Tumor necrosis factor alpha (TNF-'alfa') action in hypothalamus: effects on protein expression, food intake and 'O IND.2' consumption/ 'CO IND.2' production

A insulina e a leptina induzem uma potente resposta anorexigênica e termogênica atuando sobre neurônios do hipotálamo. Evidências recentes sugerem que a resistência à ação desses hormônios deve participar dos mecanismos centrais que favorecem o desenvolvimento da obesidade e sua associação com o diabetes mellitus. O consumo de dieta rica em gordura induz a expressão de proteínas pró-inflamatórias em hipotálamo de ratos, inclusive da citocina TNF-?. O presente estudo avaliou o efeito de diferentes doses intracerebroventriculares (ICV) de TNF-? sobre a ativação da via de sinalização da insulina, a ingestão alimentar e o consumo de O2/produção de CO2. Ratos Wistar, machos de oito semanas, foram canulados por via ICV e tratados com diferentes doses de TNF-?, insulina ou salina. A dose mais alta de TNF-? promoveu uma redução de 20% na ingestão alimentar de 12 horas, sendo esta redução inferior àquela produzida pela insulina. Na mesma dose, a citocina promoveu um aumento da temperatura corporal e do quociente respiratório. O TNF-? induziu a ativação de elementos da via pró-inflamatória no hipotálamo, como JNK, p38 e NF?B, o que resultou na transcrição de genes de resposta rápida e indução de proteínas da família SOCS. Com relação à via molecular da insulina, o TNF-? não induziu a ativação de substratos proximais e intermediários, no entanto, mesmo a dose mais baixa foi capaz de ativar elementos distais da via, como ERK e FOXO-1. Cocluindo, o TNF-? exerce um potente efeito anorexigênico e pró-termogênico no hipotálamo de ratos através de mecanismos independentes da ativação de proteínas proximais da via de sinalização da insulina. ERK e FOXO-1, que participam como intermediários em várias outras vias de sinalização, incluindo a via da insulina, são ativados pelo TNF-? no hipotálamo e podem estar envolvidas no efeito anorexigênico e pró-termogênico do TNF-? nesse órgãoInsulin and leptin induce potent anorexigenic and pro-thermogenic responses in specialized neurons of the hypothalamus. Recent evidence suggest that resistance to the action of these hormones play a role in the mechanisms that favor the development of obesity and its common association with type 2 diabetes mellitus. The consumption of a fat-rich diet induces molecular and functional resistance to leptin and insulin in the hypothalamus, which is accompanied by the expression of pro-inflammatory proteins including the cytokine TNF-?. The present study has evaluated the effect of different doses of intracerebroventricular (ICV) TNF-? upon the activation of insulin signal transduction, food ingestion, and the consumption of O2/ production of CO2. For that, eight weeks old male Wistar rats were ICV cannulated and treated with saline, insulin or TNF-?. High dose TNF-? ?promotes a reduction of 20 % of 12 h food intake, which is an inhibitory effect marginally inferior than the one produced by insulin. In addition, TNF-? increases body temperature and respiratory quotient, effects not reproduced by insulin. TNF-? is also capable of activating canonical pro-inflammatory signal in the hypothalamus, inducing JNK, p38, and NF?B, which results in the transcription of early responsive genes and induction of proteins of the SOCS family. Finally, TNF-? does not activate signal transduction through early and intermediary elements of the insulin signaling pathway such as IRS-2 and Akt, however, TNF-?, even at low doses, is capable of activating late elements of the insulin signaling pathway such as ERK and FOXO-1. In conclusion, TNF-? exerts potent anorexigenic and pro-thermogenic effects in the hypothalamus through mechanisms independent of the activation of proteins that participate in early and intermediary steps of the insulin signaling pathway. ERK and FOXO-1, which act as late signal transducers for several signaling pathways, including insulin, are activated by TNF-? in the hypothalamus and may participate in the anorexigenic/pro-thermogenic effects of TNF-? in this orga