Leptin induces nitric oxide synthase type II in C6 glioma cells. Role of deiodinase type II-producing T3 and uncopling protein 2 in the regulation of energy balance
Creators: name: Coppola, Anna
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2006

description: La leptina è una proteina sintetizzata prevalentemente dal tessuto adiposo ed è coinvolta nell’omeostasi del mantenimento del peso corporeo mediante la regolazione dell’assunzione del cibo e/o del dispendio energetico. I risultati del presente studio suggeriscono un effetto proinfiammatorio della leptina a livello centrale, attribuendo a questo ormone delle caratteristiche simili a quelle delle citochine di tipo Th1, e confermando la stretta relazione tra il sistema endocrino e quello immunitario. In particolare attraverso l’utilizzo di linee cellulari di astrociti (C6) abbiamo valutato l’effetto dell’ormone sull’induzione di markers infiammatori, quali l’espressione delle forme inducibili della monossido d’azoto sintasi e della ciclossigenasi e dei loro metaboliti attivi. Inoltre, abbiamo dimostrato che la leptina induce l’espressione della iNOS e’ attraverso l’attivazione del fattore di trascrizione NF-kB. 
La leptina ed il corticosterone, di cui e’ noto per entrambi il coinvolgimento nella regolazione del bilancio energetico e l’azione a livello ipotalamico, possano essere coinvolti nella regolazione dell’asse ipotalamico-ipofisario-tiroideo. I risultati del nostro studio suggeriscono che in condizioni di bilancio energetico negativo tali ormoni svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione a livello ipotalamico dell’espressione e dell’attività della deiodinasi di tipo due (DII), l'enzima responsabile della conversione dell'ormone tiroideo nella sua forma attiva (T3). 
Mediante l'analisi dell'attivita' enzimatica abbiamo dimostrato che i livelli di DII aumentano in condizioni di bilancio energetico negativo in seguito ad una variazione dei livelli circolanti di corticosterone e leptina. Tale incremento e' responsabile dell'aumento dei livelli ipotalamici di T3, come risulta dall'analisi mediante Radio Immune Assay in animali a digiuno, e che la conseguente condizione di ipotiroidismo locale potrebbe essere la causa dei ridotti livelli di TRH. 
Con esperimenti di immunoistichimica mostriamo la stretta relazione esistente tra i neuroni orexigenici del nucleo arcuato esprimenti il neuropeptide NPY e le cellule gliali esprimenti la DII, e che tale correlazione espone gli stessi neuroni alla T3 localmente prodotta nelle cellule gliali ad opera della DII.
E' noto, inoltre, che la T3 regola l'attivita' della proteina mitocondriale di membrana UCP2 nei tessuti periferici, e che tale proteina e' espressa anche nei neuroni del nucleo arcuato dell'ipotalamo esprimenti il neuropeptide NPY. Dai risultati del nostro lavoro risulta che l'espressione e l'attivita' dell'UCP2 sono aumentati in topi in seguito a somministrazione periferica di T3, e che l'UCP2 attivata induce un aumento un aumento del numero di mitocondri nei neuroni del nucleo arcuato ipotalamico esprimenti NPY/AgRP.
In condizioni normali l'assunzione di cibo e' regolata dal bilancio tra gli ormoni periferici orexigenici come il ghrelin e quelli anorexigenici come la leptina. In codizioni di sazieta' la leptina attiva il sistema della melanocortina che inibisce lo stimolo della fame; durante periodi di digiuno, invece, il ghrelin induce l'attivazione dei neuroni NPY che rilasciano l'AgRP, inibitore del sistema della melanocortina.
Allo stesso tempo la variazione dei livelli di corticosterone e leptina, in seguito a digiuno, attivano la D2 nella produzione di T3 nelle cellule gliali ipotalamiche. Tale incremento di T3 va ad attivare l'UCP2 nei neuroni del nucleo arcuato NPY/AgRP che sono in diretto contatto con le stesse cellule gliali esprimenti la D2, e che tale attivazione mantiene alto il tono orexigenico anche quando terminato il periodo di digiuno, si ha libero accesso al cibo.