La homeostasis de las reservas energéticas y nutricionales está controlada por subpoblaciones de neuronas del núcleo arcuato en el hipotálamo y otros centros reguladores del sistema nervioso central. La regulación de la ingesta en un proceso complejo y dinámico que integra señales neuroendocrinas aferentes y eferentes desde los órganos y tejidos periféricos como es el tracto gastrointestinal, células del tejido adiposo, el páncreas, el hígado, entre otros tejidos, en respuesta a la ingesta de alimento.
El eje sistema nervioso gastrointestinal, se ha relacionado con la homeostasis energética, debido a que diferentes péptidos que se expresan en el núcleo arcuato del hipotálamo y otras regiones del sistema nervioso central, se secretan también en células neuroendocrinas del tracto digestivo las cuales tienen como blanco de acción el mismo hipotálamo. Algunas de las funciones de las hormonas del tracto gastrointestinal, es la de optimizar los procesos de digestión y absorción de nutrientes contribuyendo al balance y la homeostasis energética. Por otro lado, el tracto gastrointestinal es uno de los órganos endocrinos más grandes del organismo y las alteraciones en la regulación de la expresión de estos factores pueden contribuir al desarrollo de enfermedades como la obesidad y la diabetes tipo 2. Se han demostrado acciones autocrinas, paracrinas y endocrinas por parte de estas hormonas además de los efectos relacionados con la motilidad gástrica y secreción. Entre los factores orexigénicos y anorexigénicos asociados con el balance energético que se han estudiado a nivel del tracto gastrointestinal, podemos mencionar a obestatina, ghrelina, colecistoquinina (CCK), péptido YY, péptido -1 similar a glucagón (GLP-1), oxintomodulina, neuropeptido W (NPW), enterostatina, oleoiletanolamide, neuromedin B/ neuromedin C y amilina entre otros péptidos u hormonas. Con la excepción de ghrelina, el cual se ha descrito como un péptido con acciones orexigénicas, se ha demostrado la acción de la mayor parte de las hormonas gastrointestinales descritas las cuales actúan a través de mecanismos que incrementan la respuesta de sensación de saciedad u anorexigénicas dentro del sistema de melanocortina el cual está asociado con la regulación de la ingesta y el balance energético.
El estudio de la regulación de neuropéptidos descritos recientes en el hipotálamo como nesfatin, galanina (GAL) y el péptido similar a galanina (GALP) y su expresión y regulación en diferentes órganos y tejidos aún se desconoce. Muchos de los mecanismos por medio de los cuales los neuropéptidos del tracto gastrointestinal modifican la ingesta aun se desconocen y su estudio podría contribuir al conocimiento de la fisiología y la fisiopatología de los mismos. La presente propuesta pretende abordar el estudio de la expresión y regulación de diferentes neuropéptidos mediante diferentes aproximaciones metodológicas moleculares e inmunológicas, en diferentes condiciones fisiológicas y mediante el empleo de diferentes modelos de fisiología y fisiopatología, los cuales pueden contribuir a la determinación de los mecanismos de acción en el balance energético.
Recientemente hemos desarrollado estudios de la expresión y regulación génica de factores neuroendocrinos y sus receptores como ghrelina, obestatina, PYY, adiponectina, resistina, NPW, Vaspina, los receptores AdipoR1, AdipoR2, el receptor GHS-R 1a y GHS-R 1b, adiponutrina, lipina y amilina, entre otros, en modelo animal de rata in vitro y algunas aproximaciones en humano, relacionados con la fisiología y la fisiopatología de diferentes ejes endocrinos como hipotálamohipofisistiroides, hipotálamohipofisissuprarrenal, hipotálamo hipofisisgonadal, nerviosogastrointestinal, ayuno agudo y crónico y en un modelo de retardo en el crecimiento intrauterino. En estos estudios se ha podido demostrar que los patrones de expresión génica se modifican y que estos conllevan a alteraciones en la homeostasis energética y la reproducción. Por lo tanto, nuestra propuesta pretende describir por primera vez los patrones de expresión en condiciones fisiológicas de los diferentes neuropéptidos del eje nerviosogástrico en mucosa, placenta, tejido adiposo en modelo animal y además describiremos las alteraciones asociadas a la fisiopatología de los mismos. No existe una descripción molecular en los diferentes modelos descritos previamente y los estudios harán un aporte sobre los mecanismos de acción de estos neuropéptidos y las posibles implicaciones en balance u homeostasis energética. Por otro lado, el análisis en el modelo animal, puede contribuir al planteamiento de nuevos estudios y la extrapolación a la fisiología y fisiopatología humana de pacientes con estas patologías.
En la presente propuesta se plantea el estudio de la expresión y la regulación de diferentes neuropéptidos en modelo animal a nivel gástrico, la placenta, el tejido adiposo blanco y el pardo mediante el empleo de diferentes aproximaciones metodológicas tales como inmunohistoquímica, western blot, proteómica y PCR en tiempo real. Además, se realizarán determinaciones séricas de los niveles circulantes de los diferentes neuropéptidos, mediante ELISA o RIA y los niveles se correlacionarán con los estudios moleculares. Los estudios de expresión y regulación génica se realizarán en modelo animal de rata en condiciones fisiológicas, fisiopatológicas y con diferentes tratamientos farmacológicos. Se emplearán modelos animales de retardo en crecimiento intrauterino, ayuno agudo y crónico, con alteraciones en ejes endocrinos como hipotálamo hipófisis tiroides, hipotálamo hipófisis suprarrenal, hipotálamo - hipófisis - gonadal, ratas Dwarf, modelos animales de obesidad y diabetes tipo 2 como las ratas Zucker y OLETF. Se estudiará la expresión y la regulación de los neuropetidos y hormonas orexigénicos y anorexigénicos como: nesfatin 1, neuromedin U, GAL, GALP, entre otras. La mayoría de estos péptidos están encargados del control del apetito a largo y corto plazo, por lo tanto las alteraciones en su expresión pueden tener efectos en el control del balance energético, alteraciones metabólicas y de la reproducción. El conocimiento de estas alteraciones moleculares y las diferentes aproximaciones metodológicas planteadas, permitirían contribuir al conocimiento de la fisiología, la fisiopatología del balance energético.
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