnak a táplálékfelvétel és a szervezet energia homeosztázisának befolyásolásában.

Lateral septum (LS) plays an important role in the regulation of several autonomic functions. The peptidergic networks, especially prominent in the ventral LS nucleus seem to influence water and food intake. LS was shown to contain considerable amounts of neuropeptides, including leucin-enkaphaline (Leu-enk), neuropeptide Y (NPY) and galanine (Gal), also present in the hypothalamus. We focused our study to reveal the rostrocaudal distribution of three neuropeptides and the effect of 100 % (during one week) and 40 % food deprivation during four weeks on the immunohistochemically detectable amount of NPY, Gal and Leu-enk in order to establish their putative role in these septal neural networks. Our experiments were carried out not only on male, but female and (OVX) rats to demonstrate the effect of estrogen on food intake regulation of the LS and the effect on the density changes of Leu-enk, NPY and Gal in the LS. We studied the rostrocaudal distribution of Leu-enk-, Gal- and NPY-IR along the longitudinal axis of the lateral septal area with pre-embedding ICC combined with computerassisted densitometry. The highest density of varicose fibres showing Leu-enk-IR was observed. In comparison with Leu-enk, the relative amount of the NPY was found to be lower and Gal was found the lowest from among the three examined neuropeptides. Leu-enk-, NPYand Gal-IR were present in varicose fibres, while in addition to varicose axons, NPY-IR cell bodies and dendrites were also visualized. One of our interesting findings was that some of the NPY-IR cell bodies were located close to the ependymal layer lining the lateral ventricles. Their position and the possible contact of their dendrites with the cerebrospinal fluid suggest a liquor-monitoring function. Our results indicate that fasting affects the expression of Leu-enk, NPY and Gal in the LS area of rats in a differential manner. These changes were influenced by the length and the extent of fasting. We also examined the probable interaction between sexual steroids and Leuenk, NPY and Gal in the LS. Our findings support that Leu-enk, NPY and Gal secretion may be modulated by gonadal steroids in the LS area, which is very rich in estrogen receptors. Futhermore, estrogen can modulate the effect of fasting on the examined three neuropeptides. The role of LS nuclei in the regulatory processes of food intake is still not completely revealed. With the help of our experiments, we provided evidence about the expression changes of NPY, Gal and Leu-enk during fasting in the LS and the exact anatomical, 64 neurochemical and fine structural characteristics of these networks possibly also taking part in the regulation of food intake. In summary, beside the well established role of the hypothalamic nuclei in the control of appetite and energy expenditure, our study can enlighten an unknown part of the complex regulation of the food intake process.