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Legame diretto fra insulina e la temperatura corporea di memoria scoperte

I risultati suggeriscono la nuova prospettiva sul diabete, sul metabolismo e sul controllo del peso

Un gruppo piombo dagli scienziati al The Scripps Research Institute ha scoperto un legame diretto fra l'ormone dell'insulina-un lungamente connesso con metabolismo ed i disordini metabolici come diabete-e la temperatura corporea di memoria. Mentre molta ricerca è stata condotta su insulina dalla sua scoperta negli anni 20, questa è la prima volta l'ormone è stato connesso al trattamento fondamentale della regolazione della temperatura.

Il documento è stato pubblicato recentemente in un avanzamento, emissione online del diabete del giornale, un giornale dell'associazione americana del diabete e comparirà nell'edizione della stampa di gennaio della pubblicazione.

Gli scienziati hanno trovato che quando l'insulina è stata iniettata direttamente in un'area specifica del cervello in roditori, la temperatura corporea di memoria è aumentato, metabolismo aumentato ed il tessuto (grasso) adiposo marrone è stato attivato per rilasciare il calore. Il gruppo di ricerca egualmente ha trovato che questi effetti erano dose-dipendenti-su ad un punto, più insulina, più queste misure metaboliche è aumentato.

“Gli scienziati hanno saputo per molti anni che l'insulina è compresa nel regolamento del glucosio in tessuti fuori del cervello,„ hanno detto il neurobiologo Manuel Sanchez-Alavez della ricerca di Scripps, che era primo autore di nuovo documento con i colleghi Iustin V. Tabarean ed Olivia Osborn del laboratorio di Bartfai (ora all'università di California, San Diego). “La connessione alla regolazione della temperatura nel cervello è nuova.„

Oltre a suggerire una prospettiva fresca sulle malattie quale il diabete che comprendono la rottura delle vie dell'insulina, lo studio aggiunge alla nostra comprensione della temperatura della temperatura- dell'organismo di memoria di quelle parti del corpo che contengono gli organi vitali, vale a dire il circuito di collegamento e la testa. Normalmente, la temperatura corporea di memoria resta all'interno di un intervallo stretto in moda da potere accadere le reazioni enzimatiche chiave. Quando la temperatura corporea di memoria va fuori di questo intervallo per periodo-più alto prolungato come nella febbre, o si abbassa come nel risultato dell'ipotermia- è il danno all'organismo.

Le variazioni più modeste nella temperatura corporea di memoria sono associate con il nostro ciclo di 24 ore quotidiano di sonno-risveglio, il ciclo ormonale mensile femminile e, intrigante, gli effetti della restrizione severa di caloria.

“Il nostro documento evidenzia la possibilità che le differenze nella temperatura interna possono svolgere un ruolo nell'obesità e possono rappresentare un'area terapeutica nella progettazione futura della droga,„ Osborn aggiunto.

Un ritrovamento sorprendente

Il laboratorio di Tamas Bartfai, che è presidenza del dipartimento delle neuroscienze molecolari ed integranti, Direttore dell'istituto di ricerca neurologico di Harold Dorris e di un membro dell'istituto di Skaggs di biologia chimica alla ricerca di Scripps, sta studiando la biologia della regolazione della temperatura per quasi una decade. L'idea per il nuovo studio è venuto circa da alcuni esperimenti recenti nel suo laboratorio che esplora i beni delle celle chiamate “a neuroni caldo sensibili.„ Queste celle esistono soltanto nell'area preottica del cervello, che è conosciuto per regolamentare la temperatura corporea di memoria.

Nel lavoro coordinato da Osborn per caratterizzare questi neuroni ed il loro transcriptome (tutte molecole del RNA messaggero in una cella, che riflettono i geni che sono espressi), il gruppo ha notato qualche cosa di RNA messaggero inatteso-un per un ricevitore dell'insulina.

“Siamo stati sorpresi trovare il ricevitore dell'insulina,„ ha detto Tabarean. “Il ricevitore dell'insulina è documentato molto bene nel pancreas ed in altri tessuti periferici. Ma nel cervello, non era chiaro e definitivamente non abbiamo saputo circa la sua esistenza in a neuroni caldo sensibili.„

Supponendo che l'insulina stesse agendo nel regolamento della temperatura corporea di memoria a causa della sua presenza in a neuroni caldo sensibili, gli scienziati hanno precisato per studiare. Per agire in tal modo, hanno usato una combinazione rara di tecniche compreso biologia molecolare al livello unicellulare, all'elettrofisiologia, alle tecniche di rappresentazione ed agli studi in vivo metabolici.

In primo luogo, Tabarean piombo il lavoro unicellulare, esaminante l'effetto di insulina sui diversi ai neuroni caldo sensibili, che infornano più frequentemente quando aumenti di temperatura. I risultati hanno indicato che l'insulina era potente nella diminuzione della portata del riscaldamento dei neuroni.

Dopo, i membri del laboratorio di Bartfai hanno progettato parecchi interi studi sugli animali per confermare questi risultati e per esaminare le vie nell'organismo che potrebbe essere commovente.

Illuminarsi meravigliosamente

Gli scienziati hanno sospettato che l'insulina nel cervello potrebbe lavorare per riscaldare l'organismo con una via specifica che comprende i segnali che hanno viaggiato dall'area preottica del cervello, giù il midollo spinale, ai neuroni che tessuto adiposo marrone diretto per spendere energia per produrre calore.

Il tessuto adiposo marrone, anche conosciuto come grasso marrone, è distinto da grasso bianco in quanto brucia le calorie piuttosto che memorizzandole. Mentre durante gli anni oltre, il grasso di marrone è stato pensato per esistere in esseri umani soltanto quando sono infanti, gli studi recenti hanno indicato che i depositi grassi di marrone egualmente sono trovati in adulti in buona salute, particolarmente intorno alle loro clavicole e colli. Interessante, la gente più anziana ha meno grasso marrone che i giovani e le persone obese hanno persone meno magre.

Per vedere se il grasso marrone fosse attivato da insulina nel cervello, il gruppo di Bartfai ha collaborato con i membri delle soluzioni mediche di Seimens, che sono esperti nelle tecniche di rappresentazione. Specificamente, gli scienziati hanno esaminato l'effetto delle iniezioni dell'insulina nell'area preottica dei ratti sul tessuto adiposo marrone facendo uso delle scansioni di tomografia (CT) automatizzata e delle scansioni (PET) di tomografia a emissione di positroni. I roditori possiedono il tessuto adiposo marrone in due grandi masse sulle loro parti posteriori fra le scapole.

Quando l'attività del grasso marrone è stata catturata visivamente, i dati hanno confermato le proiezioni degli scienziati.

“Dopo l'iniezione dell'insulina nell'area preottica, il tessuto adiposo marrone si illumina molto meravigliosamente,„ ha detto Sanchez-Alavez.

Dopo, Sanchez-Alavez piombo gli studi che esamina gli effetti di insulina su metabolismo, specificamente secondo la misurazione dell'effetto delle iniezioni dell'insulina nell'area preottica dei mouse sul consumo dell'ossigeno e sulla produzione dell'anidride carbonica. Di nuovo, i risultati hanno indicato che la tariffa metabolica è aumentato con un aumento in insulina.

“Tutta la scansione di techniques-PET/CT, studi metabolici, lavoro-supporto che telemetrico l'effetto hyperthermic di insulina in roditore modella,„ Sanchez-Alavez ha riassunto.

Gli autori notano che mentre il loro nuovo documento illumina un pezzo chiave del puzzle dei trattamenti metabolici dell'organismo, egualmente solleva molte questioni intriganti: Come l'insulina ottiene al cervello preottico area- attraversa la barriera ematomeningea o è prodotta localmente? Sono ancora i diabetici, che sono insensibili ad insulina in tessuti periferici, sensibili ad insulina nel cervello; in caso affermativo, ha potuto questa dicotomia essere utilizzata nello sviluppo di nuova terapia? Potrebbero gli scienziati trovare un modo usare queste nuove comprensioni per aumentare il dispendio energetico ai fini di perdita di peso?

“Questo è un progetto molto lungo,„ ha detto Sanchez-Alavez. “Spero che convinciamo il finanziamento per continuare questa ricerca.„