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Avances en el estudio de los sistemas glucosensores en trucha arco iris y su implicación en el control de la ingesta

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Avances en el estudio de los sistemas glucosensores en trucha arco iris y su implicación en el control de la ingesta

Otero Rodiño, Cristina
 
DATE : 2018-02-01
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/935
UNESCO SUBJECT : 2499 Otras Especialidades Biológicas
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

En estudios previos de nuestro grupo de investigación tenemos demostrado en trucha arco iris como modelo de pez teleósteo, que los sistemas glucosensores centrales (hipotálamo y cerebro posterior) y periféricos (hígado y cuerpos de Brockmann) basados en la glucoquinasa (GK) se activan/inhiben con el incremento/descenso en los niveles de glucosa desencadenando en el hipotalámo cambios en la producción de factores orexigénicos y anorexigénicos (NPY, POMC e CART), lo que resulta en una inhibición/estimulación de la ingesta. Desconocemos sin embargo hasta la fecha la presencia y posible funcionalidad en peces de sistemas glucosensores alternativos, como los mediados por LXR, SGLT-1, actividad mitocondrial o alfa-gustducina, y su posible implicación en el control de la ingesta de alimento y en la anorexia que se produce en situaciones de estrés. Así mismo, desconocemos el impacto de los cambios en los niveles de glucosa sobre la actividad integradora de sistemas como AMPK o sirtuinas, y desconocemos también las vías de señalización intracelular implicadas en el proceso. Por todo ... [+]
En estudios previos de nuestro grupo de investigación tenemos demostrado en trucha arco iris como modelo de pez teleósteo, que los sistemas glucosensores centrales (hipotálamo y cerebro posterior) y periféricos (hígado y cuerpos de Brockmann) basados en la glucoquinasa (GK) se activan/inhiben con el incremento/descenso en los niveles de glucosa desencadenando en el hipotalámo cambios en la producción de factores orexigénicos y anorexigénicos (NPY, POMC e CART), lo que resulta en una inhibición/estimulación de la ingesta. Desconocemos sin embargo hasta la fecha la presencia y posible funcionalidad en peces de sistemas glucosensores alternativos, como los mediados por LXR, SGLT-1, actividad mitocondrial o alfa-gustducina, y su posible implicación en el control de la ingesta de alimento y en la anorexia que se produce en situaciones de estrés. Así mismo, desconocemos el impacto de los cambios en los niveles de glucosa sobre la actividad integradora de sistemas como AMPK o sirtuinas, y desconocemos también las vías de señalización intracelular implicadas en el proceso. Por todo esto, los objetivos del plan de investigación son los siguientes: 1. Caracterización de la presencia de sistemas glucosensores alternativos al mediado por GK en tejidos centrales (hipotálamo y cerebro posterior) y periféricos (hígado y cuerpos de Brockmann) de trucha arco iris. 2. Caracterización de la respuesta de dichos sistemas sensores frente a incrementos/descensos en los niveles circulantes de glucosa inducidos mediante tratamientos in vivo e in vitro. 3. Caracterización de la presencia en dichas áreas de sistemas integradores mediados por AMPK, mTOR, Akt, sirtuinas o Fox01, y de las vías intracelulares de señalización implicadas en su activación, así como de la activación/inhibición de dichas vías y sistemas en paralelo a la activación/inhibición de los distintos sistemas sensores de glucosa. 4. Caracterización de la relación entre la actividad de los distintos sistemas sensores de glucosa y el control de la ingesta de alimento. 5. Caracterización de la presencia de ANLS (lanzadera de lactato entre astrocitos y neuronas) en cerebro de trucha arco iris con la premisa de que el metabolismo del lactato sufre alteraciones frente a cambios en los niveles de glucosa. 6. Evaluar el impacto de distintos modelos de estrés en la respuesta de los diferentes sistemas sensores de glucosa. 7. Localización espacial de marcadores glucosensores en tejidos centrales como hipotálamo y área preóptica mediante técnicas inmunohistoquímicas. 8. Aplicación de técnicas de hibridación in situ para localizar la expresión de marcadores de glucosensibilidad, relacionados con el control metabólico de la ingesta en cerebro de trucha arco iris y su posible co-localización con neuropéptidos. 9. Caracterización de la presencia de diferentes sistemas sensores de glucosa en telencéfalo de trucha arco iris. 10. Evaluar la expresión a nivel central (hipotálamo, telencéfalo y cerebro posterior) de la proteína de unión al elemento de respuesta a carbohidratos (ChREBP). [-]
 
En estudos previos do grupo de investigación demostramos en troita arco da vella como modelo de peixe teleósteo, que os sistemas glucosensores centrais (hipotálamo e cerebro posterior) e periféricos (fígado e corpos de Brockmann) baseados na glucoquinasa (GK) actívanse/inhibense co incremento/descenso nos niveis de glicosa desencadeando no hipotalámo cambios na produción de factores orexixénicos e anorexixénicos (NPY, POMC e CART), o que resulta nunha inhibición/estimulación da inxesta. Descoñecemos sin embargo ata a data a presenza e posible funcionalidade en peixes de sistemas glucosensores alternativos, como os mediados por LXR, SGLT-1, actividade mitocondrial ou alfa-gustducina, e a súa posible implicación no control da inxesta de alimento e na anorexia que se produce en situacións de estrés. Así mesmo, descoñecemos o impacto dos cambios nos niveis de glicosa sobre a actividade integradora de sistemas como AMPK ou sirtuinas, e descoñecemos tamén as vías de sinalización intracelular implicadas no proceso. Por todo iso, os obxectivos do plan de investigación son os seguin ... [+]
En estudos previos do grupo de investigación demostramos en troita arco da vella como modelo de peixe teleósteo, que os sistemas glucosensores centrais (hipotálamo e cerebro posterior) e periféricos (fígado e corpos de Brockmann) baseados na glucoquinasa (GK) actívanse/inhibense co incremento/descenso nos niveis de glicosa desencadeando no hipotalámo cambios na produción de factores orexixénicos e anorexixénicos (NPY, POMC e CART), o que resulta nunha inhibición/estimulación da inxesta. Descoñecemos sin embargo ata a data a presenza e posible funcionalidade en peixes de sistemas glucosensores alternativos, como os mediados por LXR, SGLT-1, actividade mitocondrial ou alfa-gustducina, e a súa posible implicación no control da inxesta de alimento e na anorexia que se produce en situacións de estrés. Así mesmo, descoñecemos o impacto dos cambios nos niveis de glicosa sobre a actividade integradora de sistemas como AMPK ou sirtuinas, e descoñecemos tamén as vías de sinalización intracelular implicadas no proceso. Por todo iso, os obxectivos do plan de investigación son os seguintes: 1. Caracterización da presenza de sistemas glucosensores alternativos ó mediado por GK en tecidos centrais (hipotálamo e cerebro posterior) e periféricos (fígado e corpos de Brockmann) da troita arco da vella. 2. Caracterización da resposta dos devanditos sistemas sensores fronte a incrementos/descensos nos niveis circulantes de glicosa inducidos mediante tratamentos in vivo e in vitro. 3. Caracterización da presenza nas devanditas áreas de sistemas integradores mediados por AMPK, mTOR, Akt, sirtuinas ou Fox01, e das vías intracelulares de sinalización implicadas na súa activación, así como da activación/inhibición das devanditas vías e sistemas en paralelo á activación/inhibición dos distintos sistemas sensores de glicosa 4. Caracterización da relación entre a actividade dos devanditos sistemas sensores de glicosa e o control da inxesta de alimento 5. Caracterización da presenza de ANLS (lanzadeira de lactato entre astrocitos e neuronas) en cerebro de troita arco da vella ca premisa de que o metabolismo do lactato sufre alteracións fronte a cambios nos niveis de glicosa. 6. Avaliar o impacto de distintos modelos de estrés na resposta dos devanditos sistemas sensores de glicosa. 7. Localización espacial de marcadores glucosensores en tecidos centrais como hipotálamo e área preóptica mediante técnicas inmunohistoquímicas. 8. Aplicación de técnicas de hibridación in situ para localizar a expresión de marcadores de glucosensibilidade relacionados co control metabólico da inxesta en cerebro de troita arco da vella e a súa posible co-localización con neuropéptidos. 9. Caracterización da presenza de diferentes sistemas sensores de glicosa en telencéfalo de troita arco da vella. 10. Avaliar a expresión a nivel central (hipotálamo, telencéfalo e cerebro posterior) da proteína de unión ó elemento de resposta a carbohidratos (ChREBP). [-]
 
Previous studies performed in our research group with rainbow trout have demonstrated the activation/inhibition of GK-based central (hypothalamus and hindbrain) and peripheral (liver and Brockmann bodies) glucosensor systems by the increase/decrease of glucose levels. This results in changes in the production of orexigenic (NPY) and anorexigenic factors( POMC and CART), with the subsequent inhibition/stimulation of food intake. To date little is known regarding the presence-absence of functional alternative glucosensor systems, such as those dependent on LXR, SGLT-1, mitochondrial activity and alpha-gustducin, and their involvement in the control of food intake and the stress-related anorectic effects. In adition, the impact of the changes in glucose levels on integratory systems, such as AMPK or sirtuins, is unknown, but also the intracellular signaling pathways involved as well. Accordingly, the main goals of the present research schedule are: 1. To characterize in rainbow trout the presence of alternative glucosensor systems based on GK in central (hypothalamus and ... [+]
Previous studies performed in our research group with rainbow trout have demonstrated the activation/inhibition of GK-based central (hypothalamus and hindbrain) and peripheral (liver and Brockmann bodies) glucosensor systems by the increase/decrease of glucose levels. This results in changes in the production of orexigenic (NPY) and anorexigenic factors( POMC and CART), with the subsequent inhibition/stimulation of food intake. To date little is known regarding the presence-absence of functional alternative glucosensor systems, such as those dependent on LXR, SGLT-1, mitochondrial activity and alpha-gustducin, and their involvement in the control of food intake and the stress-related anorectic effects. In adition, the impact of the changes in glucose levels on integratory systems, such as AMPK or sirtuins, is unknown, but also the intracellular signaling pathways involved as well. Accordingly, the main goals of the present research schedule are: 1. To characterize in rainbow trout the presence of alternative glucosensor systems based on GK in central (hypothalamus and hindbrain) and peripheral (liver and Brockmann bodies) tissues. 2. To evaluate in vivo and in vitro the response of such sensor systems to induced- increases/decreases of circulating glucose levels. 3. To test in such areas the presence of integratory systems based on AMPK, mTOR, Akt, sirtuins or Fox01, and the intracellular pathways involved in their activation. In parallel to the activation/inhibition of the different glucosensor systems, the activation/inhibition of such pathways will be also evaluated. 4. To characterize the interaction between the activity of glucosensor systems and food intake regulation. 5. To test the presence of ANLS (astrocyte-neuron lactate shuttle) in brain of rainbow trout, based on lactate metabolism being altered by changes in glucose levels. 6. To evaluate the response of glucosensor systems to different stress conditions. 7. To immunohistochemically localize glucosensing markers in central tissues such as hypothalamus and preoptic area. 8. To localize by in situ hybridization in trout brain the expression of the glucosensing markers related to metabolic control of food intake. Their co-localization with food intake-related neuropeptides will be also evaluated. 9. To characterize the presence of different glucosensor systems in telencephalon. 10. To evaluate the expression of the binding protein carbohydrate response element (ChREBP) in different brain regions (hypothalamus, telencephalon and hindbrain). [-]

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