Food intake regulation –  1^st part

Overview

Článek přehledným způsobem popisuje současný pohled na velmi komplexní proces regulace chuti k jídlu –  část zaměřenou na homeostatickou regulaci příjmu potravy. Cílem homeostatické regulace je udržování energetické rovnováhy, stabilní hmotnosti a optimálního příjmu živin. Vedle homeostatické regulace působí i regulace hedonická, při které se uplatňují emoční a motivační vlivy. Homeostatická regulace zahrnuje periferní krátkodobou a dlouhodobou regulaci, zprostředkovanou převážně gastrointestinálními peptidy, hormony tukové tkáně a centrálními mechanizmy regulace příjmu potravy, které jsou lokalizované do oblasti hypotalamu. Je výslednicí působení faktorů orexigenních (zvyšujících chuť k jídlu a příjem potravy) a anorexigenních (snižujících chuť k jídlu a tedy příjem potravy). K anorexigenním působkům patří naprostá většina gastrointestinálních peptidů (např. cholecystokinin, glukagon‑like peptid 1, bombesin, peptid YY atd.), hormon tukové tkáně leptin a centrálně působící melanokortinový systém. Naopak orexigenní faktory zahrnují z gast­rointestinálních peptidů v podstatě pouze ghrelin a centrálně působící systém neuropeptid Y/ Agouti‑related peptide. Principy regulace příjmu potravy jsou klíčové pro pochopení patogeneze poruch příjmu potravy a obezity, jejichž výskyt v poslední době epidemicky narůstá, a poskytují slibné cíle pro možné farmakologické intervence.

Klíčová slova:
homeostáza –  centrální a periferní regulace příjmu potravy –  gastrointestinální peptidy –  leptin –  hypotalamus

Úvod

Regulace příjmu potravy je velmi komplexní a mnohovrstevný proces s četnými periferními a centrálními vstupy, jehož cílem je za fyziologických okolností zajistit rovnováhu mezi energetickým příjmem a energetickým výdejem za účelem udržení stálé hmotnosti a optimálního příjmu živin. Podle uplatnění fyziologických regulačních mechanizmů můžeme regulaci příjmu potravy rozdělit na homeostatickou, která je fyziologickými mechanizmy řízena, a na hedonickou, homeostatické regulaci do určité míry nadřazenou, při které se uplatňují motivační a emoční složky řízené centry odměny. K hlavním mediátorům hedonické regulace patří opioidy, endokanabinoidy a dopamin. Principy hedonické regulace podrobně probereme v další části seriálu o příjmu potravy. Homeostatická regulace je výslednicí působení faktorů orexigenních, zvyšujících chuť k jídlu a příjem potravy a anorexigenních, jejichž působení na chuť k jídlu a příjem potravy je inhibiční.

V době exponenciálního nárůstu poruch příjmu potravy na jedné straně a obezity na straně druhé je pochopení principů regulace příjmu potravy klíčové, o čemž svědčí množství publikovaných studií, odhalujících dílčí patologie regulačního systému přítomné u jednoho či druhého pólu patologií příjmu potravy (obezity, resp. mentální anorexie či bulimie). Farmaceutické společnosti vynakládají značné úsilí k využití těchto poznatků k farmakologickým intervencím. Nicméně i přes značnou motivaci a finanční podporu jsou v současné době reálně využitelné farmakologické možnosti léčby obezity velmi omezené a v případě mentální anorexie možné, jejich působení je ovšem spíše podpůrné k dalším léčebným modalitám, zvláště psychoterapii.

Historie

Koncem 40. let 20. století formuloval Brobeck tzv. termostatickou hypotézu příjmu potravy, která vycházela z fyziologického konceptu, že jedním ze základních homeostatických mechanizmů je udržování stálé tělesné teploty a příjem potravy k němu výrazně přispívá. Brobeck spekuloval, že nikoli vlastní energetická hodnota potravy, ale spíše množství tepla, které se po její konzumaci uvolní, je důležitým faktorem v regulaci příjmu potravy a hlavním regulujícím mechanizmem je přímý tepelný efekt přijímané potravy. Podle této teorie jsou v chladném prostředí aktivovány kompenzatorní mechanizmy, které zahrnují i příjem potravy pro její termický účinek. Naopak při zvýšení okolní teploty dochází k inhibici příjmu potravy [1].

Další teorie regulace příjmu potravy byly postulovány v 50. letech 20. století. „Lipostatická teorie“ G. Kennedyho pracovala s množstvím tukových zásob, které prostřednictvím hypotetického lipostatického faktoru regulovaly v mozku příjem potravy [2]. V dalších letech se existence tohoto faktoru potvrdila (leptin), ale zároveň se ukázalo, že se jedná pouze o dílčí faktor ve složité síti signálů regulujících příjem potravy. Jiná teorie, tzv. „glukostatická“, formulovaná autorskou dvojicí J. Mayer a D. Thomas přibližně o 10 let později, předpokládala, že příjem potravy je stimulován poklesem glykemie, detekovaném v mozku a játrech, zatímco vzestup glykemie příjem potravy inhibuje [3]. Také prizmatem současného chápání principů regulace příjmu potravy působí glukóza jako regulátor příjmu potravy. Uplatňuje se však pouze v krátkodobé regulaci a pouhým kolísáním glykemie není možné vysvětlit dlouhodobé řízení příjmu potravy ani udržování energetických zásob, resp. stálé hmotnosti.

Prudký rozvoj experimentálních technik (imunochemie, genové manipulace, zobrazovací metody, mikrodialýza atp.), nastartovaný od 80. let 20. století, vedl k sérii objevů genů kódujících různé látky uplatňující se v regulaci příjmu potravy, stejně jako k odhalení centra regulace příjmu potravy –  hypotalamu.

Homeostatická regulace příjmu potravy

V tomto přehledovém článku se budeme věnovat homeostatické regulaci příjmu potravy, kterou lze podle původu faktorů uplatňujících se v regulačním procesu rozdělit na periferní a centrální. Periferní regulaci zprostředkovávají na periferii produkované látky; výsledkem jejich působení je zvýšení či snížení pocitu hladu a následné zvýšení či snížení příjmu potravy. Periferní regulaci můžeme podle časového působení a smyslu regulace dále rozdělit na krátkodobou a dlouhodobou, každá z nich je pak mediována různými signály, z nichž ně­kte­ré figurují v obou typech regulace. Centrální regulace je lokalizována v hypotalamu a je výslednicí působení antagonisticky (orexigenně, resp. anorexigenně) působících neuromediátorů.

Periferní krátkodobá regulace příjmu potravy

Krátkodobá regulace příjmu potravy představuje komplex dějů, které jsou zodpovědné za to, že v určitém okamžiku již dále nepokračujeme v příjmu jídla. Jejím smyslem je pomocí pocitu nasycení (v angličtině satiation) regulovat velikost jednotlivé konzumované porce. Krátkodobá regulace zahrnuje regulační vliv nutrientů z potravy, dále mechanoreceptorů a chemoreceptorů gastrointestinálního traktu a celou širokou škálu gastrointestinálních hormonů (obr. 1). Nutrienty přijaté v potravě po resorpci v tenkém střevě inhibují příjem potravy jak přímým působením v hypotalamu, tak nepřímo prostřednictvím ovlivnění sekrece gastrointestinálních hormonů. K nutričně‑metabolickým signálům, krom výše zmíněné glukózy a mastných kyselin, patří aminokyseliny, ale i laktát a β‑ hydroxybutyrát [4]. Chemoreceptory a mechanoreceptory gast­ro­intestinálního traktu po stimulaci mechanickou distenzí či působením nutrientů aferentují vagovými vlákny do nucleus tractus solitarii, jádra vagového nervu lokalizovaného v prodloužené míše, který má přímé spoje do hypotalamických jader regulujících příjem potravy [5].

Nejvýznamnějšími periferními regulátory příjmu potravy jsou však hormonální působky produkované v gast­rointestinálním traktu či tukové tkáni (obr. 2, tab. 1). Naprostá většina těchto látek vykazuje anorexigenní působení, vede tedy ke snížení příjmu potravy. K těmto hormonům patří hormony produkované v tenkém, resp. tlustém střevě či žaludku, jako cholecystokinin, oxyntomodulin, apolipoprotein AIV. (apo AIV.), peptid YY, glukagon‑like peptid 1, apelin, skupina neuromedinů zahrnující gastrin‑related peptide (GRP), neuromedin B a C, bombesin, obestatin, a dále pankreatické hormony glukagon, amylin, pankreatický polypeptid, somatostatin a inzulin [6,7].

Mechanizmus působení těchto gast­rointestinálních hormonů je celkem uniformní. Po potravním stimulu dochází v příslušné části gastrointestinálního traktu k produkci hormonu peptidové či proteinové povahy, který působí periferně, t.j. přímo v gast­rointestinálním traktu (ve smyslu regulace motility či sekrečních funkcí) a po průchodu hematoencefalickou bariérou (obvykle v místech s fenestracemi v bariéře, např. v eminentia mediana) také centrálně –  v hypotalamu, kde inhibuje sekreci orexigenních neuromediátorů a zvyšuje sekreci anorexigenních neuromediátorů [6].

Také monoaminy a agonisté adrenergních receptorů vykazují anorexigenní působení. Agonisté na β₂-  či _β3‑adrenergních receptorech výrazně snižují příjem potravy. Během váhového úbytku indukovaného dietou či podáním fenfluraminu byla prokázána zvýšená vazebná kapacita α‑adrenergních receptorů a naopak u obézních je tato významně snížená [4].

Orexigenně (t.j. stimulačně na příjem potravy) působí pouze ghrelin a částečně také inzulin. Ghrelin je secernovaný v žaludku (ale také např. v duodenu, tlustém střevě či hypotalamu). Sekrece ghrelinu je nejvyšší v ranních hodinách a v období lačnění, naopak po příjmu potravy jeho produkce prudce klesá [8]. Cirkulující ghrelin inverzně koreluje s množstvím tukové hmoty, jeho hladiny jsou vysoké u anorektiků, nízké u obézních osob, u kterých ovšem byla prokázána porušená regulace syntézy ghrelinu s absencí postprandiálního poklesu hladin. Tato abnormalita může být zodpovědná za pokračující příjem potravy [9]. Ghrelin působí přes GHS receptor 1a (growth hormone secretagogue) převážně v nucleus arcuatus, kde zvyšuje expresi orexigenně působícího neuropetidu Y [10].

Periferní dlouhodobá regulace příjmu potravy

Dlouhodobá regulace příjmu potravy spočívá v navození pocitu sytosti (satiety) a snížení pocitu hladu, ovlivňuje tak frekvenci jednotlivých jídel.

Na pomezí mezi krátkodobou a dlouhodobou regulací příjmu potravy stojí hormon inzulin. Inzulin je produkovaný nejen periferně v pankreatu, ale také v centrálním nervovém systému, zvláště v hippocampu, hypotalamu a piriformním cortexu [11]. Stimulem pro syntézu centrálního inzulinu je, stejně jako u pankreatického inzulinu, příjem sacharidů, ale také serotonin; naopak příjem tuků jeho produkci snižuje [12].

Zatímco centrální inzulin působí pouze lokálně, periferní inzulin krom svého periferního působení vykazuje také působení centrální. Cirkulující inzulin přechází do mozku v cirkumventrikulárních oblastech postrádajících hematoencefalickou bariéru [13] či přestupuje přes hematoencefalickou bariéru aktivním saturabilním transportním systémem [14]. Inzulinové receptory jsou v mozku exprimovány v různých oblastech, nejvyšší koncentrace dosahují v hypotalamu, zvláště nucleus arcuatus, dále v bulbus olfa­ctorius, hippocampu a mozečku.

Akutní periferní působení inzulinu má ve svém důsledku účinky orexigenní. Pokles glykemie navozený inzulinem aktivuje podle glukostatické teorie hypotalamická jádra s následným zvýšením příjmu zvláště sacharidové potravy.

Prizmatem dlouhodobé regulace je působení pankreatického inzulinu anorexigenní. Inzulin lze chápat jako ukazatel množství energetických zásob v tukové tkáni, jeho bazální i stimulovaná sekrece při zvyšování tukových zásob roste, aby v terénu inzulinové rezistence udržela glukózovou homeostázu. Následná vyšší nabídka inzulinu v mozku aktivací anorexigenně působících mediátorů vede ke snížení chuti k jídlu a příjmu potravy [5].

V experimentech snižoval centrálně podaný inzulin produkci orexigenního neuromediátoru neuropeptidu Y, a naopak zvyšoval expresi anorexigenně působícího proopiomelanokortinu [15]. Centrální inzulin krom regulace příjmu potravy ovlivňuje také kognitivní funkce a proces učení. Funkční inzulinová kaskáda inhibuje fosforylaci integrálních mikrotubulárních t‑ proteinů a b‑ amyloidních prekurzorů, čímž zabraňuje jejich akumulaci. Při relativní centrální inzulinopenii, která je typickým znakem centrální inzulinové rezistence, dochází k akumulaci těchto patologicky fosforylovaných proteinů extracelulárně i intraneuronálně ve formě amyloidních plaků či neurofibrilárních klubíček. Tyto formace jsou patogenetickým podkladem neurodegenerativních chorob –  včetně Alzheimerovy demence [16]. Vzhledem k analogii patogeneze mezi diabetem 2. typu (periferní inzulinová rezistence) a Alzheimerovou demencí (centrální inzulinová rezistence) byla postulována hypotéza, že rozvoj toho či onoho onemocnění závisí na cílovém orgánu, kde se inzulinová rezistence projeví. Porucha metabolizmu glukózy v mozku, snížené množství centrálního inzulinu a jeho dysfunkční kaskáda byla popsána jak u diabetu, tak u Alzheimerovy demence, a epidemiologické studie popsaly vyšší riziko vzniku diabetu 2. typu u pacientů s Alzheimerovou demencí, stejně jako vyšší riziko vzniku demence u diabetiků 2. typu [17].

Hlavním mediátorem dlouhodobé regulace příjmu potravy je však pravděpodobně leptin, produkt ob genu, hormon produkovaný v tukové tkáni za fyziologických podmínek úměrně množství tukové tkáně (obr. 3). Akutní podání leptinu snižuje spontánní i hladověním navozenou hyperfagii [18], zatímco dlouhodobé podávání snižuje příjem potravy, jehož důsledkem je ztráta tukové hmoty a pokles hmotnosti [19]. Leptin se po aktivním transportu saturabilním mechanizmem přes hematoencefalickou bariéru váže na leptinový receptor s následnou stimulací transkripce anorexigenně působícího neuromediátoru proopiomelanokortinu (POMC) a naopak inhibicí exprese orexigenně působícího neuropeptidu Y [20].

Pouze malé procento animálních i humánních obezit je ovšem způsobeno nedostatkem leptinu či mutací jeho receptoru, většina obézních má hladiny leptinu zvýšené, dochází u nich k rozvoji leptinové rezistence, na které se podílí jak zhoršený transport leptinu přes hematoencefalickou bariéru, tak porušená signalizační kaskáda leptinového receptoru [21].

Také další hormon adiponektin, produkovaný v téměř o řád vyšších koncentracích než ostatní hormony tukové tkáně či gastrointestinální peptidy, ovlivňuje nejen inzulinovou senzitivitu, ale také do určité míry příjem potravy. S rostoucím množstvím tukové tkáně produkce adiponektinu (na rozdíl od leptinu) klesá, jeho hladiny jsou u osob s diabetes mellitus 2. typu, inzulinovou rezistencí a obezitou snížené a v experimentu zvyšuje jeho podání inzulinovou senzitivitu a snižuje příjem potravy i tělesnou hmotnost [22].

Hladiny adipsinu, dalšího z adipocytokinů, negativně korelují s množstvím tukové hmoty a zvyšují se energetickou restrikcí [23]. Ve studii Ukkoly et al [24] hladiny adipsinu naopak pozitivně korelovaly s množstvím abdominálního subkutánního tuku a výraznější zvětšení objemu abdominálního subkutánního tuku bylo spojeno s nižším vzestupem hladin adipsinu v závislosti na polymorfizmu jeho genu. Role adipsinu v regulaci příjmu potravy zůstává kontroverzní.

Centrální regulace příjmu potravy

Centrem regulace příjmu potravy je hypotalamus. Laterální hypotalamická jádra byla tradičně považována na základě animálních experimentů s destrukcemi v oblasti příslušných jader za centra hladu, zatímco mediální za centra sytosti. Klíčovými jádry uplatňujícími se v regulaci příjmu potravy jsou nucleus arcuatus (ARC), nucleus paraventricularis (PVN), laterální hypotalamická oblast (LHA), dorzomediální hypotalamické jádro (DMH), v rámci širší regulace je třeba zmínit i vagová jádra v prodloužené míše –  nucleus tractus solitarii (NTS) a parabrachiální jádro (PBN) spojující nucleus tractus solitarii s jádry mediálního talamu a s laterálními hypotalamickými jádry a amgydalou, zprostředkující tak vnímání chuti (obr. 4).

Klíčovou úlohu v integraci signálů regulujících příjem potravy hraje nucleus arcuatus lokalizovaný v blízkosti eminentia mediana, jež postrádá hematoencefalickou bariéru (obr. 5). V nucleus arcuatus se nacházejí 2 subpopulace neuronů regulujících příjem potravy: neurony, produkující orexigenně působící neuropeptid Y a agouti‑related peptide (AgRP), projikující převážně do paraventrikulárního jádra (PVN), a laterálně pak skupina neuronů exprimujících anorexigenně působící cocain‑amphetamine regulated transcript (CART) a velký prekurzor proopiomelanokortin (POMC), který je následně posttranslačně upravován mj. na α‑ melanocyty stimulující hormon (α‑ MSH, melanokortin). Tyto neurony projikují do dalších hypotalamických jader (DMH, LHA), perifornikální oblasti (PFA) či PVN [25]. K dalším mediátorům uplatňujícím se v centrální regulaci příjmu potravy patří kortikoliberin (CRH), tyreoliberin (TRH) a BDNF (brain‑derived neurotrophic factor), melanin koncentrující hormon (MCH), resp. orexin (obr. 6).

Neuropeptid Y (NPY) je 1 z nejčastěji se vyskytujících neuromediátorů v centrálním nervovém systému, v nejvyšší koncentraci se nachází právě v hypotalamických jádrech (zvláště nucleus arcuatus). Jeho sekrece se zvyšuje při hladovění, naopak příjmem potravy je inhibována. NPY vede k hyperfagii, inhibuje termogenezi, suprimuje sympatickou nervovou aktivitu a inhibuje tyroidální osu, stimuluje sekreci inzulinu a snižuje energetický výdej [26].

Melanokortinový systém zahrnuje produkty štěpení prekurzoru POMC, jejich receptory a endogenního antagonistu melanokortinu AgRP (obr. 7). Expresi POMC zvyšuje příjem potravy, naopak snižuje hladovění. Melanokortin (neboli α- MSH) působí přes melanokortinové receptory (MCR), z nichž nejvýznamnější z hlediska anorexigenního působení je MCR 4, lokalizovaný v nucleus arcuatus, PVN a VMH, jehož aktivace vede ke zvýšení energetického výdeje (aktivací sympatiku), snížení příjmu potravy, aktivaci tyroidální osy, poklesu sekrece inzulinu a zvýšení inzulinové senzitivity [27]. Dysfunkční kaskáda MCR4 vysvětluje přibližně 5 % humánních obezit [28].

Přirozenými endogenními kompetitivními antagonisty na MC4 jsou agouti protein a AgRP. Zatímco exprese agouti proteinu je téměř výhradně vázána na vlasové folikuly, kde antagonizací melanokortinového receptoru 1 způsobuje světlé zbarvení, AgRP je exprimovaný v mediální části nucleus arcuatus při hladovění. Jeho podání zvyšuje hmotnost indukcí prolongované hyperfagie a snížením energetického výdeje zprostředkovaným supresí TRH, dále sníženou spotřebou kyslíku a inhibicí hnědé tukové tkáně. Etiopatogenetické působení AgRP při rozvoji obezity u lidí není jasné, byl popsán vztah mezi polymorfizmem AgRP a nižší adipozitou [29].

CART je koexprimován s POMC v hypotalamu (v ARC, LHA a PVN). Jeho sekrece v hypotalamických jádrech se zvyšuje po příjmu potravy. CART naopak příjem potravy tlumí. Anorexigenní efekt má také jeho exprese v oblasti prodloužené míchy (nucleus tractus solitarii). Produkován je také v mezolimbickém dopaminergním systému, kde je pravděpodobně zodpovědný za navození příjemných pocitů „odměny“ při abúzu psychostimulancií či při konzumaci chutných jídel [30].

Syntéza kortikoliberinu (CRH) v paraventrikulárním jádru hypotalamu je stimulována stresovými podněty a jeho hlavní účinek spočívá v aktivaci stresové osy –  stimuluje syntézu ACTH a glukokortikoidů v nadledvinách. V regulaci příjmu potravy se uplatňuje an­orexigenně, v experimentu snižuje jeho centrální podání příjem potravy [8].

Tyreoliberin (TRH) obdobně jako CRH moduluje nejen chuť k jídlu, ale také ovlivňuje hypofyzární‑ tyroidální osu, a tím i energetický výdej. Produkován je v PVN za stimulace melanokortiny, jeho sekrece je naopak inhibována hladověním a NPY/ AgRP [31].

BDNF (brain‑derived neurotrophic factor) prostřednictvím svého receptoru TrκB ovlivňuje přežívání neuronů, neuronální diferenciaci a plasticitu a podílí se na centrální regulaci příjmu potravy. BDNF vykazuje anorexigenní působení –  deplece BDNF ve ventromediálním hypotalamu u myší vedla k hyperfagickému chování a obezitě. Exprese BDNF byla potvrzena také ve ventrální tegmentální oblasti, kde působí jako modulátor hedonické regulace příjmu potravy [32].

MCH (melanin koncentrující hormon) je exprimován převážně v laterální hypotalamické oblasti, jeho sekrece je ovlivňována nutričním stavem, zvyšuje se při hladovění, naopak inhibována je, stejně jako sekrece neuropeptidu Y, leptinem a POMC. Působení MCH je orexigenní, ve zvířecím experimentu vede jeho podání k hyperfagii a obezitě obdobně jako transgenní dlouhodobě zvýšená exprese. Snížené hladiny MCH jsou spojeny s hypofagií, poklesem hmotnosti a nárůstem energetického výdeje. MCH inhibuje produkci tyreotropinu, čímž může být zprostředkováno jeho negativní působení na energetický výdej [8,33].

Orexiny A a B neboli hypokretiny 1 a 2 jsou peptidy produkované zvláště v laterální hypotalamické oblasti a perifornikální oblasti z prekurzoru preproorexinu při hladovění. Orexinové neurony projikují do dalších jader regulujících příjem potravy, jako PVN, ARC, NTS či dorzálního motorického jádra vagu. Kromě významného orexigenního působení se zvláště orexin A uplatňuje také v regulaci probouzecí reakce (arousal), jeho nedostatek působí jako patogenetický mechanizmus chorobné spavosti –  narkolepsie. Za okolností potravní deprivace právě orexiny aktivují organizmus a vedou k chování zaměřenému na získání potravy [34].

Protein galanin je secernován v několika hypotalamických jádrech (PVN, VMH, LHA), velmi často společně s NPY. Jeho podání vede ke krátkodobému zvýšení příjmu potravy, antagonisté galaninu naopak příjem potravy tlumí. Jeho role v regulaci příjmu potravy se zdá méně významná, v poslední době se množí publikace o jeho významném neuroprotektivním působení, neboť se exprimuje v neuronech i gliích po ischemickém či zánětlivém postižení; vykazuje také velmi slibné účinky na kost, neboť podporuje novotvorbu kosti a inhibuje produkci osteoresorpčně působících cytokinů, jako tumor‑ nekrotizujícího faktoru TNF‑α a interleukinu 1- α [35].

Centrální anorexigenní působení vykazuje také fibroblastový růstový faktor (FGF), jehož aplikace do 3. komory vedla v animálních studiích k útlumu příjmu potravy, naopak specifické protilátky anti‑FGF aplikované do laterálního hypotalamu signifikantně příjem potravy zvyšovaly [36]. Po příjmu potravy byla v mozkomíšním moku prokázána zvýšená aktivita podobná FGF a podání FGF do oblasti laterálního hypotalamu potlačilo aktivitu neuronů laterálního hypotalamu citlivých na glukózu, aktivita ostatních neuronů zůstala neměnná [37].

Hypotalamický histamin působí také anorexigenně prostřednictvím svých histaminových H1 receptorů. Centrální podání histaminu vedlo na myším modelu ke snížení příjmu potravy a poklesu hmotnosti. Paradoxně vedl histamin k poklesu exprese leptinového ob genu a překvapivě zvýšil expresi uncoupling proteinu (UCP) v hnědé tukové tkáni nezávisle na funkci neuromediátorového systému AgRP/ POMC [38].

Integrace periferní a centrální regulace příjmu potravy

Periferní hormony (gastrointestinální peptidy či hormony tukové tkáně), jak již bylo uvedeno, přecházejí v cirkumventrikulárních oblastech (např. eminentia mediana) hematoencefalickou bariéru. Prostřednictvím působení přes své receptory na hypotalamických jádrech, zvláště v nucleus arcuatus, ovlivňují sekreci centrálních regulátorů příjmu potravy, a tím určují příjem potravy, resp. energetický výdej.

Naprostá většina uvedených gast­rointestinálních peptidů inhibuje orexigenně působící systém NPY/ AgRP a naopak aktivuje anorexigenně působící melanokortinový/ CART systém. Naopak orexigenně působící ghrelin aktivuje orexigenní systém NPY/ AgRP a inhibuje anorexigenní melanokortinový/ CART systém (obr. 8).

Závěr

Regulace příjmu potravy je velmi sofistikovaný a mnohovrstevný proces zahrnující četné periferní i centrální vstupy. K periferním faktorům regulujícím příjem potravy patří většinou anorexigenně působící gastrointestinální peptidy a hormony tukové tkáně, které po překročení hematoencefalické bariéry prostřednictvím svých receptorů na hypotalamických jádrech, zvláště nucleus arcuatus, ovlivňují aktivitu dvou hlavních antagonistických subpopulací neuropřenašečů (neuropeptid Y/ agouti‑related peptide, resp. α‑ melanocyty stimulující hormon/ cocain‑amphetamine regulated transcript). Tyto mediátory pak interakcí na receptorech dalších hypotalamických a kmenových jader určují výslednou rovnováhu mezi příjmem a výdejem energie, a homeostaticky tak udržují stabilní hmotnost. Pochopení principů regulace příjmu potravy představuje klíč k patogenezi a možným farmakoterapeutickým intervencím v posledních dekádách stále narůstajících poruch příjmu potravy a obezity.

Poděkování

Janě Potočkové za skvělé grafické zpracování obrázků.

MU Dr. Ludmila Brunerová

www.fnkv.cz

e‑mail: brunerova@seznam.cz