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Semantica dell’alimentazione
• Appetito– desiderio* di (quel) cibo; piacevole.
• Fame– bisogno di ( qualsiasi) cibo; poco piacevole.
• Pienezza– fine del bisogno di cibo. Nel contesto del pasto.
• Sazietà.– mancanza di fame. Prolungata; dopo il pasto.
• Appetito– desiderio* di (quel) cibo; piacevole.
• Fame– bisogno di ( qualsiasi) cibo; poco piacevole.
• Pienezza– fine del bisogno di cibo. Nel contesto del pasto.
• Sazietà.– mancanza di fame. Prolungata; dopo il pasto.
* Mediato da fattori non energetici
CIBO
SazietàSazietà PienezzaPienezza
precoce tardivo
SensorialePost-ingestione
CognitivaCentrale
Post-assorbimentoMetabolica
Mediazione
APO
LH
DMH
PFH
ARC
VMH
PVN
APO = Area PreOttica
LH = Lateral Hypothalamus
DMN = DorsoMedial Nucleus
PFH = PeriFornicolal Hypothalamus
VMH = VentroMedial Hypothalamus
ARC = Arcuatus Nucleus
PVN = ParaVentricular Nucleus
Regioni cerebrali nelle quali vengonointegrati i segnali di controllo del consumo di cibo
IMMMAGINI DI ATTIVAZIONE CEREBRALE IN RISPOSTA IMMMAGINI DI ATTIVAZIONE CEREBRALE IN RISPOSTA ALLAALLA FAMEFAME ((blublu) ) E ALLA SAZIETA’E ALLA SAZIETA’ ( (giallogiallo))
Tataranni et al, 1999
Fattori bioumorali coinvolti nel controllo dell’alimentazione
• Ormoni
• Citochine
• Neuropeptidi
• Nutrienti ematici
• Neurotrasmettitori
Fattori bioumorali coinvolti nel controllo dell’alimentazione
• Ormoni– Glucocorticoidi– Aldosterone– Estrogeni– Insulina– Cholecistokinina– GLP-1– PYY– Grelina
• Citochine– Leptina– Resistina– Adiponectina– IL-6– TNF-alfa
• Ormoni– Glucocorticoidi– Aldosterone– Estrogeni– Insulina– Cholecistokinina– GLP-1– PYY– Grelina
• Citochine– Leptina– Resistina– Adiponectina– IL-6– TNF-alfa
• Neuropeptidi– Neuropeptide Y– Grelina– Galanina– Opioidi– Endocannabinoidi– GHRH– CRH– MCH– Orexina– CART– AGRP– POMC– OXM
• Neuropeptidi– Neuropeptide Y– Grelina– Galanina– Opioidi– Endocannabinoidi– GHRH– CRH– MCH– Orexina– CART– AGRP– POMC– OXM
Nutrienti e neurotrasmettitori capaci di regolare l’alimentazione
• Nutrienti ematici
– Glucosio
– Acidi grassi
– Aminoacidi
– Lattato
– Corpi chetonici
• Nutrienti ematici
– Glucosio
– Acidi grassi
– Aminoacidi
– Lattato
– Corpi chetonici
• Neurotrasmettitori– Noradrenalina– Dopamina– Serotonina– GABA– NO
• Neurotrasmettitori– Noradrenalina– Dopamina– Serotonina– GABA– NO
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine
• Dinorfine
• Encefaline
• Grelina
SEGNALI ORESSIGENISEGNALI ORESSIGENI
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)• Endocannabinoidi
• Anandamide• Oppioidi endogeni
• -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina• Galanina
SEGNALI ORESSIGENISEGNALI ORESSIGENI
NPY (Neuropeptide Y)
• E’ sintetizzato prevalentemente nel ARC• Proietta afferenze a PVN, DMN e LH• E’ il più importante attivatore di consumo
di cibo; risponde sia la digiuno che alla restrizione calorica
• Stimola la produzione di altri segnali oressigeni, quali le ß-endorfine
• E’ co-espresso con AgRP
Nucleo Arcuato (ARC)
POMC cells
MSH
AgRP
NPY
Leptina
Nucleo Paraventricolare
(PVN)
ß-endorfine
MC3-4R
• Digiuno• Grelina• Steroidi (Test, Estr, Cort)• Ritmo circadiano
• CART• GLP1
CB-1
05
10
15202530
354045
R. Gast WATi
ng*
mg-1
*min
-1
Controlli
Dopo NPY
Effetto della i.c.v. di NPY sull’utilizzazione insulino-mediata di glucosio nel muscolo e nel tessuto adiposo di ratti obesi
**
**
Vettor, 1996
La somministrazione i.c.v. di NPY in ratti
normali determina una situazione
metabolica che è simile a quella osservata
nella fase dinamica dell’obesità genetica
di modelli animali ed è similare a quanto
osservato nella sindrome metabolica
umana.
Caratteristiche fenotipiche di ratti normali (OB/OB), obesi (ob/ob), ed obesi NPY -/-
OB/OB ob/ob ob/ob NPY -/-
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
SEGNALI ORESSIGENISEGNALI ORESSIGENI
MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• E’ sintetizzato nell’ipotalamo laterale• Proietta afferenze a molte aree
ipotalamiche • Attiva il consumo di cibo, rispondendo
al digiuno, indipendentemente dal NPY• La sua azione è potenziata dal NPY e
dagli Endocannabinoidi
ARC(Nucleo Arcuato )
POMC cellsMSH
AgRP
NPY
Leptina
PVN(Nucleo
Paraventricolare )
ß-endorfine
MC3MC4
• Digiuno• Grelina• Steroidi (Test, Estr, Cort)• Ritmo circadiano
CB-1
LH - Ipotalamo laterale
CB-1
MCH
• Digiuno • EC• NPY
• CART• GLP1
Segal-Lieberman et al, 2003
L’ormone MCH è L’ormone MCH è un mediatore critico un mediatore critico
del del fenotipo leptino-fenotipo leptino-
carentecarente
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
SEGNALI ORESSIGENISEGNALI ORESSIGENI
Endocannabinoidi (Anandamide)
• Sono prodotti in molte aree del SNC, dove i suoi recettori (specie CB-1) sono ubiquitari
• I CB-1 sono attivati da numerosi neuropeptidi, specie NPY e -Endorfine
• Facilitano il consumo di cibo, rispondendo al digiuno, indipendentemente dal NPY
• La loro azione è potenziata dal NPY e dalle -Endorfine ed inibita dalla leptina
• La loro azione è simile a quella del 9-THC
Hypothalamic levels of arachinodoyl ethanolamina (anandamide: AEA), 2-Hypothalamic levels of arachinodoyl ethanolamina (anandamide: AEA), 2-arachidonoyl glycerol (2-AG) and palmitoyl ethanolamide (PEA)arachidonoyl glycerol (2-AG) and palmitoyl ethanolamide (PEA)
Di Marzo et al, 2001
obese db/db mice
lean controls
Leptin-regulated endocannabinoids are involved in maintaining food intakeVINCENZO DI MARZO*, SRAVAN K. GOPARAJU†, LEI WANG†‡, JIE LIU†‡, SÁNDOR BÁTKAI†‡, ZOLTÁN JÁRAI†, FILOMENA FEZZA*, GRANT I. MIURA§, RICHARD D. PALMITER§, TAKAYUKI SUGIURA & GEORGE KUNOS†‡
Nature 410, 822 - 825 (2001)
Hypothalamic levels of anandamide and 2-arachidonoyl glycerol Hypothalamic levels of anandamide and 2-arachidonoyl glycerol
125
µg
lept
in
125
µg
lept
in
250
µg
lept
in
250
µg
lept
in
Di Marzo et a, 2001
Cota et al, 2003
Effect of SR141716A (CB1-inibhitor) on food intake in non-fasted db/db mice.
1 2 3 hours
food
inta
ke (
gr x
mou
se)
Vehicle
SR141716A
Di Marzo et al, 2001
Gli endocannabinoidi sembrano avere un ruolo nei processi che amplificano la motivazione al consumo di cibi palatabili, aumentando gradualmente nell’intervallo tra i pasti, sino a raggiungere un livello critico quando scatta la necessità di cibo.
Cota et al, 2003
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
SEGNALI ORESSIGENISEGNALI ORESSIGENI
Oppioidi endogeni (-Endorfine)
• Sono prodotti in molte regioni cerebrali, ma soprattutto nel PVN
• Proiettano afferenze a molte aree ipotalamiche e alla corteccia
• Facilitano il consumo di cibo, rispondendo al digiuno, su stimolo del NPY e dell’AgRP
• La loro azione potenzia quella degli Endocannabinoidi
ARC(Nucleo Arcuato )
POMC cellsMSH
AgRP
NPY
Leptina
PVN(Nucleo
Paraventricolare )
ß-endorfine
MC3MC4
• Digiuno• Grelina• Steroidi (Test, Estr, Cort)• Ritmo circadiano
CB-1
LH - Ipotalamo laterale
CB-1
MCH
• Digiuno • EC• NPY
• CART• GLP1
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
• NPY (Neuropeptide Y)• ART/AgRP
• MCH (Melanin Concentrating Hormone)
• Endocannabinoidi • Anandamide
• Oppioidi endogeni • -Endorfine• Dinorfine• Encefaline
• Grelina
SEGNALI ORESSIGENISEGNALI ORESSIGENI
Segnali periferici Segnali periferici afferenti afferenti al SNC al fine di al SNC al fine di regolare regolare il consumo di il consumo di cibocibo
Ruolo della grelina nella regolazione Ruolo della grelina nella regolazione centrale dell’alimentazionecentrale dell’alimentazione
MASAMITSU NAKAZATO et al , Nature 409, 194 - 198 (2001);
Oxintomodulin suppress appetite and reduces food intake in humans (Cohen et al, 2003).
OXM
Gut(post postprandially)
Brain
Gut Ghrelin
Food Intake
Livelli (%) di grelina in alcuni disturbi dell’alimentazione
1
1,9 1,89
2,2
1,2
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Controlli AN-R AN-BP BN-P BN-NP
Tanaka et al, 2003
Gre
lina
(%
)
Effetto della somministrazione icv di un antagonista NPY (D-Tyr27, 36, D-Thr32) o di un antagonista GHRH (MZ-4-71)
sulla stimolazione al consumo di cibo da parte della Grelina
Bagnasco et al, 2003
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Controlli Grelina Grelina + ant NPY
*
Con
sum
o d
i cib
o (g
)
Grelina + ant GHRH
Livelli e secrezione gastrica del mRNA
della grelina nel ratto
Digiuno Post-prandiali
Lee et al, 2002 (modified)
**
NPY
Svuotamento gastrico
CitokineIL 1-ß
(Cachetizzanti)Fame
+
+
+
+
- -
- -
GRELINAGRELINA DIGIUNO Glicemia IRI Leptina
PASTO Leptina IRI Glicemia Distensione gastrica
FAME
ANORESSIANERVOSA
ETA’
OBESITA’BMI
leptina+
+
• Leptina• Insulina• Peptide YY (PYY)• CCK (Colecistochinina)• CART (cocaine -anphetamine-regulated-transcript)
• Pro-opiomelacortina (POMC)• -MSH (Melanocyte Stimulating Hormone)
• Corticotropin Releasing Hormone (CRH)• Urocortina
• Leptina• Insulina• Peptide YY (PYY)• CCK (Colecistochinina)• CART (cocaine -anphetamine-regulated-transcript)
• Pro-opiomelacortina (POMC)• -MSH (Melanocyte Stimulating Hormone)
• Corticotropin Releasing Hormone (CRH)• Urocortina
SEGNALI ANORESSIGENI SEGNALI ANORESSIGENI