Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Wpływ obestatyny na układ endokrynny
11.02.2013
Wpływ obestatyny na układ endokrynny
Obestatyna, to 23-aminokwasowy peptyd, który pierwotnie został wyizolowany z żołądka szczura. Dotychczas nie zidentyfikowano komórek układu pokarmowego odpowiedzialnych za syntezę tego peptydu. Dowiedziono natomiast obecność obestatyny wbłonie śluzowej żołądka, dwunastnicy, jelicie czczym, jelicie grubym, trzustce, śledzionie, gruczołachsutkowych, mleku matki wjądrach (komórki Leydiga), wątrobie, płucach,ślinie iosoczu. Wykazano również, że obestatyna powstaje w wyniku potranslacyjnej obróbki polipeptydu preprogreliny (prekursor greliny). 

Pierwsze z przeprowadzonych badań nad mechanizmem działania obestatyny sugerowały, że działa ona za pośrednictwem sierocego receptora 39 sprzężonego z białkiem G (GPR39). Receptor ten zaliczany jest do rodziny receptorów rodopsynopodobnych, w której znaleźć możemy też receptory dla hormonu wzrostu. Jednak doniesienia z ostatnio prowadzonych doświadczeń podważają te wyniki (szczególnie badania przeprowadzone z użyciem znakowanej izotopowo obestatyny). Nokaut genu receptora GPR39 u myszy nie powodował wystąpienia zaburzeń łaknienia ani zmian masy ciała. Badacze sugeruje zatem, że to nie obestatyna, ale jony cynku Zn2+ są aktywatorami receptora. Również odkrywcy obestatyny, przyznają, że nie są w stanie powtórzyć wyników swoich badań dotyczących wiązania tego peptydu z receptorem GPR39 (choć utrzymują nadal, że jest ona odpowiedzialna za regulację łaknienia). Najnowsze badania wykazały,żeobestatynamożewiązać się do  glukagono podobnego peptydureceptora-1 (GLP-1R)na T15 HIT iINS-1 b-komórek trzustki.Niezbędne są zatem dalsze badaniamające na celu wyjaśnieniekwestiitych sprzecznychbadańnad receptoremobestatyny.

Obestatyna syntetyzowana w żołądku trafia do krwiobiegu, gdzie wykazuje działanie o charakterze endokrynnym. Jednak stwierdzona obecność komórek zdolnych do syntezy tego peptydu w innych narządach może wskazywać na jego działanie również na drodze auto- i parakrynnej. Potwierdzeniem tej tezy są wyniki badań w których wykazano, że obestatyna pochodzenia poza żołądkowego stanowi istotne źródło tego peptydu krążącego we krwi u osób po przeprowadzonym zabiegu gastrektomii (całkowite lub częściowe usunięcie żołądka). Podobnych obserwacji dokonano badając wpływ obestatyny na wydzielanie hormonu wzrostu (GH) w warunkach in vitro. Stwierdzono w nich, że wydzielanie tego peptydu przez komórki somatotropowe może odbywać się za pomocą autokrynnego lub parakrynnego mechanizmu, który angażuje receptor odpowiedzialny za uwalnianie GH w odpowiedzi na obestatynę na poziomie przysadki.Ponadto obserwowano wzrost uwalniania GH w badanych komórkach po podaniu egzogennej obestatyny do medium hodowlanego. Przeciwnych spostrzeżeń dokonał Feng i inni (2011). W swoich badaniach obserwowali oni  hamujący wpływ działania obestatyny na uwalnianie GH. Dlatego też dokładne poznanie mechanizmu działania obestatyny wymaga dalszych szczegółowych badań.

Fizjologiczne i molekularnebadanianie potwierdziły dotychczasznaczącegowpływuobestatynynaekspresję podstawowychhormonówpodwzgórza, które są zaangażowane wregulacjępoboru pokarmu.Wstrzyknięcie dokomorowetego peptydunie wpływanaekspresjęneuropeptydu Y, proopiomelanokortyna (POMC- polipeptyd prekursorowy, który ulega obróbce potranslacyjnej specyficznie dla określonej tkanki, dając w efekcie aktywne biologicznie hormony peptydowe)iAgRP. Prace dotyczące określenia wpływu obestatyny na uwalnianie hormonów GH, TSH, ACTH i PRL u szczurów wykazały, że dożylne podanie obestatyny nie wpływało na zmianę poziomu powyższych hormonów w osoczu krwi. Również podanie dokomorowe obestatyny nie wpływało na stężenie hormonów przysadkowych w badanym osoczu szczurzej krwi. W badaniach wykazano natomiast udział obestatyny w hamowaniu wydzielania wazopresyny u szczurów.

Wpływ obestatyny na ilość przyjmowanego pokarmu jest niejasny. Dostępne wyniki badań wskazujące zarówno na ujemny wpływ jak i brak jakiegokolwiek jej oddziaływania. Tak duże rozbieżności w uzyskiwanych wynikach można częściowo tłumaczyć różną czystością i stabilnością dostępnego peptydu, jak również bardzo szybką eliminacją obestatyny w organizmie.

Brunetti i inni (2009) w swoim doświadczeniu badali wpływ obestatyny na wydzielanie dopaminy, noradrenaliny i serotoniny z synaptosomów podwzgórza szczura oraz wpływ podania obestatyny na zachowania żywieniowe zwierząt. Obestatyna podawana była bezpośrednio do jądra łukowatego podwzgórza. Badacze zaobserwowali znaczne zmniejszenie dziennego spożycia kalorii i przyrostu masy ciała zwierząt. Ponadto ekspresja genu – prepropeptydu greliny i obestatyny w podwzgórzu nie zmieniła się pod wpływem podania obestatyny. Podawanie obestatyny do synaptosomów podwzgórza powodowało natomiast zależne od dawki hamowanie uwalniania dopaminy, nie wpływało za to na uwalnianie serotoniny i noradrenaliny z tych komórek.  Wspólne podanie greliny i obestatyny powodowało zniesienie tego efektu, dodatkowo obestatyna blokowała efekt grelino zależnego hamowania uwalniania serotoniny przez komórki podwzgórza.

Sugeruję się również udział obestatyny w regulacji procesów rozrodczych. Doświadczenia przeprowadzone na kurczakach wykazały, że podawanie obestatyny zwiększało ekspresję genu greliny w podwzgórzu ptaków, nie miało natomiast wpływu na ekspresje receptora GHS-R1a podwzgórza, oraz poziom greliny i ekspresje receptora GHS-R1a w jajniku. Badania te po raz pierwszy wskazały na możliwość modulacji działania greliny w podwzgórzu przez obestatynę, oraz wskazują na jej zaangażowanie w procesach pośredniczących pomiędzy stanem odżywienia a procesami rozrodczymi.Ponadto badania in vitro wykonane na komórkach ziarnistych świni wykazały, że podanie obestatyny do medium hodowlanego powodowało istotny wzrost koncentracji białek odpowiedzialnych za inicjacje apoptozy w komórkach, oraz stymulowało wydzielanie progesteronu (P4). Badania wpływu podania obestatyny  na wydzielanie mleka przez krowy wykazały, że nie wpływa ona w żaden sposób na zmianę składu biochemicznego mleka. Stwierdzono jednak, że może ona wpływać na transport cholesterolu w komórkach gruczołu mlecznego.

Od momentu odkrycia obestatyny prowadzono wiele badań mających na celu określenie jej fizjologicznego znaczenia w organizmie. Jednak wiele z uzyskanych w trakcie doświadczeń informacje jest sprzeczna ze sobą i nie odpowiada jednoznacznie na postawione pytania. Bardzo niewiele informacji w literaturze można znaleźć na temat znaczenia obestatyny w poborze pokarmu i wpływie na procesy rozrodcze organizmu. Dlatego też wydaje się niezbędnym kontynuowanie dalszych prac badawczych w tej dziedzinie.


Przeczytaj również:

Znaczenie receptorów PPAR w regulacji procesów rozrodczych



Michał Szlis

  1. Brunetti L., Di Nisio C., Recinella L., Orlando G., Ferrante C.,Chiavaroli A., Leone S., Di Michaele P., Shohreh R., Vacca M.; 2010; Obestatin inhibits dopamine release in rat hypothalamus; European Journal of  Pharmacology; 641, 142-147
  2. Chabot G.J., Enjalbert A., Pelletier G., Dubois P.M., Morel G.; 1998; Evidence for a direct action of neuropeptide Y in the rat pituarity gland; Neuroendocrinology; 47, 511–517
  3. Dun S. L., Brailoiu G. C., Brailouiu E., Yang J., Chang J. K., Dun N. J.; 2006; Distribution and biological activity of obestatin in the rat; Journal of Endocrinology; 191, 481-489
  4. Feng D. D., Yang S-K., Loudes C., Simon A., Al-Sarraf T., Culler M., Alvear-Perez R., Llorens-Cortes C., Chen C., Epelbaum J., Gardette R.; 2011; Grelin and obestatin modulate grown hormone –releasing hormone release and synaptic input onto grown hormone-releasing hormone neurons; European Journal of Endocrinology; 34, 732-744
  5. Grala T.M., Kay J.K., Walker C.G., Sheahan A.J., Littlejohn M.D., Lucy M.C., Roche J.R.; 2010; Expression analysis of key somatotropic axis  and liporegulatory genes in grelin- and obestatin-infused dairy cows; Domestic Animal Endocrinology; 39, 76-83
  6. Gronberg M., Tsolakis A.V., Magnusson L.; 2008; Distribution of obestatin and ghrelin in human tissues: immunoreactive cells in the gastrointestinal tract, pancreas, and mammary glands. J. Histochem. Cytochem.;56, 793-801
  7. Guo Z.F., Ren A.J., Zheng X.; 2008; Different responses of circulating ghrelin, obestatin levels to fasting, re-feeding and different food compositions, and their local expressions in rats. Peptides; 29, 1247-1254
  8. Huda M.S., Durham B.H., Wong S.P.;2008; Plasma obestatin levels are lower in obese and post-gastrectomy subjects, but do not change in response to a meal. Int. J. Obes. (Lond.); 32, 129-135
  9. Jackson V. R., Nothacker H-P., Civelli O.; 2006; GPR39 receptor expression in the mouse brain; Neuro. Report.; 17, 813-816
  10. Mészárosová M., Sirotkin A. V., Grossmann R., Darlak K., Valenzuela F.; 2008; The effect of obestatin on porcine ovarian granulosa cells; Animal Reproduction Science; 108, 196-207
  11. Nogueiras R., Pfluger P., Tovar S., Arnold M., Mitchell S., Morris A., Perez-Tilve D., Va´zquez M. J., Wiedmer P., Castaneda T. R., DiMarchi R., Tschop M., Schurmann A., Joost H-G., Williams L. M., Langhans W., Dieguez C.; 2007; Effect of obestatine on energy balance and grown hormone secretion in rodents; Endocrinology; 148, 21-26
  12. Pazos Y., Álvarez C. J. P., Camińa J. P., Al-Massadi O., Seoane L. M., Casanueva F. F.; 2009; Role of obestatin on growth hormone secretion: An in vitro approach; Biochemical and Biophysical Research Communications; 390, 1377–1381
  13. Samson W. K., Yosten G. L. C., Chang J-K., Ferguson A. V., White M. M.; 2008; Obestatin inhibit vasopressin secretion: evidence for physiological action in the control of fluid homeostasis; Journal of Endocrinology; 196, 559-564
  14. Sirotkin A. V., Pavlova S., Tena-Sempere M., Grossmann R., Jiménez M. R., Rodriguez J. M. C., Valenzuela F.; 2012; Food restriction, grelin, its antagonist and obestatin control expression of grelin and its receptor in chicken hypothalamus and ovary; Comparative Biochemistry and Physiology
  15. SłupeckaM., WolińskiJ., HermanA. P., OchniewiczP., KornackaM. K.; 2012; Biologiczna rola obestatyny w fizjologii i patofizjologii; MEDYCYNA WIEKU ROZWOJOWEGO;
  16. Wang J., Chen C., Wang R-Y.; 2008; Influence of short- and long-term treadmill exercises on levels of grelin, obestatin and NPY in plasma in brain extraction of obese rats;  Endocr.; 33, 77-83
  17. Tremblay F., Perreault M., Klaman L.D.; 2007; Normal food intake and body weight in mice lacking the G protein-coupled receptor GPR39. Endocrinology; 148, 501-506
  18. Yamamoto D., Ikeshita N., Daito R., Herningtyas E.H., Toda K., Takahashi K.; 2007; Neither intravenous nor intracerebroventricular administration of obestatin affects the secretion of GH, PRL, TSH and ACTH in rats; Regul. Pept; 138, 141–144
  19. Zhang J. V., Jahr H., Luo C-W., Klein C., Van Kolen K., Ver Donck L., De A., Baart E., Li J., Moechars D., Hsueh A. J. W.; 2008; Obestatin Induction of Early-Response Gene Expression in Gastrointestinal and Adipose Tissues and the Mediatory Role of G Protein-Coupled Receptor, GPR39; Molecular Endocrinology; 22, 1464-1475
  20. Zhang J.V., Ren P.G., Avsian-Kretchmer O.; 2005; Obestatin, a peptide encoded by the ghrelin gene, opposes ghrelin‘s effects on food intake; Science; 310, 996-999
  21. Zhao C.M., Furnes M.W., Stenstrom B.; 2008; Characterization of obestatin- and ghrelin-producing cells in the gastrointestinal tract and pancreas of rats: an immunohistochemical and electronmicroscopic study. Cell Tissue Res.; 331, 575-587
KOMENTARZE
news

<Czerwiec 2019>

pnwtśrczptsbnd
28
31
1
2
3
4
6
Marketing w branży health&beauty
2019-06-06 do 2019-06-06
8
9
10
11
Beauty Innovations 2019
2019-06-11 do 2019-06-11
15
16
17
18
Innowacyjny Szpital: Matka i dziecko
2019-06-18 do 2019-06-18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
30
Newsletter