AMPK Proteinleri Oruç Süresince Aktif

Aktifleşmiş AMPK Proteinleri Oruç Sırasında Beyindeki “Açlık” Nöronlarını Düzenliyor.

Tufts Üniversitesi ve Beth Israil Deaconess Tıp Merkezi’nden araştırmacılar beyinde açlığı kontrol eden nöronları düzenleyen AMPK adlı proteinin oruç süresince aktive olduğunu 6 Temmuz 2016 tarihli Neuron adlı dergide açıkladılar.

Yüksek AMPK ( Adenozin Monofosfat ile aktive olan Protein Kinaz) aktivite seviyeleri, AgRP (Agouti İlişkili Peptit) nöronları diye bilinen “açlık” nöronlarının  ateşlenmesini belirgin bir şekilde arttırarak farelerde daha fazla yeme, fazla beden ağırlığı ve yağ oranına sebep olmakta. Farelerde AMPK aktivitesini engellemek, orucu açtıktan sonra bile, açlığı dindiriyor, AgRP nöronlarının ateşlenmesini azaltıyor.

Araştırma ekibi, AMPK’nın AgRP nöron sinaps oluşumu ya da diğer nöronlarla  yeni bağlantı kurma becerilerini değiştirdiğini tespit ederler.

Araştırma, beslenme davranışını düzenleyen biyolojik mekanizmaları açıklamakta ve sinaps oluşumu hakkındaki çalışmalara potansiyel bir model oluşturmakta.

Tufts Üniversitesi Tıp Fakültesi Nörobilim dalında yardımcı prof. Dong Kong: “AgRP’nin (Agouti İlişkili Peptit) açlığı kontrol eden ana nöron grubu olduğunu biliyoruz ve fonksiyon bozukluğunun obezite ve anoreksiya ya sebep olabileceğinden bu nöronların nasıl düzenlendiğini öğrenmek çok önemli.”

Hipotalamusta bulunan AgRP (Agouti İlişkili Peptit) ifade eden nöronlar beslenme davranışında önemli rol oynar. Deneyler bu “açlık” nöronlarının aşırı aktivasyonunun fareler tok olsa da yemeye devam etmelerine neden olduğunu gösterir. AgRP nöronunun aktivitesi engellendiğinde, fareler yemeyi keserler.

Kong ve meslektaşları araştırmalarını pek çok hücrede bulunan, enerji düzenlenmesinde etkin, metabolik sensör proteini olan AMPK üzerinde yaparlar. AMPK aktivitesinin AgRP’yi aynalayarak oruç ve gherlin hormonunun tetiklendiği gösterilir. Ancak, nöronlardaki rolü pek net değildir. Araştırmacılar, farelerde AMPK aktivasyonunu hesaplayıp, incelemek ve sadece AgRP nöronlarındaki sinyali manipüle etmek için, diğer hücre tiplerini değiştirmeden, bir takım genetik araçlar geliştirmeye başlarlar.

Ekip, oruç tutan hayvanlardaki AgRP  nöronlarındaki AMPK aktivitesinin diğer doymuş durumdaki hayvanlara kıyasla iki katı olduğunu tespit eder. Sonra da farelerin AMPK proteinlerini devamlı şekilde aktive ederler. Bu da AgRP nöronlarının ateşlenmesini ve oruç tutmuş farelerde ve yiyeceğe ulaşmada sınırsız imkâna sahip olan farelerde daha çok yeme, kilo ve yağ artışına sebep olur. Araştırmacılar, AMPK aktivitesini bloke ederek, AgRP nöron aktivitesini azaltırlar.

AgRP’nin ateşlenme oranı ve frekansının değişmesine ek olarak, AMPK ayrıca dendrit dikensi çıkıntılarının (diğer nöronlardan sinaptik input elde ederek nörotransmisyonda bulunan nöronlardaki yapılar) oluşumunu da etkiler. Kong ve meslektaşları daha önceki çalışmada, dendrit dikensi çıkıntı yoğunluğunun, açlık üzerinde etkisi olan AgRP nöronları ile  doğrudan bağlantılı olduğunu bulmuşlardı. Yeni çalışmada da, ekip yüksek seviyedeki AMPK aktivitesinin,  yüksek dendrit spine-dikensi çıkıntı yoğunluğuna sebep olurken, AMPK aktivasyonunu bloke ederek de spine (diken) oluşumunu durdurduklarını dile getirirler.

Kong: “Daha önceden orucun artmış sinaps oluşumlu beslenme davranışı ve AgRP nöronlarındaki ateşleme aktivitesini arttırabileceğini bulmuştuk ve şimdi de AMPK’nın bunun oluşması için hem gerekli, hem de yeterli ve elverişli olduğunu gösterdik. Doymuş durumdaki fareler bile, devamlı aktif olan AMPK ile daha fazla yemekte ve daha hızlı şekilde obez olmakta.”

Kong  ve meslektaşları daha sonra AMPK’nın dendrit spine(diken) oluşumunu nasıl etkilediğini, sinaptik plastisite içeren bir grup protein olan PAK’ları çalışarak incelerler. Ekip özellikle PAK’ları engellemenin oruç tutmuş farelerde (AMPK’ları devamlı aktive olmuş farelerde bile) AgRP nöronlarının aktivitesini ve dendrit spine (diken) oluşumunu engellediğini tespit eder. Tespitleri, PAK’ların AgRP’nin AMPK aktivasyonu için gerekli olduğu ve AMPK- aracılı sinaptik plastisitede önemli bir rol oynadığını bildirmektedir.

Kong, AMPK ve PAK’ların tüm bedende geniş çapta mevcut olmasından dolayı, tedavisel, iyileştirici hedefler için şu sıralar ideal olmadığını da dile getirmekte. Ancak, gelecekteki çalışmalar için AgRP nöronlarından hangilerinin gerekli olduğunu tespit etmenin daha uygun bir çalışma konusu olduğunu da söylemekte. Tufts Üniversitesi’ndeki laboratuvarında, Kong şimdi hangi AMPK, PAK’lar ve AgRP nöronlarının birbiri ile ve beslenme için önemli olan leptin, gherlin, insülin, glikoz gibi diğer işaret faktörleri ile etkileşimde olduğunun ve daha ileri mekanizmalarını keşfetmeye çalışıyor.

Kong: “AMPK ve PAK proteinlerinin geniş ifadesinin yanı sıra diğer bağlantılı molekülleri de göz önüne aldığımızda, tespitlerimizin sinaps oluşumu üzerinde geniş ölçüde  potansiyel etkileri bulunmakta. Obezite ve yeme bozuklukları konusunda ilaç gelişimine yönelik tanımlayıcı bir hedef oluşturmamakla beraber, biz tespitlerimizin, bu önemli enerji-düzenleyen yolları anlamaya açıklık getireceğine ve gelecekteki araştırmalar ve tedaviye yönelik çalışmalara yeni bir yaklaşım sağlayacağına inanıyoruz.”

Çeviren : AylinEr
http://www.news-medical.net/news/20160706/AMPK-protein-activated-during-fasting-regulates-hunger-neurons-in-the-brain.aspx