Elméleti Orvostudományok Doktori Iskola
LIMBIKUS ELİAGYI INTERLEUKIN-1β MECHANIZMUSOK A TÁPLÁLKOZÁS, ÍZ-ÉRZÉS ÉS ANYAGCSERE KÖZPONTI SZABÁLYOZÁSÁBAN
Dr. Takács Gábor
Témavezetı: Dr. Karádi Zoltán Programvezetı: Dr. Lénárd László
Ph.D. értekezés
PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM ÁLTALÁNOS ORVOSTUDOMÁNYI KAR ÉLETTANI INTÉZET
2010
Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék ................................................................................................................1 Rövidítések..........................................................................................................................3 I. Általános bevezetı........................................................................................................6 II. Elméleti alapfogalmak és meggondolások .................................................................8 1. A belsı környezet dinamikus egyensúlya................................................................8 2. A táplálkozás központi szabályozása.......................................................................9 2.1. A hypothalamus szerepe...................................................................................10 2.2. Extrahypothalamikus területek szerepe ...........................................................11 2.3. A nucleus accumbens szerepe ..........................................................................12 2.4. A glukóz-monitorozó sejthálózat......................................................................13 2.5. A glukóz-érzékelés mechanizmusai ..................................................................14 2.6. Az ízlelés szerepe a táplálkozásszabályozásban ..............................................14 2.7. Központi íz-információ feldolgozás .................................................................15 3. Neuroimmunológiai moduláció .............................................................................16 4. Immunregulátorok..................................................................................................18 5. Interleukin-1...........................................................................................................19 5.1. Szintézis............................................................................................................19 5.2. Biológiai hatások .............................................................................................20 5.3. Egyéb élettani hatások .....................................................................................21 III. Kísérletes vizsgálatok.................................................................................................22 1. Bevezetı.................................................................................................................22 2. Kérdésfelvetés........................................................................................................23 3. Módszerek..............................................................................................................25 3.1. Állatok ..............................................................................................................25 3.2. Elektrofiziológiai vizsgálatok...........................................................................26 3.2.1. Mőtét .......................................................................................................26 3.2.2. Elektródák ...............................................................................................26 3.2.3. Mikroiontoforézis....................................................................................27 3.2.4. Jelfeldolgozás..........................................................................................28 3.2.5. Neurokémiai vizsgálatok.........................................................................29 3.2.6. Íz-ingerlés ...............................................................................................29 3.3. Magatartási és metabolikus vizsgálatok ..........................................................30 3.3.1. Mőtét .......................................................................................................30 3.3.2. Nucleus accumbens és ventromedialis hypothalamus mikroinjekció .....32 3.3.3. Magatartási vizsgálatok..........................................................................33 3.3.4. Metabolikus vizsgálatok..........................................................................38 3.4. Szövettan ..........................................................................................................39 3.5. Adatfeldolgozás................................................................................................40 4. Eredmények ...........................................................................................................41 4.1. Elektrofiziológiai leletek ..................................................................................41 4.2. Táplálék- és folyadékfelvétel változások..........................................................43 4.2.1. Táplálékfelvétel .......................................................................................43
1
4.2.2. Vízfelvétel................................................................................................45 4.3. Testhımérséklet................................................................................................47 4.4. Metabolikus változások....................................................................................49 4.4.1. Vércukorszint ..........................................................................................49 4.4.2. Metabolitok plazmaszintje ......................................................................50 4.4.3. Hormonok plazmaszintje.........................................................................51 4.5. Íz-percepciós zavarok a nucleus accumbens-ben ............................................52 4.5.1. Kondícionált íz-averzió...........................................................................52 4.5.2. Íz-reaktivitás ...........................................................................................53 4.6. Íz-percepciós zavarok a ventromedialis hypothalamus-ban............................54 4.6.1. Kondícionált íz-averzió...........................................................................54 4.6.2. Íz-reaktivitás ...........................................................................................55 4.7. Szövettan ..........................................................................................................57 IV. Megbeszélés ................................................................................................................58 1. IL-1β mechanizmusok a limbikus elıagyban ........................................................59 2. Táp- és vízfelvétel..................................................................................................60 3. Testhımérséklet .....................................................................................................61 4. Paracetamol hatása az IL-1β okozta homeosztatikus változásokra .......................62 5. Metabolikus eltérések ............................................................................................63 6. Íz-percepciós zavarok ............................................................................................65 7. A homeosztatikus szabályozás neuronális háttere .................................................66 V. Általános következtetések .........................................................................................68 VI. Vizsgálataink legfontosabb eredményeinek összefoglalása....................................70 Köszönetnyilvánítás .........................................................................................................72 Irodalomjegyzék...............................................................................................................73 Publikációs jegyzék..........................................................................................................87
2
Rövidítések ACTH
adrenocorticotrop hormon
AgRP
agouti-related peptid
AMY
amygdala
AP
anteroposterior
ARC
nucleus arcuatus
B
bregma
BSA
marha szérum albumin (bovine serum albumin)
CART
cocaine-amphetamine regulated transcript
CO
kontroll
COX
ciklooxigenáz
CRF
corticotropin releasing factor
DM
diabetes mellitus
FFA
szabadzsírsavak (free fatty acid)
FSH
folliculus stimuláló hormon
GH
növekedési hormon (growth hormone)
GIS
glukóz-inszenzitív
GM
glukóz-monitorozó
GMSH
glukóz-monitorozó sejthálózat
GP
globus pallidus
GR
glukóz-receptor
GS
glukóz-szenzitív
GTT
glukóz tolerancia teszt
HDL
high density lipoprotein
HT
hypothalamus
i.c.v.
intracerebroventricularis
IL
interleukin
IL-1R
IL-1 receptor
i.p.
intraperitonealis
i.v.
intravénás
3
KATP
ATP-érzékeny kálium csatorna
KIR
központi idegrendszer
KÍA
kondícionált íz-averzió
LDL
low density lipoprotein
LH
luteinizáló hormon
LHA
lateralis hypothalamus area
LPS
lipopoliszacharid
ML
mediolateralis
MC
melanocortin
MSH
melanocyta stimuláló hormon
NAcc
nucleus accumbens
NO
nitrogén-monoxid
NPY
neuropeptid Y
NTS
nucleus tractus solitarii
OBF
orbitofrontalis kéreg
6-OHDA
6-hidroxi-dopamin
P
paracetamol
PBS
sós foszfát puffer (phosphate buffer saline)
PFC
prefrontalis kéreg
PG
prosztaglandin
POMC
proopiomelanocortin
rh
rekombináns humán
TF
tápfelvétel
TH
testhı
TNF
tumor necrosis faktor
TRH
thyreotropin releasing hormone
TSH
thyroidea stimuláló hormon
ttg
testtömeg gramm
VF
vízfelvétel
vl
ventrolateralis
VMH
ventromedialis hypothalamus mag
4
VPM
ventroposteromedialis thalamus mag
VTA
ventralis tegmentalis area
5-HT
szerotonin
5
I.
Általános bevezetı Az élı szervezetek számára a pillanatról pillanatra változó környezeti feltételekhez
való alkalmazkodás, a mőködések biztosítása, azaz a homeosztázis megırzése, alapvetı fontosságú biológiai létük szempontjából. A belsı egyensúly fenntartása során szervezetünk komplex, összehangolt kontroll-mechanizmusok segítségével biztosítja a megfelelı táplálék- és folyadékfelvételt, a hıszabályozást és a különbözı metabolitok szintjét. Ezen folyamatok összehangolása rendkívül pontos, kifinomult szabályozást igényel, amelyben nélkülözhetetlenül fontos irányító szerepe van a központi idegrendszernek. A fenti mőködések biztosításában meghatározó jelentıségő a kommunikáció az idegrendszer és a periféria között. Az információ-áramlásban kitüntetett a fontossága a különbözı neurotranszmittereknek, neuropeptideknek és a citokineknek
is.
Ma
már
számos
homeosztatikus
zavarral
járó
betegség
pathomechanizmusában igazolták citokinek részvételét (gyulladásos folyamatok, daganatok, diabetes mellitus, Alzheimer-kór, stb.). Dolgozatunk szempontjából feltétlenül meg kell említeni a táplálkozási és anyagcsere betegségeket (elhízás, anorexia és bulimia nervosa, diabetes mellitus, metabolikus szindróma, stb.), amelyek szintén a homeosztázis zavarával járó kórképek, s egyúttal korunk egyre szélesebb rétegeket és korosztályokat érintı népbetegségei közé tartoznak. Többségükben a gyógyszeres terápia még napjainkban is csupán a tüneti kezelésre szorítkozik, s a betegek egész életük során szigorú orvosi kontrollra szorulnak. A szakirodalom alapos tanulmányozásakor szembetőnı, hogy az ezen betegségek hátterének megismerését célzó alap- és klinikai kutatások döntıen az említett kórképek perifériás mechanizmusainak tisztázására irányulnak. Az óriási erıfeszítések ellenére azonban e vizsgálatok lényegi, a korábbi terápiás eljárásokhoz képest elırelépést jelentı változást mindezidáig nem eredményeztek. Kutatócsoportunk elgondolása alapján a fent említett betegségek kialakulásában a kétségtelenül meglévı perifériás eltérések mellett központi idegrendszeri kóros változások is szerepet játszanak, amelyek mögött sokszor csak nehezen kimutatható, inkább funkcionális, mint morfológiai eltérések állnak. Ezen diszfunkciók többnyire nem markáns elváltozásokban testesülnek meg, hanem csak finom, elsısorban a környezeti
6
kihívásokra jelentkezı regulációs zavarokban, amelyekben hipotézisünk alapján fontos szerepe van a kommunikációt biztosító neuroendokrin-neuroimmunológiai tényezıknek, így a citokineknek is. Elméletünk szerint az összetett központi szabályozás a neurokémiai, endokrinológiai és immunológiai mechanizmusok igen finom egyensúlyán alapszik, s ezt egy hierarchikusan mőködı, komplex érzékenységő neuronális hálózat irányítja.
7
II. Elméleti alapfogalmak és meggondolások 1.
A belsı környezet dinamikus egyensúlya
Az élı szervezet számára a belsı környezet (milieu intérieur) védelme és stabilitásának biztosítása alapvetı jelentıségő. A homeosztatikus szabályozó mőködések integrációjában a központi idegrendszer valamennyi szintje szerepet játszik. Az irányításért felelıs komplex mechanizmusok folyamatosan kontrollálják a táplálék- és folyadékfelvételt, a testhımérsékletet, az energiaforgalmat és a metabolizmust, illetve számos további tényezıt, amelyek dinamikus állandósága a szervezet egészséges mőködésének alapja. A korai klasszikus tanulmányok szerint specifikus agyi központok illetve pályák felelnek a különbözı homeosztatikus folyamatok irányításáért (ilyenek például az éhség- és jóllakottság-, vagy a hőtı- és főtıközpont ill. –pálya). Az utóbbi évtizedek kutatási eredményei alapján ma már egy olyan, a központi idegrendszer (KIR) több szintjét összekötı komplex neuronhálózat létezése valószínősíthetı, amely az egyes tényezıket összefogva, egymással egybevetve, azokat integratív módon képes irányítani. Ebben a közös, átfogó szabályozási rendszerben központi szerepe van a hypothalamusnak (HT), valamint a limbikus elıagyi neuronális körnek. Jelen tanulmányunkban kitüntetetten foglalkozunk a nucleus accumbens (NAcc) és a ventromedialis hypothalamus mag (VMH) vonatkozó mechanizmusaival. E két struktúra ingerlése ill. sértése következtében fellépı komplex motoros, vegetatív és endokrin változások a szakirodalomban
már
jól
ismertek
[69,86,104,147,187].
Számtalan
publikáció
hangsúlyozza a NAcc szerepét a különbözı motivált magatartások, tanulási folyamatok és a jutalmazó pályarendszer modulálásában. Az accumbens-ben a fıbb neurotranszmitter rendszerek kölcsönhatásainak meghatározó a jelentısége a változó környezethez való folyamatos alkalmazkodásban, a döntéshozatali mechanizmusokban. A HT különbözı magjai, azon belül például a VMH központi szerepe a homeosztázis kontrolljában, ma már az élettan tankönyvek vonatkozó fejezeteiben is fellelhetı alapvetı ismeretanyag.
8
2.
A táplálkozás központi szabályozása A táplálék megszerzésére és elfogyasztására irányuló tevékenység elsıdlegesen a
biológiai szükséglet által motivált magatartás, amelyet azonban nagyon sok egyéb, a viselkedést befolyásoló tényezı is szabályoz. Az éppen aktuális táplálkozási magatartás tehát számos, egyidıben megfigyelhetı fiziológiai, pszichés és egyéb faktor egymásra hatásának az eredıje. Ezen összetett mechanizmusok integrációja a KIR-ben a HT-ban ill. a limbikus elıagyi neuronális hálózatban történik.
1. ábra A nucleus accumbens és néhány más fontos, a táplálkozás központi szabályozásában szereplı struktúra.
A periféria felıl folyamatosan érkeznek agyunkhoz a szervezet aktuális energiaállapotáról a különféle információk, amelyek megfelelı választ váltanak ki, mind a hosszú távú folyamatok (testtömeg fenntartása), mind pedig a rövid távú döntések (táplálkozás megindítása) tekintetében. A szervezet energiaraktárainak állapotát a KIR felé közvetítı afferens szignálok közé tartozhatnak például hormonok, mint az inzulin és a leptin, valamint tápanyag-ellátottságot jelzı egyéb szignálok, mint a glukóz vagy a szabad zsírsavak. Bıséges táplálék és teli zsírraktárak esetén ezen szignálok KIR-i
9
hatásainak eredıjeként a táplálékfelvétel és a máj glukóz termelése csökken, valamint az energiafelhasználás nı. Ezzel ellentétben, a tápanyaghiányos állapotokat jelzı szignálok hatására megindul az evés illetve fokozódik az energiaraktárak (máj, zsírszövet) mobilizációja.
2.1. A hypothalamus szerepe
A múlt század közepén végzett korai klasszikus vizsgálatokban leírták, hogy a VMH kétoldali sértése után a kísérleti állatok jóval többet esznek, amely végül súlyos elhízáshoz vezet [75]. Ezzel szemben a lateralis hypothalamus (LHA) lézióját követıen aphagia alakul ki, amely akár az állat éhenhalását is okozhatja [2]. Az elmúlt évtizedben a kutatások egyre inkább a mediobasalis HT-ra irányultak, s azon belül is elsısorban a nucleus arcuatus (ARC) területére, ahol két jelentıs neuronpopuláció
meghatározó
szerepe
igazolódott
a
táplálékfelvétel,
az
energiafelhasználás és a cukor anyagcsere szabályozásában [174]. Az agouti-related peptid-et (AgRP) és a neuropeptid Y-t (NPY) együttesen expresszáló idegsejtek orexigén, míg a proopiomelanocortin-t (POMC) és a cocaine-amphetamine regulated transcript-et (CART) koexpresszáló neuronok anorexigén hatásúak. A POMC számos biológiailag aktív peptid számára szolgál prekurzorként, közülük is kiemelkedıen fontos az α- és a βmelanocyta stimuláló hormon (α- és β-MSH), amelyek az MC3 és MC4 melanocortin receptorokon hatva fejtik ki táplálékfelvételt csökkentı hatásukat [15,52]. Ugyanezen receptorokon viszont az AgRP az α-MSH kompetitív antagonistájaként (inverz agonistájaként) hatva, fokozza a táplálékfelvételt [144]. A POMC és az AgRP neuronokon inzulin és leptin receptorokat egyaránt kimutattak, sıt a két hormon POMC mRNS expressziót fokozó és NPY, valamint AgRP mRNS szintet csökkentı hatásait is leírták [12,109,177]. A VMH szintén rendelkezik inzulin és leptin receptorokkal [51], sıt egy nemrégiben
megjelent
közlemény
szerint
a
leptin
mediálta
homeosztatikus
szabályozásban alapvetı szerepe lehet a VMH neuronjainak [17]. Ugyanakkor a korábbi évtizedek neuroanatómiai vizsgálatai alapján ismert, hogy az ARC-ból afferens rostok vezetıdnek a VMH-ba [206], újabban pedig kimutatták, hogy a VMH neuronok MC és
10
NPY receptorokat is expresszálnak, valamint a POMC és NPY tartalmú idegsejtek az arcuatus-ból a ventromedialis magba projiciálnak [21,71]. A VMH-ba adott NPY mikroinjekció növeli a táplálékfelvételt [21], másrészrıl éheztetett illetve AgRP kezelt patkányokban a VMH neuronok α-MSH-ra mutatott válaszkészsége csökken [118]. A LHA kísérletes roncsolása következtében fellépı táplálkozási és testtömegbeli változások régóta ismertek és rávilágítanak e régió homeosztatikus szabályozásban betöltött alapvetı szerepére [2,41]. Elektrofiziológiai vizsgálatok rámutattak arra, hogy táplálkozási magatartás során, valamint hypo- és hyperglykaemia-ban az idegsejtek aktivitása jellemzıen megváltozik a LHA-ban. Két fontos neuronpopulációt is sikerült kimutatni ezen struktúrában: az orexint és a melanin-koncentráló hormont (MCH) termelı idegsejteket [18,172]. Mindkét neuropeptid orexigén hatású: i.c.v. injekciójuk serkenti a táplálékfelvételt [169,172]. E LHA neuronok ugyanakkor összeköttetésben állnak az arcuatus POMC-t és NPY-t expresszáló idegsejtjeivel is, amely a melanocortin rendszerrel fennálló szoros kapcsolatukra utal a homeosztázis központi szabályozásában [49,78,163].
2.2. Extrahypothalamikus területek szerepe
A hypothalamus központi jelentıségét feltáró klasszikus vizsgálatokat követıen a késıbbi kutatások rávilágítottak arra, hogy a HT magcsoportjai mellett az agytörzsi magvak (nucleus parabrachialis, nucleus tractus solitarii, dorsalis vagus mag), továbbá egyéb neuroncsoportok és pályák is fontos szerepet játszanak a táplálkozás és anyagcsere központi szabályozásában [35,80]. A limbikus rendszer egyes struktúráiról, például az amygdala-ról (AMY) és a NAcc-rıl ugyancsak bebizonyosodott, hogy érintettek a táplálkozási magatartás irányításában [57,110]. A táplálék és a víz a legalapvetıbb jutalmazást és motivációt kiváltó anyagok a természetben, s ezen hatásukban alapvetı szerepe van a dopaminerg neuronok aktiválódásának. E neuronok a ventralis tegmentalis area (VTA)-ból és a substantia nigraból a caudatum és putamen, valamint az amygdala, a NAcc és a prefrontalis kéreg felé projiciálnak, ami ugyancsak a fenti agyterületek táplálkozásszabályozásban betöltött meghatározó szerepére utal [174]. A NAcc és a VTA közötti neuronális kapcsolatok részt
11
vesznek az addikció mechanizmusainak kialakulásában, valamint a táplálkozási és szexuális magatartás jutalmazási aspektusaiban is [85,200]. Az amygdala medialis magcsoportja a táplálkozás szabályozásában betöltött funkciója alapján a LHA-val (éhségközpont), míg basolateralis része a VMH-val (jóllakottság központ) mutatott hasonlóságot léziós és ingerléses vizsgálatok során [56,57]. A globus pallidus kétoldali sértését követıen aphagia-t, jelentıs mértékő, tartós fogyást és adypsia-t észleltek, amely az állat halálához is vezethetett [116,134]. Érdekes módon a túlélés és a gyógyulás függött az állatok nemétıl, a nıstények esetén jobb prognózist tapasztaltak [116]. Az elmúlt évtizedek kutatásai a fentiek mellett számos egyéb elıagyi (pl. orbitofrontalis kéreg) vagy éppen agytörzsi (pl. parabrachialis mag) struktúra szerepét felvetették a táplálék- és folyadékfelvétel központi regulációjában, az értekezés terjedelmi korlátai miatt azonban ezekkel a továbbiakban nem foglalkozunk.
2.3. A nucleus accumbens szerepe
A disszertáció középpontjában álló bazális elıagyi struktúra, a NAcc a limbikus rendszer meghatározó része. Neuroanatómiai szempontból három fı részre osztható: az ún. shell vagy „héj”, a core vagy „mag”, és az ezektıl elkülöníthetı, ún rostralis (elülsı) régióra [68]. Irodalmi adatok szerint a táplálékfelvétel szabályozásában a NAcc két legjelentısebb szubdivíziója eltérı szerepet tölt be. A shell régió gátlása vagy roncsolása erıteljes táplálékfelvételt és testtömegnövekedést indukál [125,188], ugyanakkor a core régió léziója a táplálékfelvételi motiváció, valamint ennek következményeként a testtömeg csökkenését eredményezi [125,131]. Az ízekkel összefüggı motivációs és tanulási folyamatokban mindkét terület érintettségére ugyancsak rámutattak már [204]. A NAcc éhség motiválta magatartás regulációjában játszott sokrétő szerepének hátterében számos neurotranszmitter (dopamin, noradrenalin, acetilkolin, glutamát, GABA, ópiátok, hisztamin) mediálta mechanizmust feltételeznek [125,204]. A dopaminerg rendszer kiemelt jelentıségét hangsúlyozza az az alapvetı kísérletes
12
megfigyelés, amely szerint táplálékfelvétel során az extracelluláris dopamin szint megemelkedik a NAcc-ben [74]. A szakirodalomban jelenleg uralkodó nézet szerint ez a folyamat a megerısítés jele [27,74,164]. A NAcc acetilkolin szintjének változása szintén szereppel bír az éhség motiválta magatartás szabályozásában. Kondícionált íz-averziós kísérletek során bizonyították, hogy a feltétlen és a feltételes inger is acetilkolin szint emelkedéshez vezet, mialatt a struktúra dopamin szintje csökken. Valószínő, hogy a NAcc területén az acetilkolin a táplálkozási magatartás gátlásában játszik szerepet [126].
2.4. A glukóz-monitorozó sejthálózat
A
táplálkozást
megindító
és
leállító
perifériás
jelzések
vizsgálatakor,
mikroelektrofiziológiai kísérletek során kiderült, hogy mind a periférián, mind a KIR-ben léteznek olyan neuronok, amelyek glukóz adásakor specifikusan megváltoztatják mőködésüket [3,139,147,148]. Az ún. központi glukóz-monitorozó (GM) idegsejtek nemcsak cukorra és egyéb endogén kémiai ingerekre (szabad zsírsavak, neuropeptidek, inzulin,
glukagon, stb.), hanem különféle exogén szignálokra (íz, szag, vizuális,
akusztikus jelek, stb.) is válaszolnak [146]. A glukózra mutatott válaszkészség alapján az idegsejtek három csoportját különböztetjük meg. A tüzelési frekvenciájukat fokozókat ún. glukóz-receptor (GR), a cukorra ellentétesen, azaz gátlódással reagálókat ún. glukózszenzitív (GS), és végül a glukózra válaszkészséget nem mutatókat glukóz-inszenzitív (GIS) neuronoknak nevezzük. Több agyi régióban is sikerült kimutatni ezen GM sejteket, úgymint HT, nucleus tractus solitarii (NTS), area postrema [1], AMY [99,137], globus pallidus (GP) [88,91,114,115], orbitofrontalis kéreg (OBF) [87,93] valamint legújabban a NAcc [153]. Ezek alapján egy hierarchikusan szervezett GM sejthálózat (GMSH) léte körvonalazódik a KIR-ben, amely minden bizonnyal szerepet játszik a táplálkozás és anyagcsere központi szabályozásában [97]. Kísérleti adatok egyes agyterületeken a fenti sejttípusok sajátos aránybeli megoszlására is rámutatnak: a VMH-ban a neuronok egyharmada GR, míg a LHA-ban megközelítıen azonos hányaduk GS típusú [100,146]. Kutatócsoportunk az elmúlt években a NAcc területén is azonosított GM neuronokat, a vizsgált idegsejtek mintegy negyede változtatta meg, fokozta vagy éppen csökkentette a tüzelési frekvenciáját a
13
mikroelektroforetikusan a sejthez juttatott glukóz hatására. A GS neuronokat fıként a shell, míg a GR sejteket túlnyomó többségben a core régióban sikerült kimutatni [153].
2.5. A glukóz-érzékelés mechanizmusai
A vércukor szintben bekövetkezı ingadozásokat monitorozó KIR-i kemoszenzoros idegsejtek glukóz-érzékelési mechanizmusaival kapcsolatos ismereteink az utóbbi években látványos kutatási eredményekkel gazdagodtak [34]. Kísérletes adatok igazolják a pancreas β-sejtjei és egyes hypothalamikus neuronok glukóz-érzékelésének alapvetıen hasonló elvét [117]. A folyamatban meghatározó jelentıségő ATP-érzékeny kálium (KATP) csatornák nem csak a hasnyálmirigyben, hanem a VMH-ban és az ARC-ban is kimutathatóak [160,184]. A hypothalamikus KATP csatornák gátolják a májban a glukoneogenezist, csökkentve ezáltal a vércukor szintet [160]. Elektrofiziológiai adatok szerint a HT-ban a leptin és az inzulin a KATP csatornák nyitásával hiperpolarizálja a GR sejteket [184]. A hatás elhízott patkányokban elmarad, ami bizonyítja e csatornák élettani szerepét
a
két
hormon
okozta
homeosztatikus
regulációban.
Szulfanilureák
intrahypothalamikus mikroinjekciója gátolja a KATP csatornák inzulin és leptin okozta aktivációját [160,183]. A KIR-i KATP csatornák jelentısége tehát a szénhidrát anyagcsere szabályozásában nyilvánvaló, elégtelen mőködésük hyperglykaemia és cukorbetegség kialakulásához vezethet.
2.6. Az ízlelés szerepe a táplálkozásszabályozásban
A homeosztázis irányításában részt vevı összetett mechanizmusok az endogén szignálokon kívül különbözı exogén információk integratív feldolgozásában is közremőködnek. A vizuális, akusztikus és hımérsékleti ingerek mellett a két exogén kémiai modalitás, a szaglás és az ízlelés játszik meghatározó szerepet a táplálkozás szabályozásában. Dolgozatunk
a
fentiek
közül
az
íz-érzékelés
témakörével
foglalkozik
részletesebben. Az ízlelés jelentıségét az adja, hogy mint egy kapu, közvetlenül a külsı és a belsı környezet találkozásánál helyezkedik el, így végsı soron meghatározza, hogy
14
az adott táplálék bekerüljön-e az emésztés folyamatába vagy sem. Egyrészt képes a szájüregbe került táplálék nutritív értékét megítélni, elkülöníteni a szervezet számára hasznos tápanyagokat a veszélyes toxinoktól, másrészt értékeli ezen anyagok hedonikus jellegét, ingesztív ill. averzív voltát. Egy korábban ismeretlen íző táplálékkal vagy folyadékkal való találkozáskor megfigyelhetı elsı reakció a neophobia, azaz az újtól való tartózkodás miatti csökkent fogyasztás. Biológiai jelentısége, hogy elkülöníti az új ízt a régi tapasztalatoktól, ezáltal elısegíti a fogyasztás következményeinek értékelését és csökkenti a mérgezés kockázatát. Amennyiben a visceralis efferensek néhány órán belül normális emésztımőködést jeleznek, az étel vagy ital elfogadottá válik, a neophobia gyengül. Az éhség, a szomjúság, valamint az aminosav-, esetleg elektrolithiány tüneteinek egyidejő csökkenése következtében pedig a táplálék kellemessé, kívánatossá válhat. Ha azonban a táplálékfelvételt gastrointestinalis diszkomfortérzés követi (nausea, intesztinális spazmus, diarrhoea, stb.), kondícionált íz-averzió alakul ki, az egyed a késıbbiekben elkerüli az adott íző ételek fogyasztását. A különféle jellegő alapízekre adott arckifejezések emberben, majmokban és egyéb állatfajokban is markánsan különböznek egymástól. E viselkedési mintázatok nagyrészt genetikai szinten kódoltak, amely tényt íz-ingernek még ki nem tett újszülötteken, valamint vakon született felnıtteken végzett íz-ingerlések eredményei igazolták, mivel ezen esetekben ki lehet zárni a tanult magatartást, az utánzott arckifejezéseket [185]. Ugyanakkor egy meghatározott (kellemes vagy kellemetlen) íz-ingerre adott mimikai mintázatok rendkívüli hasonlóságot mutatnak a különbözı fajok között. Ezen ingerekre adott elfogadó ill. elutasító válaszok minıségi és mennyiségi analízisére szolgál az ízreaktivitás teszt [66].
2.7. Központi íz-információ feldolgozás
A legfontosabb központi íz-pályák átkapcsoló állomásai rágcsálókban és fıemlısökben számos átfedést mutatnak. A nyelv különbözı területeirıl és a lágyszájpadról a VII. és a IX. agyideg, a garat hátsó szakaszáról és a gégetájékról ill. a nyelıcsı legfelsı szakaszáról pedig a X. agyideg nervus laryngeus superior ága továbbítja az íz-információt az elsı KIR-i feldolgozó állomásként funkcionáló NTS
15
elülsı régiójába [142,166]. Rágcsálókban az íz-rostok innen a hídbeli központba, a parabrachialis mag mediális területére koncentrálódó, de lateralisabb részét is érintı ún. „pontin íz-érzı area-ba” projiciálnak [142], majd az információk a ventroposteromedialis thalamus mag (VPM) közvetítésével érik el az agranularis és dysgranularis insulában lokalizált elsıdleges és másodlagos íz-kérget [143]. Létezik egy ún. „ventralis ízprojekció” is, amelynek rostjai a hátsó agytörzs és az elıagy (LHA, AMY, a stria terminalis bed nucleus-a és a GP) között létesítenek reciprok kapcsolatokat [92,141,203]. Fıemlısökben az íz-információk folyamatos láncolatban a NTS-VPM-elsıdleges íz-kéreg (frontalis operculum, elülsı insula) [166,167,205] útvonalon az OBF caudolateralis részében elhelyezkedı másodlagos kérgi íz-reprezentációhoz jutnak [90,166,168]. A központi íz-inger feldolgozás további állomásai az insularisorbitofrontalis területekkel szoros kapcsolatban álló AMY centrális magcsoportja [101,102,166], illetve a mindezen struktúrákkal közvetlenül is reciprok összeköttetéssel rendelkezı LHA és GP [91,98,100,101]. Az utóbbi évtizedekben számos publikáció világított rá a VMH és a NAcc fontos szerepére az íz-érzékelés szabályozásában [19,161,204]. Az íz-érzet kialakulásáért felelıs KIR-i mechanizmusok neuronális és humorális hátterét illetıen azonban ismereteink még hiányosak, különösen ami a vizsgálataink tárgyát képezı két limbikus elıagyi struktúrát jelenti.
3.
Neuroimmunológiai moduláció Az idegrendszer és az immunrendszer egyaránt összetett kommunikációs
hálózatokból épül fel, amelyek specifikus jeleket monitorozva, azokra specifikus módon reagálnak. Az idegrendszer által termelt számos regulátorról (neurotranszmitterek, neuromodulátorok,
neuropeptidek)
igazolták,
hogy
képesek
befolyásolni
az
immunrendszer funkcióit is. Közéjük tartozik számos klasszikus neurotranszmitter, neuropeptidek, például a proopiomelanocortin derivátumai, hypothalamikus és ún. gutbrain peptidek, amelyek specifikus receptorait részben már kimutatták különbözı immunsejteken is [70,130]. A klasszikus neurotranszmitterek közül az adrenalin, noradrenalin és a szerotonin immunszupressziót vált ki, ugyanakkor a dopamin és az
16
acetilkolin immunstimuláló hatású [70,130]. A POMC derivátumainak esetében az adrenocorticotrop hormon (ACTH) B-lymphocyta proliferációban, antitest termelésben, a macrophag és T-lymphocyta funkciókban játszott szerepét tárták fel [31]. Szintén említésre méltóak azon kísérleti eredmények, amelyek szerint az ACTH szintézis a hypophysisen kívül macrophagokban [199] és lymphocytákban [130] is kimutatható. A másik két derivátum, így az ópiátok (α-, β-, γ-endorfin; Leu- és Met-encephalin) és az αMSH estében is számos immunrendszerre gyakorolt hatást, illetve macrophagok és lymphocyták általi termelıdést írtak le [130,156]. Ugyanakkor az immunrendszer (immunsejtek: monocyták, macrophagok, Tlymphocyták; immunszervek: thymus, lép, csontvelı) által termelt számos kémiai anyag (immunmodulátorok, immunpeptidek, stb.) az idegrendszerre is kifejti hatását, így ezen anyagok
egy
része
neuromodulátorként
is
funkcionál.
Az
immunregulátorok
képzıdésének kiváltó tényezıi mind az immunrendszerben, mind a KIR-ben lehetnek toxinok, sérülés, akut és krónikus gyulladás, mikrobiális termékek, ill. tumorok. Összefoglalva, az irodalmi adatok tanúsága szerint az ideg- és immunrendszer között kétirányú, komplex kommunikációs kapcsolat áll fenn. A KIR felıl humorális és neuroanatómiai úton valósul meg az információáramlás az immunrendszer felé. Ezt demonstrálja neuroregulátorok jelenlétében az immunfunkciók megváltozása, endogén faktorok stressz alatti termelıdése, különbözı agyi területeken végrehajtott léziókat ill. elektromos ingerléseket követıen az immunválaszban megfigyelt változások [156]. Emellett az immunrendszer is képes aktivált immunsejtek ill. a neuronok által termelt immunregulátorok
közvetítésével
számos
neurofiziológiai,
neurokémiai
és
neuroendokrinológiai változást létrehozni. Az
idegrendszer
és
immunrendszer
között
meglévı
kiterjedt
reciprok
kölcsönkapcsolatok közvetítésében tehát minden bizonnyal kulcsfontosságú szerep hárulhat az ún. neuroimmunregulátorokra, azonban az általuk a KIR-re gyakorolt modulátor hatásokat tekintve ismereteink még igen hiányosak.
17
4.
Immunregulátorok Az immunregulátorok élettani jelentıségét a szervezet védekezı és helyreállító
folyamataiban
való
összetett
szerepük
határozza
meg.
A
különbözı
immunfolyamatokban, gyulladásokban a sejtek közötti kommunikációért a lymphocyták (lymphokinek), monocyták, macrophagok (monokinek) és más sejttípusok által termelt peptidek felelısek. Ezen heterogén mediátorokat közösen citokineknek nevezzük [46]. A citokinek sokrétő, számos sejttípuson érvényesülı biológiai aktivitással rendelkeznek. A KIR-ben található immunregulátorok részben lokális eredetőek, részben a perifériás keringésbıl származnak. Az agy saját illetve az érpályából kivándorolt macrophagjai [83], aktivált T-lymphocyták, amelyek átjutnak a vér-agy gáton [189], a cerebrovasculatura endothel sejtjei [16], microgliák [61], astrocyták [59] és maguk a neuronok [22,53] egyaránt részt vesznek az immunregulátorok termelésében. Számos kísérletes adat utal az immunregulátorok perifériás keringésbıl agyba történı transzportjának jelentıségére is [7,8]. Ilyen kétirányú transzportrendszerek a vér-agy gát számos helyén is megtalálhatóak, de a citokinek emellett képesek a vér-agy gát ablakain keresztül is bejutni a központi idegrendszerbe [8]. Korábbi eredményeink, valamint az irodalmi adatok arra mutatnak rá, hogy a citokinek fontos moduláló hatást fejtenek ki több, részben a GMSH-tal is reprezentált elıagyi struktúrában [95,96,122,159]. Az eddigi, igen szerteágazó leletek összesítésével e komplex neuronális rendszer szerepe így messze túlmutat a táplálékfelvétel szabályozásában való egyszerő érintettségen. Elméletünk szerint az ezeken az idegsejteken összegzıdı belsı és külsı környezeti információk képezik az alapját annak az integratív funkciónak, amely a szervezet homeosztázisa mindenkori biztosításának alapvetı feltétele.
18
5.
Interleukin-1 (IL-1)
5.1. Szintézis A primer citokin IL-1-nek két molekulaformája ismert, α (159 aminosav, 17 500 kD) és β (153 aminosav, 17 500 kD). Mindkettı ugyanazon receptorhoz kötıdik [48] és hasonló hatásokat vált ki [16]. Vizsgálatok tanúsága szerint a β izomer biológiai aktivitása nagyobb [42,43]. Szintézisét perifériásan és a KIR-ben egyaránt leírták. A perifériás termelıdésben többek közt a monocyták, macrophagok, lymphocyták, fibroblastok és endothelsejtek szerepét sikerült igazolni [43,45]. Centrálisan az agyi macrophagokról [83], cerebrovascularis endothelsejtekrıl [16], microgliákról [63], astrocytákról [59] és magukról a neuronokról is bebizonyosodott, hogy képesek IL-1-et szintetizálni [22]. IL-1β-szerő immunreaktív rostokat több fajban is azonosítottak az agy különbözı területein, a HT magcsoportjaiban, az AMY-ban, a NTS-ban, a locus coeruleusban, stb. [22,23], továbbá IL-1β mRNS-t detektáltak többek között a NAcc-ben és a VMH-ban is [28]. A fentiek mellett szintén kimutatták az IL-1β és receptorainak gyakorlatilag a KIR szinte teljes hosszára kiterjedı eloszlását [53,103]. A primer citokin cerebrospinalis folyadékban való jelenléte továbbá nemcsak lokális termelés eredménye lehet, hanem többek között aktivált T-lymphocyták képesek a vér-agy gáton átkelve az agyban is IL-1-et termelni [189].
2. ábra Az IL-1β térbeli szerkezete.
19
5.2. Biológiai hatások
Az IL-1β az immunrendszerben és az idegrendszerben egyaránt fontos biológiai hatásokkal rendelkezik. Részt vesz a lymphocyták aktivációjában és differenciációjában, serkenti más immunregulátorok szintézisét, szerepet játszik továbbá a monocyták, lymphocyták és neutrophil granulocyták kemotaxisában [44,46]. A sejtmembránhoz kötve érintett az antigén prezentálásban [43]. Az apoptózis, azaz a programozott sejthalál folyamatainak tanulmányozásakor ugyancsak fény derült ezen primer citokin szerepére [60,165]. A KIR-ben is sikerült számos élettani hatását kimutatni. Ismertté vált, hogy indukálja a microgliák és az astrocyták növekedését és differenciációját [50,64]. Szintén felmerült a szerepe egyes patológiás agyi folyamatokban, például Alzheimer-kórban, Parkinson-kórban és epilepsziában is [171]. A noradrenerg rendszert neuromodulátorként stimulálja, a hypothalamus-ban ugyanis a noradrenalin termelés és metabolizmus fokozódását írták le rekombináns humán IL-1β (rhIL-1β) alkalmazása után [84]. Sokrétő neuroendokrin hatásai közül említésre méltó például, hogy perifériás adásakor fokozódik a szomatosztatin és CRF szintézis patkány HT-ban [176]. Stimulálja az ACTH, TSH, GH, LH, FSH és prolaktin elválasztását [10,13,201]. Mind perifériás, mind centrális alkalmazása során számos kísérletben megfigyelték e primer citokin egyszeri vagy krónikus adását követı pyrogén hatását [38,156,178], amelynek közvetítésében prosztaglandin mechanizmusok bizonyítottan szerepelnek. Szintén igazolták, hogy az IL1β „lassú hullámú alvást” (slow wave sleep /SWS/) indukálva somnolentiát okoz patkányban [197] és macskában [190]. Ide vonatkozóan érdemes megemlíteni azt a valamennyiünk által jól ismert tapasztalatot, hogy fertızésekben vagy elhúzódó, a szervezetet gyengítı krónikus betegségekben emberben is csökkent lokomotoros, explorációs aktivitást kísérı aluszékonyság figyelhetı meg. Kísérletes munkánk témaválasztását tekintve különösen fontos kiemelni az IL-1β szerepét a táplálkozás és anyagcsere központi szabályozásában. Az elsı tanulmányok a perifériásan adott citokin táplálékfelvételt csökkentı hatásáról számoltak be [129,132]. Késıbb igazolódott, hogy az IL-1β direkt KIR-i mechanizmuson keresztül is kifejti anorexigén hatását. Megfigyelték ugyanis, hogy alacsony dózisának i.c.v. adása szignifikánsan csökkenti rágcsálók táplálékfelvételét [159,178]. E munkák során
20
elsısorban az agykamrákba juttatták a citokint, s ez több struktúra érintettségének lehetıségét is feltételezi. Mindazonáltal Kent és mtsai figyelemre méltó tanulmányukban közvetlenül a VMH-ba injektálták az IL-1β-t, és leírták az ennek nyomán kialakuló anorexigén hatást [107]. Kutatócsoportunk emellett igazolta, hogy a bilateralis mikroinjekcióval a GP-ba és az OBF-be juttatott citokin szintén jelentısen csökkenti a táplálékfelvételt [94,123].
5.3. Egyéb élettani hatások
A citokin rendkívül sokféle élettani folyamatban érintett. Az eddigiek mellett megemlítendı, hogy például erıs fizikai aktivitást követıen [26], ovuláció után [25] és postmenopausalis osteoporosisban [151] is kimutatták plazmaszintjének emelkedését. A rendszeresen sportoló egyének erıs fizikai terhelést követı jól ismert aluszékonyságában és étvágytalanságában szintén felmerül az IL-1β szerepe [26]. A gyulladásos reakciókba, különbözı metabolikus és endokrin folyamatokba számos ponton beavatkozik: akut fázis fehérjék májban történı termelését serkenti, tápanyagok,
hormonok
plazmaszintjének
változását
okozza,
katabolikus
mechanizmusokat indukál, stb. Ezen hatásai közvetlenül és közvetett módon is kihatnak a neurológiai és immunológiai mőködésekre [44].
21
III. Kísérletes vizsgálatok 1.
Bevezetı Az extracelluláris tér, a belsı környezet integritásának védelme, a homeosztázis
megırzése, az ezt szolgáló folyamatok szabályozása alapvetı jelentıségő az élı szervezetek számára. Az élılényeket folyamatosan érı, ezen egyensúlyi állapot ellen ható legkülönfélébb környezeti hatásokra a szervezet védekezı és adaptív mechanizmusokkal válaszol. A citokinek – az immunregulátorok kiemelt jelentıségő reprezentánsai - a védelmi és helyreállító folyamatokban szerteágazó feladatokkal rendelkeznek, fontos szerepükre mind több kísérleti adat utal. A citokinek közül különösen hangsúlyosnak tőnik az interleukin-1 szerepe a fenti szabályozási mechanizmusokban. Két izomerje (α és β) közül rágcsálókban és fıemlısökben egyaránt a beta izomer biológiai jelentısége a nagyobb [42]. Az IL-1β multifunkcionális citokin, a homeosztatikus szabályozás számos szintjén fejt ki modulátor hatást. Perifériás adását követıen táplálékfelvétel csökkenést, somnolentia-t és testhımérséklet emelkedést írtak le, amely tünetegyüttes a szakirodalomban sickness behavior néven vált ismertté [38,72,133,155]. Lényegesen kevesebb adat áll ugyanakkor rendelkezésünkre a citokin központi idegrendszerben betöltött szerepével kapcsolatban. Centrális szintézisében többek között microgliák, astrocyták és maguk a neuronok vesznek részt. Az IL-1β és receptorainak heterogén eloszlása figyelhetı meg a KIR teljes rostrocaudalis tengelye mentén [6,22,53,103]. E primer citokinnel történt célzott agyi kezelések eddig elsısorban intracerebroventricularis mikroinjekciók voltak, csak kevés esetben adtak IL-1β-t meghatározott agyi struktúrába [94,123]. Mind egyszeri, mind krónikus i.c.v. adagolás után a citokin jellemzıen csökkentette a táplálékfelvételt [159,178], s további kísérletek eredményeképpen igazolták az IL-1β centrális pyrogén hatását is [38,178]. A bazális elıagy területén található NAcc a táplálkozás regulációjának bizonyítottan fontos integráló struktúrája. Emellett kiterjedt kapcsolatokkal rendelkezik a limbikus elıagyi rendszer egyéb, a homeosztázis szabályozásában szintén szereplı régióival, úgymint a hypothalamus-szal, globus pallidus-szal, valamint a prefrontalis-
22
orbitofrontalis kéregterületekkel [67,207]. Ezen fenti struktúrákban kutatócsoportunk az elmúlt években IL-1β mediálta komplex homeosztatikus hatásokat igazolt [94,123,194]. Joggal vetıdött fel tehát annak szükségessége, hogy megvizsgáljuk, vajon e citokin az accumbens-ben is befolyásolja-e a táplálkozási és anyagcserefolyamatokat. Külön vizsgálni kívántuk, bekövetkezik-e bármiféle változás az állatok táplálékfelvételét alapvetıen meghatározó ízlelésben. Szintén fontosnak tartottuk annak tanulmányozását, hogy a korábbi kísérletekben már igazolt intrahypothalamikus IL-1β mikroinjekció által okozott markáns anorexigén és adipszogén hatások [107,124] hátterében állnak-e esetleges íz-érzékelésbeli zavarok.
2.
Kérdésfelvetés Dolgozatunk témakörét meghatározó
kutatásaink több irányban
haladtak.
Kísérletsorozatunk elsı részében az IL-1β esetleges közvetlen neuronális hatását vizsgáltuk
a
nucleus
accumbens
idegsejtjein
multibarrel
mikroelektroforetikus
egysejtelvezetéses technikával. A neuronok glukóz-érzékenységét is tanulmányoztuk abból a célból, hogy kiderítsük, az ezen struktúrában is jelenlévı glukóz-monitorozó idegsejtek és a citokin direkt neuronális hatása kapcsolódik-e. Kísérletsorozatunk második részében, amely egyben a disszertáció fı anyagát képezi, az IL-1β nucleus accumbens-be történı mikroinjekciója homeosztatikus, magatartási és anyagcsere folyamatokra gyakorolt hatásainak tisztázását tőztük ki célul. Mértük az állatok rövid- és hosszú távú táplálékfelvételét (TF), vízfelvételét (VF) és testhımérsékletét (TH) a nucleus accumbens-be történt IL-1β mikroinjekció elıtt és azt követıen. A kapott eredményeket vehiculum kezelt kontroll állatok adataival hasonlítottuk össze. A citokin kezelés után mindegyik állatcsoportban metabolikus méréseket is végeztünk. Így tanulmányoztuk az agyi mikroinjekciók vércukorszintre (glukóz tolerancia teszt /GTT/ során), plazma összkoleszterin, triglicerid, HDL, LDL és húgysav szintekre, illetve plazma inzulin és leptin koncentrációra gyakorolt hatását. Az accumbens-be juttatott IL-1β íz-percepciót befolyásoló hatását pedig kondícionált ízaverziós (KÍA) és íz-reaktivitás tesztekkel elemeztük.
23
A vonatkozó irodalmi adatok egy része prosztaglandin mediálta biokémiai reakcióutak szerepét is felveti az IL-1β központi idegrendszeri szabályozó mőködésében [73,159,198]. A prosztaglandin bioszintézisében kulcsszerepet játszó ciklooxigenáz enzim bénításával jól tanulmányozhatóak ezen folyamatok. Ezért a kísérletsorozatban résztvevı állatok egy részénél az enzimgátló paracetamollal végeztünk elıkezelést oly módon, hogy az IL-1β agyi beadását megelızıen paracetamol mikroinjekciót is kaptak a patkányok az accumbens-be. Ezt követıen került sor a TF, VF és TH mérésekre. Kísérletsorozatunk harmadik részében a citokin intrahypothalamikus beadása után kialakuló mélyreható homeosztatikus változások hátterében lévı esetleges íz-percepciós zavarokat és azok jellegét szerettük volna feltárni. KÍA és íz-reaktivitás tesztjeinket metodikailag azonos módon végeztük ezen állatok esetében is, mint az accumbens-be történt IL-1β beadást követıen.
Jelen kutatásainkban tehát az alábbi kérdésekre kerestük a választ:
I.
Elektrofiziológiai kísérletekben, a multibarrel mikroelektroforetikus technika segítségével vizsgáltuk, hogy
1. az IL-1β vajon rendelkezik-e közvetlen neuronalis hatással a NAcc idegsejtjein, 2. léteznek-e olyan IL-1β-ra reagáló neuronok, amelyek glukózra is megváltoztatják mőködésüket, azaz az ún. GMSH részét képezik.
II.
Magatartási vizsgálataink során azt kívántuk tisztázni, hogy a NAcc-be lokálisan juttatott bilateralis IL-1β milyen hatást gyakorol az állatok
1. táplálékfelvételére, 2. folyadékfelvételére, és 3. testhımérsékletére.
24
III. További magatartási kísérletekben a NAcc-be, valamint a VMH-ba adott IL1β mikroinjekció íz-érzékelési mőködésekre kifejtett hatásait tisztázandó, megvizsgáltuk, hogy
1. a jellemzı magatartási változások mögött a citokin által közvetlenül okozott kondícionált íz-averzió áll-e, illetve 2. íz-reaktivitási tesztekben kimutatható-e a kontrolloktól való eltérés az IL1β kezelt állatok íz-percepciójában.
IV. Metabolikus vizsgálataink során tanulmányoztuk az IL-1β NAcc-be történı mikroinjekciójának befolyását
1. a vércukorszintre, 2. metabolitok
(összkoleszterin,
triglicerid,
HDL,
LDL,
húgysav)
plazmaszintjeire, továbbá 3. a homeosztázis humorális szabályozásában résztvevı olyan jelentıs hormonok plazmaszintjére, mint az inzulin és a leptin.
3.
Módszerek
3.1. Állatok
Vizsgálatainkhoz összesen 202 felnıtt hím Wistar patkányt használtunk, amelyek átlagos testtömege a kísérletek kezdetén 250-290 g volt. Az állatokat külön ketrecekben tartottuk. A standard laboratóriumi táplálék és a víz ad libitum állt a rendelkezésükre. A patkányszobában a természetes fénnyel közel egyezı hullámhossz tartományú mesterséges megvilágítást alkalmaztunk, 12-12 órás sötét-világos/éjszaka-nappal periódusokban (nappal: 06-18 h). A szoba hımérsékletét (23 ± 2 °C) és páratartalmát (45 ± 5%) állandó értéken tartottuk. A patkányokat a kísérletek kezdetétıl napi rendszerességgel szoktattuk az emberi jelenléthez, érintéshez, hogy a beavatkozások
25
során az ebbıl adódó, szükségszerően fellépı stresszt és annak hatásait minimálisra csökkentsük. Az állatokat a nemzetközi (European Community Council Directive 86/609/EEC; Strasbourg, 1998, 2006; NIH Guidelines, 1997) és a hazai törvényi rendelkezéseknek (XXVIII. trv., 1998) megfelelı körülmények között tartottuk, a kísérleteket a MÁB engedélyével végeztük.
3.2. Elektrofiziológiai vizsgálatok
3.2.1. Mőtét
A magatartási és metabolikus kísérleteink során anesztetikumként használt ketamin csökkenti a neuronok spontán tüzelési frekvenciáját, ezért a mikroelektrofiziólógiai vizsgálatokban, nemzetközileg elfogadott protokoll szerint, altatás céljából uretánt (25% friss oldat, Sigma, Mo.; 0,5 ml/100 ttg) alkalmaztunk. A patkányok fejét elıször sztereotaxiás készülékben rögzítettük, majd a koponyafelszínrıl a bırt, izmot és a kötıszövetet eltávolítottuk. Hidrogén-peroxidot és adrenalin oldatot használtunk lokálisan fertıtlenítés és vérzéscsillapítás céljára. Speciális mikromanipulátor (MN-33, Narishige, Japán) segítségével megjelöltük a csontfúrás pontos helyét, majd operációs mikroszkóp alatt, fogászati fúró segítségével 3-5 mm átmérıjő lyukat fúrtunk és a dura felszínét megtisztítottuk. Ezt követıen a mikromanipulátorral pozícionáltuk az elektródát, amelyet hidraulikus mikrotovábbító rendszerrel (MO-10, Narishige, Japán) juttattunk a vizsgálni kívánt agyterületre. Az elvezetések sztereotaxiás koordinátái az alábbiak voltak: anteroposterior (AP), Bregma (B) + 3,2-3,7 mm; mediolateralis (ML), 1,2-1,6 mm; ventrális (V, az agyfelszíntıl), 5,6-7,6 mm [154]. Mivel rendszerünk az elvezetés során az EKG és a légzés egyidejő regisztrálását is lehetıvé teszi, ezért az elvezetés megkezdése elıtt az ehhez szükséges végtagi elektródákat is felhelyeztük az állatokra.
3.2.2. Elektródák
Az extracelluláris egysejttevékenység elvezetésére a kutatócsoportunk által kifejlesztett és elıállított wolfram-szálas multibarrel üveg mikroelektródát használtuk,
26
amelynek fényképét és hegyének felnagyított sémás képét két nézetbıl a 3. ábrán tüntettük fel. Ennek ún. központi csövébıl egy 10 µm átmérıjő wolframszál 5-20 µm-nyi hosszúságban nyúlik ki. A központi csı körül helyezkednek el a kis üvegkapillárisok (810
db),
amely
környéki
csövecskék
hegyátmérıje
0,1-0,3
µm.
Ezen
kis
üvegkapillárisokban találhatóak a mikroelektroforézissel a neuronokhoz juttatandó anyagok. Egyikük minden esetben fiziológiás sóoldatot tartalmaz, ún. „balance” csatornaként funkcionál.
3. ábra Wolframszálas multibarrel mikroelektróda. Az elektróda fényképe (középen) és hegyének felnagyított sémás ábrája két nézetbıl (bal és jobb oldalt). Áttetszı szürke – központi csı; sárga – környéki csövek; fekete – wolframszál.
3.2.3. Mikroiontoforézis
Az ionok mint töltéssel rendelkezı részecskék általános jellemzıje, hogy elektromos potenciál grádiens hatására töltésüknek és e grádiensnek megfelelıen elmozdulnak. Ezen fizikai törvényszerőség képezi a mikroiontoforetikus technika alapját. A kísérletek során az iontoforézishez szükséges potenciál grádiens az agyi (extracelluláris) víztér és a multibarrel mikroelektróda környéki csövecskéit kitöltı, és az ejekciós áram hatása alá kerülı oldatok között jön létre. E potenciál grádiens hatására ionáramlás indul meg a mikroelektródából az agyállományba [20,37,105,162]. Az 27
iontoforézis során az adott anyag fizikokémiai tulajdonságainak megfelelıen a mikroelektródából történı felszabadulást alapvetıen az alábbi tényezık határozzák meg: az ejekciós áram nagysága és idıtartama, a diffúzió, a hidrosztatikus nyomásgrádiens és az elektroozmózis. Mindezek mellett még meghatározó lehet a mikroelektróda hegyének geometriája, valamint az elektróda üvegének számos egyéb fizikokémiai jellemzıje is.
3.2.4. Jelfeldolgozás
Az adatgyőjtés és a jelfeldolgozás rendkívül komplex és kifinomult elvezetési rendszeren keresztül valósul meg. A mikroelektróda által extracellulárisan felvett akciós potenciálok elıerısítın át egy fıerısítıbe kerülnek, majd szőrést követıen jutnak a komparátorba, amelybıl két párhuzamos úton haladnak tovább. Egyrészt egy ún. A/D konverterbe (CED1401+, Spike2 szoftvercsomag, Anglia) vezet az útjuk. E mikroprocesszor által vezérelt berendezés az analóg jelek digitalizálásával számítógép számára értelmezhetıvé teszi azokat. Az adatvételezés, továbbá a jelek valós idejő és utólagos feldolgozása számítógépen történik. A másik - párhuzamos - úton, a beállított paramétereknek megfelelıen, ablak-diszkriminátor segítségével az akciós potenciálnak minısülı jelek impulzusokká való átalakítása folyik. Az impulzusok frekvenciahisztogram formájában egy másik PC monitorán is megjelennek. Az elvezetés alatt mind az akciós potenciálok, mind az impulzusok oszcilloszkópokon (HAMEG HM-2035 és – 2037, Németország) is láthatók. A mintavételezés befejeztével merev lemezen archiváljuk az adatokat. Az elvezetések során csak a spontán tüzelı, jól izolált idegsejtek aktivitását rögzítettük. Azon neuronokat, amelyek nem specifikus áramhatásra (Na+ vagy Cliontoforézis) is megváltoztatták a mőködésüket, kizártuk az elemzésbıl. Bár az elektródák hegyének pontos pozícionálásához sztereotaxiás készüléket használtunk, az elvezetések végeztével szövettani vizsgálattal gyızıdtünk meg arról, hogy a célterületek elhelyezkedése megfelel-e a koordináták által meghatározottnak. Ahhoz, hogy a szövettani analízis során az elvezetési területek jól azonosíthatóak legyenek, a kísérleti ülések
végeztével,
ún.
elgiloy
mikroelektróda
koordinátáknak megfelelıen mikroléziókat ejtettünk.
28
segítségével,
az
alkalmazott
3.2.5. Neurokémiai vizsgálatok
Ezen vizsgálatok során az elızıekben leírt wolframszálas multibarrel üveg mikroelektródák környéki kapillárisait a következı oldatokkal töltöttük fel: 0,15 mM IL1β (0,1%-os PBS-ben oldva, mely 0,1% BSA-t tartalmazott; pH=7.0), 0,5 M D-glukóz (0,15 M NaCl-ban oldva; pH=7.0), 0,5 M nátrium-L-glutamát (pH=7-8), 0,5 M dopamin HCl (1%-os aszkorbinsav oldatban; pH=4), 0,5 M noradrenalin (NA; 1%-os aszkorbinsav oldatban; pH=4), 0,5 M acetilkolin HCl (pH=4.5), 0,5 M γ-amino-vajsav (GABA; pH=5) és 0,15 M NaCl. A vegyületek idegsejtekhez juttatását szolgáló elektroforézishez szükséges megfelelı polaritású konstans egyenáramot többcsatornás áramgenerátorral (NeuroPhore B-2, USA) hoztuk létre.
3.2.6. Íz-ingerlés
A mikroelektrofiziológiai kísérletek egy részében vizsgáltuk az accumbens-ben lévı idegsejtek intraorális íz-ingerekre adott válaszát is. Az állatok szájüregébe polietilén csövet vezettünk, aminek másik végét az íz-ingerként szolgáló standardizált koncentrációjú oldatot tartalmazó fecskendıhöz rögzítettük. Az ingerlés alatt 0,5-1,2 ml íz-oldatot juttattunk az állat szájüregébe 3-7 másodperc alatt. Ezt 30-50 másodperc elteltével alapos desztillált vizes átmosás, majd ugyanezen a csövön keresztül 5 ml levegı befecskendezése követte. Az intraorális íz-ingerlésekhez, a szakirodalomban elfogadott standardoknak megfelelıen, a következı oldatokat használtuk: édes (szukróz; 0,1 M és 0,3 M), sós (NaCl; 0,1 M és 0,3 M), savanyú (HCl; 0,01 M és 0,03 M), keserő (QHCl; 0,001 M és 0,003 M) és umami (MSG; 0,1 M és 0,3 M). Összetett íz-ingerként narancslé 10%-os és 25%-os oldatai szolgáltak.
29
3.3. Magatartási és metabolikus vizsgálatok
3.3.1. Mőtét
Az állatok 10-14 napos adaptációját követıen került sor az operációra, amelynek során a munkacsoportunk által tervezett és elıállított agyi vezetıkanülöket pozícionáltuk. A mőtéteket ketamin (Calypsol /50mg/ml/, Richter Gedeon Rt., Magyarország) és diazepam (Seduxen /5mg/ml/, Richter Gedeon Rt., Magyarország) 4:1 arányú keverékével elért teljes anesztéziában (0,2 ml/100 ttg) végeztük. Az állatok fejét sztereotaxiás készülékben rögzítettük, a koponyafelszínrıl eltávolítottuk a bırt, izmot és a kötıszövetet. Lokális vérzéscsillapításra hidrogénperoxidot és adrenalin oldatot használtunk. A koponyafelszínen ezután speciális mikromanipulátor (MN-33, Narishige, Japán) segítségével patkány agyatlasz alapján [154] meghatároztuk a csontfúrások pontos helyét. A NAcc célzása során ezen koordináták a következıek voltak: anteroposterior (AP): Bregma + 3,6 mm, mediolateralis (ML): 1,3 mm. A VMH esetében az AP: Bregma+0,2 mm és ML: 1,0 mm koordinátákat határoztuk meg. A 2-3 mm átmérıjő bilateralis lyukak kifúrására mikroszkóp alatt, fogászati fúrók segítségével került sor. Ezt követıen a 23 G (0,6 mm külsı átmérı) rozsdamentes acél injekciós tőbıl általunk készített bilateralis vezetıkanült a mikromanipulátorba befogva levezettük a dura felszínéig a megcélozni kívánt agyterület fölé, majd a kanült fogászati akriláttal rögzítettük a koponyacsonthoz. A mőtétek végeztével a sebet antiszeptikus hintıporral (Tetran, Richter Gedeon Rt.) kezeltük, majd kapcsokkal zártuk. A vezetıkanülök pozícionálása a sztereotaxiás készülékben a 4. ábrán látható.
30
4. ábra A vezetıkanülök pozícionálása sztereotaxikus mőtét során.
Íz-kanül beültetés
Az íz-reaktivitási vizsgálatok elvégzéséhez az agyi kanülök beültetése mellett szükség volt polietilén (PE) csıbıl (HIBIKI, Japán; külsı átmérı 1,4 mm) készített, az íz-ingerléseket szolgáló, ún. íz-kanülök intraorális beültetésére is. Az állatok mőtéti megterhelésének csökkentése céljából az intraorális íz-kanülök és az agyi kanülök beültetése egyszeri altatással, egy ülésben történt. A PE csövet buccalis behatolásból, az állatok pofabıre alatt vezettük ki a fejtetıre. A kanül elızetesen láng felett kissé kiszélesített szájüregi vége a felsı molárisok mellett végzıdött, míg a másik vége a fejtetın, a behatolási oldalnak megfelelı fültıl körülbelül 1 cm távolságban. Az íz-kanült öltéssel és fogászati akriláttal rögzítettük a skalphoz. Ehhez a kanülvéghez csatlakoztattuk az íz-reaktivitási tesztek során a különbözı íz-oldatokat tartalmazó fecskendık összekötı polietilén csövecskéit.
31
3.3.2. Nucleus accumbens és ventromedialis hypothalamus mikroinjekció
A két vizsgálni kívánt agyterület esetében metodikailag azonos módon került sor a mikroinjekciókra. Az operációt követı 7-8. napon éber, kézben tartott állatokban a korábban beültetett vezetıkanülökön keresztül vezettük le a 0,3 mm külsı átmérıjő rozsdamentes acélcsıbıl készített beadókanülöket. E kanülök megtervezéséhez és elıállításához szükség volt az adott agyi struktúrára jellemzı ventralis koordináták gondos meghatározására. A NAcc esetében ez az érték az agyfelszíntıl számított 5,75 mm, míg a VMH célzásakor 9,5 mm volt [154]. A beadókanülöket 10-12 cm hosszúságú polietilén csıvel csatlakoztattuk egy ún. Hamilton-mikrofecskendıhöz. A beadás technikai elrendezését az 5. ábrán látható koronális metszési síkú virtuális agyszeleteken ábrázoltuk.
5. ábra A NAcc-be és a VMH-ba adott bilateralis mikroinjekciók technikai elrendezése. Vezetı kanülök – szürke; beadó kanülök – sárgásbarna; a vizsgált agyterület kiterjedése – vörösbarna.
A Hamilton-fecskendıket az alábbi oldatokkal töltöttük fel: IL-1β (SIGMA; 5 ng/µl; 0,1% marha szérum albumint /BSA/ tartalmazó 0,1%-os sós steril foszfát pufferben /PBS/ oldva); paracetamol (szubsztancia, PTE ÁOK, Gyógyszertár; 3 µg/µl; ill. 15 µg/µl steril PBS-ben oldva); vagy steril PBS önmagában. Az elızetesen ultrafilteren 32
(Minisart-plus, Sartorius AG, Németország) átszőrt oldatokat bilateralisan, mikroinfúziós pumpa (Model 101, Stoelting CO., USA) segítségével egyidejően injektáltuk az egyik kísérletsorozatban a NAcc-be, illetve a másikban a VMH-ba. Az anyagokat, egységesen 0,75 µl térfogatban, 60 másodperc alatt juttattuk a vizsgált agyterületre, az IL-1β esetében így a beadott anyagmennyiség oldalanként 3,75 ng volt. A mikroinjekciók végeztével a beadókanülöket további 60 másodpercig a helyükön hagytuk, hogy lehetıvé tegyük az oldatok csıbıl való egyenletes és teljes diffúzióját, és megakadályozzuk a kanül mentén a járatba való visszaáramlásukat. A paracetamol elıkezelés
- szintén célzott agyi
mikroinjekció formájában - az IL-1β illetve vehiculum centrális beadását megelızıen 25 perccel történt.
3.3.3. Magatartási vizsgálatok
Táplálék- és vízfelvétel
E mérések során, miután az állatok a mőtétet követıen visszanyerték testtömegüket, illetve a testtömeggyarapodásuk, valamint a táp- és vízfelvételük fiziológiás mértékét, 44, a testtömegeik átlagában egyezı csoportot alakítottunk ki az accumbens-be történı különféle mikroinjekciók céljából: kontroll (CO; PBS magában), paracetamol kisebb dózisa (CO+P1), interleukin-1β (IL-1) és interleukin-1β kisebb dózisú paracetamol elıkezeléssel (IL-1+P1). Egy másik kísérletben két patkánycsoportot hoztunk létre: paracetamol nagyobb dózisa: (CO+P2) és interleukin-1β nagyobb dózisú paracetamol elıkezeléssel (IL-1+P2). Az anyagbeadásokra az ún. kísérleti napon 17:00 és 18:00 óra között került sor. A magatartási vizsgálataink protokollját a 6. ábrán tüntettük fel.
33
6. ábra A magatartási vizsgálatok kísérleti protokollja.
A táplálék és a víz, kivéve a kísérleti napot megelızı deprivációs periódusokat, ad libitum állt az állatok rendelkezésére. A kísérleti napon, amelyet 24 órás táplálékmegvonás elızött meg, a patkányok a laboratóriumi tápot az anyagbeadások után, 18:00 órakor, a sötét/éjszakai periódus kezdetekor kapták vissza. A táp- és vízfelvétel 0,5 g-os pontosságú mérésére este 20:00 (rövid távú, 2 órás fogyasztás), másnap reggel 06:00 és este 18:00 órakor (hosszú távú, 12 illetve 24 órás fogyasztás) került sor. Az anyagbeadási napot megelızıen többször is beiktattunk ún. kontroll napokat, amelyek során a kísérleti körülményekkel azonos módon táp- és vízfelvételi mérések történtek.
Testhımérséklet
A testhımérséklet mérésekre a magatartási vizsgálatok keretében, a táplálék- és vízfelvétel mérésekkel egyidıben, ugyanazon állatcsoportokban (CO, CO+P1, IL-1, IL1+P1 ill. CO+P2, IL-1+P2) került sor. A mérések a folyamatosan ellenırzött, jó általános állapotú patkányokban történtek, a bármiféle patológiás eltérést (pl. tartós adynamia, diarrhoea, stb.) mutató egyedeket kizártuk a kísérletbıl. Az állatok maghımérsékletét standard módon a rectumba felvezetett digitális hımérıvel (Braun PRT 1000, Németország), tized °C-os pontossággal mértük közvetlenül az anyagbeadások elıtt 34
18:00 órakor, illetve 2 óra elteltével, 20:00 órakor. Kontroll eljárásként, a kísérleti napot megelızıen, az ellenırzı táplálék- és vízfogyasztási mérésekkel egyidıben, mértük a patkányok testhımérsékletét is. Minden állat esetében, minden idıpontban, 3 közvetlenül egymást követı mérés átlagával számoltunk.
Kondícionált íz-averzió
A kondícionált íz-averzió (KÍA) kialakulásának alapja, hogy miután egy jellegzetes íző folyadék vagy szilárd táplálék az elfogyasztását követıen gastrointestinalis diszkomfort érzést okoz, az állat, illetıleg az ember megtanulja, hogy a jövıben elkerülje ezt az adott ízt. Ha egy íz adását (feltételes inger) társítunk valamilyen kezeléssel, amely gyomor-bélrendszeri megbetegedést idéz elı (feltétlen inger), akkor kondícionálási tanulási paradigmában tanulmányozhatjuk e kezelés befolyását az adott íző táplálék vagy folyadék elfogadására. Jelen kísérleteinkben az állatok elıször megtanulták, hogy a napi folyadékszükségletüket minden nap ugyanabban az idıpontban, délelıtt 10:00 és 10:30 között vegyék fel. A vezetıkanül beültetését szolgáló operációt követıen 2 napig ad libitum állt rendelkezésükre víz. Ezután a felépülési szakasz után visszatért a félórás itatási protokoll. Azokat a patkányokat, amelyeknél az operációt követıen jelentıs mértékben csökkent a vízivás, kizártuk a kísérletbıl. Egy héttel a mőtét után, az ún. „kondícionáló” napon, az állatok csapvízben oldott 0,1 %-os Na-szacharinát oldatot kaptak 30 perccel a NAcc-be ill. a VMH-ba adott IL-1β vagy PBS mikroinjekciókat követıen. Ezen kondícionálás után egy hétig ismét vizet ittak a fent leírt félórás periódusban, majd 7 nappal a mikroinjekció után, az ún „teszt-napon”, ismét a szacharin oldatot kapták meg, mégpedig ugyanúgy de. 10:00 és 10:30 között. A citokin kezelt és kontroll patkányok kondícionáló és teszt napon mért folyadékfogyasztásait statisztikailag összehasonlítottuk.
Íz-reaktivitás teszt
Az íz-reaktivitási vizsgálat lehetıvé teszi a kellemes és kellemetlen ízek által kiváltott mimikai, poszturális és lokomotoros mozgásminták jellemzését és kvantitatív
35
értékelését. Az íz-ingerlésekhez használt oldatok az öt alapízt képviselték két különbözı koncentrációban: édes, szukróz (0,05 és 0,5 M); sós, nátrium-klorid (NaCl 0,05 és 0,5 M); savanyú, hidrogén-klorid (HCl 0,03 és 0,3 M); keserő, kinin-hidroklorid (QHCl 0,03 és 3,0 mM) és umami, azaz nátrium-L-glutamát (MSG 0,05 és 0,5 M). Irodalmi adatok alapján a szukróz mindkét koncentrációját, valamint a NaCl és MSG hígabb oldatát kellemes íznek, míg a HCl és QHCl mindkét koncentrációját, illetve a NaCl és MSG töményebb oldatát kellemetlen íznek minısítettük [135,202]. Jelentısen elısegíti a különféle ízekre adott magatartási mintázatok elemzését az a tény, hogy egy adott faj egyedei hasonló mozgásformákkal, mintázatokkal reagálnak ugyanazon ingerre, sıt akár különbözı fajok között is elıfordulhat lényegében azonos módon megjelenı válasz [14]. E reakciók alapvetıen ingesztív - elfogadó - és averzív elutasító -
válaszok lehetnek. Ingesztív komponensek: mancsnyalás, ritmikus
szájmozgás, szabályos középvonali, valamint oldalsó nyelvöltés. Averzív komponensek: szájtátás, álldörzsölés, fejrázás, arcmosás, mancsrázás, és komplex lokomotoros mozgássor. Ezen alapvetı mozgásformákat demonstrálja a 7. ábra.
7. ábra Ingesztív (elfogadó) és averzív (elutasító) íz-reaktivitási mintázatok patkányban.
Az
íz-reaktivitás
laboratóriumunkban
teszt
adaptált,
során
Grill
nemzetközileg
36
és
Norgren
elfogadottan
paradigmájának módosított
[66]
változatát
alkalmaztuk. Az állatokat egy 30 cm átmérıjő és 30 cm magas üvegcilinderben helyeztük el. A henger alá 45 fokos szögben megdöntött tükörlapot raktunk, így lehetıvé vált a viselkedı patkányok szájkörüli régiójának pontos megfigyelése, nemcsak oldalról, hanem a szájmozgásuk jobb nyomon követhetısége érdekében alulról is. Mozgásukat, mimikájukat az utólagos, kockáról-kockára (40 ms/képkocka) történı elemzés céljából videoszalagra rögzítettük (Panasonic VHS-C videokamera, NV-RX22EG, Panasonic videomagnetofon, NV-SD437EE, Japán). A mőtét során a szájüregbe ültetett s az állat koponyáján rögzített íz-kanül fejtetıi végéhez egy 2,25 m hosszú, szorosan illeszkedı (külsı átmérı 3 mm) polietilén csövet csatlakoztattunk, amelyhez a megfelelı oldatot tartalmazó fecskendıket illesztettük. Az íz-oldatokat Mantoux-fecskendıkbe töltöttük, amiket állandó áramlási paramétereket biztosító pneumatikus rendszerő infúziós pumpába (Gép és Gépelem Kft., Magyarország) helyezve történtek a beadások. Íz-ingerlések során az 5 alapíz két-két koncentrációját fecskendeztük be 1,0 ml térfogatban (0,4 ml/perc áramlási sebességgel) az állatok szájüregébe. A kanülöket minden íz-ingerlést követıen desztillált vízzel átmostuk, miközben arról is meggyızıdtünk, hogy az intraorális kanül átjárható-e. Az átmosást követıen levegı befúvásával távolítottuk el a rendszerbıl a desztillált víz maradékát. A vizsgálat technikai elrendezését tünteti fel a 8. ábra.
8. ábra Az íz-reaktivitás teszt kísérleti elrendezése.
37
A videofelvétel elemzésekor minden állat esetében rangsorskálát alakítottunk ki az ingesztív és averzív mimikai reakciók, mozgásmintázatok alapján. Mind az ingesztív, mind az averzív magatartási reakció mintázatokat 0-3 pontig terjedı arbitrális skálán értékeltük. Minél több összetevıbıl állt, illetve minél hosszabb ideig tartott egy adott reakciósor, annál magasabb pontszámot adtunk a patkány viselkedésére. Így mindegyik állat mindegyik íz-oldatra adott válaszának ingesztivitását illetve averzivitását egy-egy számmal jelöltük. Az elemzést legalább 3, független és gyakorlott bíráló végezte úgy, hogy nem ismerték az állatok csoportbeosztását. A bírálók által adott értékeket az elemzés végén átlagoltuk. A teljes mintázathoz (100%) viszonyított eredményeket, az ízek kellemes vagy kellemetlen volta, illetve a reakciósor típusa – ingesztív vagy averzív - alapján összegeztük, átlagoltuk, és statisztikailag elemeztük.
3.3.4. Metabolikus vizsgálatok
Metabolikus
kísérletsorozatunkban
a
nucleus
accumbens-be
adott
IL-1β
mikroinjekció szénhidrát, fehérje és zsír anyagcserére, valamint inzulin és leptin szérumszintekre gyakorolt befolyására kerestük a választ (9. ábra).
9. ábra A metabolikus vizsgálatok kísérleti protokollja.
38
Vércukorszint meghatározása
A vércukorszint mérésekre az IL-1β illetve a PBS beadását követı akut és szubakut (4 héttel az anyagbeadás után) idıszakban, 24 órás tápmegvonás után került sor glukóz tolerancia teszt (GTT) keretében. Az akut GTT során a nucleus accumbens-be történı anyagbeadást követı 10. percben desztillált vízben oldott D-glukóz (0,2 g/100 ttg/ml) intraperitonealis injekciójára került sor. Az állatok farokvénájából vett minták vércukorszintjét
enzimatikus-fotometriás
módszeren
alapuló
kézi
glukométerrel
(Glucotrend, Boehringer-Mannheim, Németország) határoztuk meg. A vérmintákat minden állatból közvetlenül a cukorterhelést megelızıen (éhomi szint), illetve azt követıen a 9., 18., 30., 60. és 120. percben vettük le. A szubakut idıszakban egy újabb GTT-t végeztünk 4 héttel a NAcc mikroinjekció után.
Metabolitok és hormonok plazmaszintjének mérése
Az anyagcsere állapotát jellemzı fontos paraméterek: összkoleszterin, triglicerid, HDL, LDL és húgysav plazmaszintek mérése vérplazmából történt hidegkémiás fotométer segítségével (Spotchem EZ SP4430, Arkray, Japán). Az inzulin és leptin szinteket
a
PTE
ÁOK
Immunológiai
és
Biotechnológiai
Intézetével
történt
kollaborációban ELISA módszerrel határoztuk meg (Insulin, Leptin Kits, Alpco Immunoassays, USA, IEMS Reader MF, 140100-735, Inter Labsystems Kft, Labsystems). A vérmintákat az állatok elvéreztetésével nyertük 15 perccel az IL-1β, illetve a vehiculum beadását követıen. E kísérleteket is 24 órás táplálékmegvonás elızte meg.
3.4. Szövettan
Mind elektrofiziológiai, mind magatartási vizsgálataink végén az elvezetés, illetve az IL-1β mikroinjekció pontos helyének meghatározására szövettani vizsgálatokat végeztünk. Az elıbbi esetben, az egyes kísérletek zárultával, kis elektrolitikus sértéseket ejtettünk (25 µA anód-áram, 20 másodperc) az elvezetési helyek sztereotaxiás
39
koordinátáinak megfelelıen. Az utóbbi esetben a bilateralis beadókanülök nyomvonalait és végzıdési helyét azonosítottuk. Mindkét esetben az állatokat elıbb nagy mennyiségő uretánnal elaltattuk, majd transzkardiálisan perfundáltuk ıket (150-200 ml 0,15 M NaCl, azután 400-500 ml 10%-os formalin oldat). Az agykivételt követıen 40 µm-es sorozatmetszeteket készítettünk, majd ezeket krezil-violával (Nyssl-festés) festettük. A mikroszkópos elemzés nyomán a célzott területtıl eltérı helyen tapasztalt IL-1β mikroinjekciós illetve elvezetési pontok, valamint a beavatkozás területén észlelt kiterjedt szövetroncsolás esetén az adott állatok eredményeit nem vettük figyelembe a kísérleti adatok feldolgozásában.
3.5. Adatfeldolgozás
Az elektrofiziológiai vizsgálatok leleteinek feldolgozásakor a laboratóriumunkban meghonosított, a nemzetközi irodalomban elfogadott szabályokat követtük [89,100]. Az extracelluláris egysejtelvezetéses vizsgálatok statisztikai értékeléséhez a Student-féle tpróbát és a χ2-próbát alkalmaztuk. Az adatfeldolgozást a következı válaszkritériumok alapján végeztük: 1) az idıegység alatt generált akciós potenciálok számának bármelyik irányban történı legalább 30%-os változása, vagy az átlagos kisülési frekvenciától való ± 2 SD eltérés; 2) emelkedı intenzitású ejekciós árammal indukálható erıteljesebb aktivitásváltozás (dózis-függés); 3) a hatás adott kísérleti ülésbeli ismételt kiválthatósága. A magatartási és metabolikus kísérletek adatainak feldolgozása és statisztikai értékelése az „SPSS for Windows” programcsomag segítségével történt. Minden eredményt az átlag ± SEM formájában fejeztünk ki. Vizsgálati eredményeinket többszempontos varianciaanalízissel (ANOVA) és Student-féle t-próbával értékeltük. Post hoc összevetésre a Tukey-féle tesztet alkalmaztuk. A szignifikancia szintjét p < 0,05-ben állapítottuk meg.
40
4.
Eredmények
4.1. Elektrofiziológiai leletek
Extracelluláris egysejtelvezetéses kísérleteink során 25 neuron IL-1β érzékenységét vizsgáltuk. A primer citokin mikroiontoforetikus adására 12 idegsejt változtatta meg az aktivitását, közülük 8 serkentıdött, 4 pedig gátlódott. Ugyancsak vizsgáltuk az IL-1β esetleges direkt neuronális hatását a NAcc-ben lévı, a homeosztatikus szabályozásban fontos szereppel rendelkezı GM idegsejteken. Azt tapasztaltuk, hogy a 12 citokinérzékeny idegsejt közül 6 reagált glukóz mikroiontoforetikus adására is, ebbıl 4 glukózreceptor sejt volt, azaz facilitálódott, 2 pedig glukóz-szenzitívnek bizonyult, tehát gátlódott. Szintén tanulmányoztuk az IL-1β-érzékeny neuronok neurotranszmitterekre mutatkozó válaszkészségét: a primer citokin mellett glutamátra, GABA-ra, dopaminra, valamint noradrenalinra aktivitásukat megváltoztató idegsejteket azonosítottunk a NAccben. A citokin érzékeny accumbens neuronok endogén kémiai érzékenységének elemzésén túl vizsgáltuk az intraorális íz-ingerlésekre mutatkozó válaszkészségüket is: a 12 IL-1β-ra reagáló neuronból 6 íz-ingerekre is megváltoztatta tüzelési frekvenciáját, közülük 3 egyben GM idegsejt is volt. Az accumbens idegsejtjeinek citokin elıidézte mőködésbeli változására mutat be példát a 10. ábra. A regisztrátumok felsı részén a tüzelési gyakoriságot reprezentáló frekvencia-hisztogram, míg alsó részén maga az analóg jel látható. A frekvenciahisztogramok függıleges tengelyének dimenziója Hz, azaz impulzus/másodperc. A vízszintes
tengelyen
az
elvezetés
idıviszonyait
ábrázoltuk
másodperc-skálán.
Megjelenítettük emellett a vizsgált neuron akciós potenciáljának alakját, s feltüntettük a neuronhoz juttatott anyag nevét, a mikroiontoforetikus ejekciós áramerısséget nanoamperben (nA), és ennek alkalmazási idıtartamát, amelyet a vastag fekete vonal jelez. Az ábra egy olyan NAcc idegsejtet demonstrál, amely a mikroelektroforetikusan adott IL-1β-ra, valamint D-glukózra egyaránt aktivitásának fokozásával válaszolt, így ezt a neuront az ún. glukóz-monitorozó citokin-érzékeny unitok közé soroltuk.
41
10. ábra IL-1β és D-glukóz mikroelektroforetikus adására bekövetkezı tüzelési frekvencia fokozódás ugyanazon NAcc neuronon. Spike inzert – az adott idegsejt karakterisztikus extracelluláris akciós potenciálja. Vízszintes vastag vonal – a mikroiontoforézis idıtartama; szám – az ejekciós áramerısség nAben. Abszcissza – idıskála másodpercben; ordináta – tüzelési frekvencia impulzus/másodpercben, illetve potenciál mV-ban.
42
4.2. Táplálék- és folyadékfelvétel változások
4.2.1. Táplálékfelvétel
A nucleus accumbens-be adott kétoldali IL-1β mikroinjekció anorexigén hatásúnak bizonyult. Az e vizsgálatokban nyert eredményeinket a 11. ábra demonstrálja. A citokin kezelt patkányok rövid távú (2 órás) táplálékfelvétele szignifikánsan csökkent kontroll társaikhoz viszonyítva (F3,39=14,396, p<0,05; egyszempontos varianciaanalízis /one-way ANOVA/), függetlenül attól, hogy megelızte-e paracetamol elıkezelés, vagy nem (IL-1 vs CO, p<0,05; IL-1 vs CO+P1, p<0,05; IL-1+P1 vs CO, p<0,05; IL-1+P1 vs CO+P1, p<0,05; Tukey-féle teszt). Az alacsonyabb dózisú P mikroinjekciója nem védte ki az IL1β okozta anorexiát (IL-1 vs IL-1+P1, N.S.; Tukey-féle teszt), a paracetamol és a vivıanyag (PBS) pedig önmagában nem befolyásolta a rövid távú TF-t (CO vs CO+P1, N.S.; Tukey-féle teszt). A hosszú távú (12 órás) táplálékfelvételben, a rövid távú eredményeinkkel szemben, nem találtunk szignifikáns eltérést a csoportok között (a teljes populációra, F3,39=0,936, N.S., ANOVA; CO vs IL-1, CO+P1 vs IL-1+P1, N.S., Tukey-féle teszt). A táplálékfelvétel mértéke a citokin kezelt egyedekben megegyezett az agyi beadások elıtti hosszú távú értékeikkel, amely azt jelenti, hogy azokban a csoportokban, ahol a 2 órás táplálékfelvétel kisebb volt (IL-1, IL-1+P1), ún. kompenzatórikus „ráevés” történt, azaz, a patkányok „behozták” a kontrollokhoz viszonyított ideiglenes (rövid távú) lemaradásukat.
43
11. ábra A NAcc-be juttatott citokin, COX-gátló ill. vehiculum oldat hatása a rövid távú (2h) táplálékfelvétel alakulására. CO, kontroll (n=11); CO+P1, alacsonyabb dózisú paracetamol elıkezelés (n=11); IL-1, interleukin-1β (n=9); IL-1+P1, interleukin-1β alacsonyabb dózisú paracetamol elıkezeléssel (n=9); *p<0,05.
12. ábra Rövid távú (2h) táplálékfelvétel alakulása a NAcc magasabb dózisú paracetamol (P2) elıkezelése után. CO+P2, magasabb dózisú paracetamol elıkezelés (n=6); IL-1+P2, interleukin-1β magasabb dózisú paracetamol elıkezeléssel (n=5); *p<0,05.
44
A paracetamol dózisának növelése érdemben nem befolyásolta a citokin anorexigén hatását. A 12. ábra tanúsága szerint azon állatok, amelyek az IL-1β elıtt magas dózisú P-t kaptak, szignifikánsan kevesebbet ettek, mint azok, amelyek - kontroll csoportként - a PBS elıtt kapták a COX-gátló magasabb adagját (IL-1+P2 vs CO+P2, p<0,05; Studentféle t-próba).
4.2.2. Vízfelvétel A NAcc-be juttatott IL-1β mikroinjekció adipszogén hatást eredményezett. A rövid távú vízfogyasztás alakulását a 13. ábra szemlélteti. A citokin kezelésben részesült állatok szignifikánsan kevesebbet ittak, mint azok, amelyek nem kaptak IL-1β-t az accumbens-be (F3,39=19,159, p<0,05; ANOVA), amely változást nem befolyásolta a P elıkezelés (IL-1 vs CO, p<0,05; IL-1 vs CO+P1, p<0,05; IL-1+P1 vs CO, p<0,05; IL1+P1 vs CO+P1, p<0,05; Tukey-féle teszt). A kisebb dózisú P nem hatástalanította az IL1β mikroinjekció adipszogén voltát (IL-1 vs IL-1+P1, N.S.; Tukey-féle teszt), továbbá a P és a PBS önmagában nem befolyásolta a rövid távú VF-t (CO vs CO+P1, N.S.; Tukeyféle teszt). Ellentétben a rövid távú vízfelvétellel, a hosszú távú mérések során nem találtunk szignifikáns eltéréseket a csoportok paraméterei között (teljes populáció, F3,39=1,179, N.S., ANOVA; CO vs IL-1, CO+P1 vs IL-1+P1, N.S., Tukey-féle teszt). A folyadékfelvétel mértéke a citokin kezelt egyedekben megegyezett az agyi beadások elıtti hosszú távú értékeikkel, amely azt jelenti, hogy azokban a csoportokban, ahol a 2 órás vízfogyasztás kisebb volt (IL-1, IL-1+P1), a patkányok ezt kompenzálva többet ittak és mintegy behozták a kontroll állatokhoz viszonyított lemaradásukat.
45
13. ábra A NAcc-be juttatott citokin, COX-gátló ill. vehiculum oldat hatása a rövid távú (2h) vízfelvétel alakulására. CO, kontroll (n=11); CO+P1, alacsonyabb dózisú paracetamol elıkezelés (n=11); IL-1, interleukin-1β (n=9); IL-1+P1, interleukin-1β alacsonyabb dózisú paracetamol elıkezeléssel (n=9); *p<0,05.
14. ábra Rövid távú (2h) vízfelvétel a NAcc magasabb dózisú paracetamol (P2) elıkezelése után. CO+P2, magasabb dózisú paracetamol elıkezelés (n=6); IL-1+P2, interleukin-1β magasabb dózisú paracetamol elıkezeléssel (n=5); *p<0,05.
46
Hasonlóan a kisebb dózisú P elıkezeléshez, a nagyobb dózisú P mikroinjekció sem védte ki a citokin adipszogén hatását. Amint azt az 14. ábra szemlélteti, azon állatok, amelyek az IL-1β elıtt magas dózisú P-t kaptak a NAcc-be, szignifikánsan kevesebbet ittak, mint azok, amelyek - kontroll csoportként - a vivıanyag elıtt kapták a P magasabb adagját (IL-1+P2 vs CO+P2, p<0,05; Student-féle t-próba).
4.3. Testhımérséklet
A NAcc-be juttatott IL-1β szignifikáns testhımérséklet emelkedést okozott. A 15. ábra
a
citokin
NAcc-be
adott
mikroinjekcióját
követı
120.
percben
mért
testhımérsékleteket ábrázolja. Jól megfigyelhetı az IL-1β által okozott pyrogén hatás (F3,39=7,784, p<0,05; ANOVA). A citokin agyi alkalmazását szignifikáns testhımérséklet emelkedés követte (IL-1 vs CO, p<0,05; IL-1 vs CO+P1, p<0,05; Tukey-féle teszt). A NAcc-be juttatott kisebb dózisú P mikroinjekció a kifejlıdı lázat nem befolyásolta (IL1+P1 vs CO, p<0,05; IL-1+P1 vs CO+P1, p<0,05; Tukey-féle teszt), tehát a kis dózisú P nem tudta megakadályozni az IL-1β testhımérsékletet emelı hatását (IL-1 vs IL-1+P1, N.S.; Tukey-féle teszt). A COX-gátló önmagában, akárcsak a kontroll oldat (PBS), nem befolyásolta a TH-t (CO vs CO+P1, N.S.; Tukey-féle teszt). A hosszú távú testhımérséklet mérések során nem találtunk szignifikáns eltéréseket a csoportok között (N.S., ANOVA; CO vs IL-1, CO+P1 vs IL-1+P1, N.S., Tukey-féle teszt). Szemben a táplálék- és vízfelvétel csökkenésének változatlanul hagyásával, amint az a 16. ábrán látható, a NAcc-be adott nagyobb dózisú P mikroinjekció megakadályozta az IL-1β pyrogén hatásának kialakulását (IL-1+P2 vs CO+P2, N.S.; Student-féle tpróba). A P2-t, majd IL-1β-t kapott állatok testhımérsékletei ugyanúgy a fiziológiás tartományban maradtak, mint a P2 és azt követıen PBS mikroinjekcióban részesült társaikéi.
47
15. ábra A NAcc-be juttatott citokin, COX-gátló ill. vehiculum oldat hatása a testhımérséklet rövid távú (2h) alakulására. CO, kontroll (n=11); CO+P1, alacsonyabb dózisú paracetamol elıkezelés (n=11); IL-1, interleukin-1β (n=9); IL-1+P1, interleukin-1β alacsonyabb dózisú paracetamol elıkezeléssel (n=9); *p<0,05.
16. ábra Rövid távú (2h) testhımérséklet a NAcc magasabb dózisú paracetamol (P2) elıkezelése után. CO+P2, magasabb dózisú paracetamol elıkezelés (n=6); IL-1+P2, interleukin-1β magasabb dózisú paracetamol elıkezeléssel (n=5).
48
4.4. Metabolikus változások
4.4.1. Vércukorszint
Az akut glukóz tolerancia teszt során mért vércukorszint változásokat a 17. ábra mutatja be. A kísérlet során a citokin kezelt állatok szénhidrát anyagcseréjében patológiás eltérések
jelentkeztek,
kifejezett
glukóz
intolerancia
volt
megfigyelhetı
(idı
F6,96=119,482, p<0,05; kezelés F1,16=34,09, p<0,05; idı×kezelés F6,96=4,497, p<0,05, egyszempontos összetartozó mintás varianciaanalízis /repeated measures ANOVA/). A közvetlenül az IL-1β NAcc-be történı mikroinjekciója elıtt vett mintákban (0. perc) nem találtunk különbséget a vércukorszintekben, mind a citokin kezelt, mind a kontroll csoport értékei a fiziológiás tartományban voltak (IL-1 vs CO, N.S.; Student-féle tpróba). Az akut GTT az IL-1β illetve a PBS oldat NAcc-be juttatott bilateralis mikroinjekciója után 10 perccel indult. A GTT kezdetétıl (00. perc) számítva a két csoport vércukorszintjei jellemzıen különböztek egymástól. A citokin kezelt állatok mintáiból vett cukorértékek a terhelés során végig szignifikánsan magasabbak voltak a kontrollokénál (IL-1 vs CO, 00. perc, *p<0,05; 9. perc, *p<0,05; 18. perc, *p<0,05; 30. perc, *p<0,05; 60. perc, *p<0,05; 120. perc, *p<0,05; Student-Newman-Keuls teszt). Négy héttel a mikroinjekciókat követıen, a szubakut fázisban elvégzett GTT során nem találtunk szignifikáns eltérést az IL-1 és a CO csoport vércukor koncentrációi között (IL-1 vs CO, N.S., ANOVA), mindkét csoport vércukorgörbéi egységesen és mindvégig a fiziológiás tartományban maradtak. Mindez arra utal, hogy a centrálisan alkalmazott IL1β szénhidrát anyagcserére gyakorolt rövid távú, pathológiás változást elıidézı hatása hosszú távon reverzibilisnek bizonyult.
49
17. ábra A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekció utáni akut glukóz tolerancia tesztben kapott vércukorgörbék. , CO, kontroll (n=17); , IL-1, interleukin-1β (n=17); *p<0,05.
4.4.2. Metabolitok plazmaszintje
A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekciót követı 15. percben vett vérminták plazma metabolitkoncentrációit a 18. ábra szemlélteti. A citokint kapott állatok triglicerid, összkoleszterin és LDL szintje szignifikánsan magasabb volt a kontroll állatok hasonló paramétereinél. A két csoport HDL és húgysav koncentrációi nem mutattak szignifikáns eltérést, ugyanakkor az IL-1β kezelt patkányok HDL szintje tendenciózusan alacsonyabb, húgysav szintje pedig magasabb volt a kontrollok megfelelı értékeinél (Triglicerid, IL-1 vs CO, *p<0,05; Összkoleszterin, IL-1 vs CO, *p<0,05; LDL, IL-1 vs CO, *p<0,05; HDL, IL-1 vs CO, N.S.; Húgysav, IL-1 vs CO, N.S.; Student-féle t-próba).
50
18. ábra A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekció után 15 perccel mért metabolit plazmaszintek. Triglicerid, IL-1 (n=7) vs CO (n=7), *p<0,05; összkoleszterin, IL-1 (n=7) vs CO (n=7), *p<0,05; LDL, IL-1 (n=7) vs CO (n=7), *p<0,05.
4.4.3. Hormonok plazmaszintje
Az IL-1β NAcc-be történı beadása után 15 perccel a citokint kapott állatok inzulin plazmaszintje szignifikánsan magasabb volt a kontroll állatokénál. Ezzel ellentétben a leptin szintek esetében nem találtunk érdemi különbséget a két csoport értékei között (Inzulin, IL-1 vs CO, *p<0,05; Leptin, IL-1 vs CO, N.S.; Student-féle t-próba). A két hormon két állatcsoportban mért plazmaszintjeit a 19. ábrán tüntettük fel.
51
19. ábra A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekció után 15 perccel mért inzulin és leptin plazmaszintek. Inzulin, IL-1 (n=12) vs CO (n=11), *p<0,05.
4.5. Íz-percepciós zavarok a nucleus accumbens-ben
4.5.1. Kondícionált íz-averzió
A NAcc IL-1β mediálta folyamatainak szerepét az íz-információk feldolgozásában, s adaptív viselkedésbe illesztésében elsıként kondícionált íz-averziós paradigmában vizsgáltuk. A 20. ábra demonstrálja, hogy a NAcc-be adott IL-1β mikroinjekció nem alakított ki kondícionált íz-averziót az állatokban. A kondícionáló napon a szacharin (új íz) iránt kialakuló kezdeti neophobia miatt mindegyik patkány - csoport eltérés nélkül kevesebbet ivott, mint korábban, s a citokin kezelt és PBS-t kapott állatok teszt napon mért, kissé megnövekedett szacharinfogyasztásai sem különböztek egymástól (F3,33 = 5,132; N.S.; ANOVA, Tukey-féle teszt).
52
20. ábra Kondícionált íz-averzió kialakulásának hiánya az accumbens mikroinjekciók után. CO, kontroll (n=8); IL-1, interleukin-1β (n=9).
4.5.2. Íz-reaktivitás
A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekció hatására az íz-reaktivitási mintázatokban jellegzetes változások alakultak ki mind a kellemes (F3,23=30,471; p<0,05; ANOVA), mind a kellemetlen (F3,23=31,967; p<0,05; ANOVA) íz-ingerek alkalmazása során. Eredményeinket a 21. ábrán szemléltetjük. A kellemes íz-ingerek az IL-1β-t kapott állatokban szignifikánsan kevesebb ingesztív választ váltottak ki, mint a kontrollokban (IL-1 vs CO, p<0,05; Tukey-féle teszt). A citokin kezelt patkányok emellett a kellemetlen íz-ingerekre szignifikánsan kevesebb averzív választ mutattak, mint PBS-t kapott társaik (IL-1 vs CO, p<0,05; Tukey-féle teszt). Ellentétben a kontrollokkal, az IL-1 kezelt állatok kellemes és kellemetlen ízekre adott ingesztív reakcióinak intenzitása azonos erısségő volt (IL-1kellemes ingesztív vs IL-1kellemetlen ingesztív, N.S., Tukey-féle teszt). A kellemetlen ízek értékelésének szembetőnı zavarát mutatja a citokint kapott állatoknál az a lelet, hogy a hedonikusan negatív íz-ingerekre adott ingesztív és averzív válaszmintázatok intenzitása nem különbözött egymástól (IL-1kellemetlen ingesztív vs IL-1kellemetlen averzív, N.S., Tukey-féle teszt).
53
21. ábra Az ízek hedonikus megítélésének változása a NAcc-be juttatott IL-1β mikroinjekciót követıen. CO, kontroll (n=7); IL-1, interleukin-1β (n=5); *p<0,05.
4.6. Íz-percepciós zavarok a ventromedialis hypothalamus-ban
4.6.1. Kondícionált íz-averzió
Az IL-1β VMH-ba adott közvetlen bilateralis mikroinjekciója nem eredményezte kondícionált
íz-averzió
kialakulását.
A
szacharin
oldattal
végzett
íz-averziós
paradigmában nem találtunk szignifikáns különbségeket az IL-1β kezelt és a kontroll csoportok kondícionáló és teszt napi fogyasztásai között (KÍA, F3,23 = 0,961; N.S.; ANOVA). Ezen eredményeket a 22. ábrán tekinthetjük meg.
54
22. ábra Kondícionált íz-averzió kialakulásának hiánya az intrahypothalamikus mikroinjekciók után. CO, kontroll (n=6); IL-1, interleukin-1β (n=6).
4.6.2. Íz-reaktivitás
Az íz-reaktivitás tesztek a citokin kezelt állatok íz-percepciós deficitjét tárták fel. E zavarok jellemzıen a hedonikusan pozitív, kellemes ízek tekintetében mutatkoztak meg (F3,23=13,143; p<0,05; ANOVA). A VMH-ba juttatott IL-1β hatására a patkányok szignifikánsan kevesebb ingesztív reakciót mutattak a kellemes íz-ingerekre, mint a kontroll egyedek (IL-1kellemes ingesztív vs COkellemes ingesztív, p<0,05; Tukey-féle teszt). Ugyanakkor a citokin kezelt állatok averzív válaszmintázatai ezen kellemes ízekre szignifikánsan erısebbek voltak a CO állatok elutasító válaszainál (IL-1kellemes averzív vs COkellemes averzív, p<0,05; Tukey-féle teszt). Az ízek hedonikus megítélésének alapvetı zavarát jól jellemzi, hogy az interleukin intrahypothalamikus adását követıen az állatok erısebb averziót mutattak a kellemes ízekre, mint ingeszciót (IL-1kellemes averzív vs IL1kellemes ingesztív, p<0,05; Tukey-féle teszt). Ezen eltéréseket demonstrálják a 23. ábra oszlopdiagramjai. A kellemetlen ízek hedonikus megítélésében nem találtunk szignifikáns különbségeket a csoportok között, mind a kontroll, mind a citokin kezelt patkányok túlnyomóan averzív reaktivitási mintázatokat mutattak ezen averzív íz-
55
ingerekre (COkellemetlen ingesztív vs IL-1kellemetlen ingesztív, N.S.; COkellemetlen averzív vs IL-1kellemetlen averzív, N.S.; Tukey-féle teszt).
23. ábra Az ízek hedonikus megítélésének változása a VMH-ba adott citokin mikroinjekció után. CO, kontroll (n=7); IL-1, interleukin-1β (n=5); *p<0,05.
56
4.7. Szövettan
A
kísérletek
utáni
gondos
szövettani
értékelések
eredménye
szerint
a
mikroinjekciós illetve mikroelektródás beavatkozások döntıen a kiválasztott agyi régiókra, a nucleus accumbens, illetve a ventromedialis hypothalamus területére lokalizálódtak. A hisztológiai vizsgálatok nyomán a magatartási kísérletek leleteinek értékelésekor összesen 12 patkány eredményeit nem tudtuk figyelembe venni, mert esetükben vagy nem esett teljesen egybe a beadási hely a célzott agyi régióval vagy kiterjedt szövetroncsolódást okozott a beavatkozás. Elektrofiziológiai kísérleteinkben a célterületen kívül azonosított elvezetési pontok miatt 1 patkány leleteit zártuk ki az adatelemzésbıl.
57
IV. Megbeszélés
Komplex magatartási-metabolikus és elektrofiziológiai kísérletsorozatunk leletei a limbikus
elıagy
homeosztatikus
mőködéseket
alapvetıen
meghatározó
két
struktúrájában, a nucleus accumbens-ben és a ventromedialis hypothalamus-ban IL-1β mediálta folyamatok táplálkozás, íz-érzékelés és anyagcsere szabályozásban betöltött jelentıs szerepére világítottak rá. Elektrofiziológiai eredményeink bebizonyították, hogy a nucleus accumbens területén IL-1β érzékeny idegsejtek találhatók. Bár a limbikus elıagy több struktúrájában, köztük a hypothalamus-ban és az OBF-ben is leírtak és jellemeztek már citokin érzékeny neuronokat [77,94,122,159], jelen eredményeink a szakirodalomban az elsık, amelyek igazolják az IL-1β közvetlen neuronális hatását a NAcc-ben. A disszertáció alapját képezı magatartási-metabolikus kísérletsorozatunkban az IL1β NAcc-be történı kétoldali mikroinjekciója nyomán mélyreható és sokrétő homeosztatikus változásokat, úgymint a táplálék- és folyadékfelvétel csökkenését, a testhımérséklet emelkedését, sajátos íz-percepciós zavarokat és komplex metabolikus eltéréseket észleltünk. A citokin perifériás és agyi alkalmazásának homeosztatikus mőködéseket befolyásoló mechanizmusairól ugyan számos publikációban beszámoltak már, azonban az IL-1β NAcc-be adott mikroinjekciójának a táplálkozás, íz-érzékelés és metabolizmus központi szabályozását alapvetıen megváltoztató hatásairól mindezidáig kísérleti adatok nem álltak rendelkezésre. A VMH íz-érzés szabályozásban betöltött szerepével több, egymásnak helyenként ellentmondó tanulmány foglalkozott az elmúlt évtizedekben, illetve az ezen struktúrába juttatott IL-1β táplálékfelvételt befolyásoló hatásáról is rendelkezünk kísérleti adatokkal. Ismereteink ugyanakkor hiányosak voltak arra vonatkozóan, hogy a citokin intrahypothalamikus
alkalmazása
megváltoztatja-e
az
állatok
íz-percepcióját.
Kondícionált íz-averziós és íz-reaktivitást tesztelı kísérleteink elvégzése ezért jelentıs mértékben hozzájárult a VMH-ba adott IL-1β anorexigén és adipszogén hatásainak hátterében lévı íz-érzékelési eltérések megismeréséhez.
58
1.
IL-1β β mechanizmusok a limbikus elıagyban
Az
IL-1β,
valamint
receptorainak
széleskörő
eloszlása
a
homeosztázis
szabályozásában szereplı különbözı agyi régiókban rámutat arra, hogy e primer citokin sokrétő hatását közvetlenül fejti ki a KIR területén [4,182]. Emberi agyakon végzett immunhisztokémiai vizsgálatok során különbözı hypothalamikus struktúrák, például a VMH és a LHA IL-1β rostok általi kiterjedt innervációját tárták fel [22], amely utóbbi régió szoros funkcionális kapcsolata a NAcc-szel a táplálkozás központi szabályozásában szintén bizonyított [187]. Autoradiográfiás módszerek segítségével IL-1 receptorokat nemcsak a hypothalamus-ban, hanem a nucleus accumbens-ben is igazoltak [53], s további, molekuláris biológiai kísérletekben az IL-1β mRNS-ének napszaki váltakozását írták le mind a HT-ban, mind a NAcc-ben [28]. Extracelluláris egysejtelvezetéses vizsgálataink során mindkét struktúrában azonosítottunk olyan idegsejteket, amelyek IL-1β mikroelektroforetikus adására megváltoztatták tüzelési frekvenciájukat: e tény a citokin közvetlen neuronális hatását jól demonstrálja
[192,193].
Korábbi
elektrofiziológiai
kutatások
során
a
mikroelektroforetikusan adott IL-1β-ra közvetlenül válaszoló neuronok táplálékfelvétellel kapcsolatos neurokémiai érzékenységének sokrétő jellemzésére is sor került a limbikus elıagy különbözı részeiben, például az OBF-ben, a VMH-ban, a LHA-ban és a GP-ban [94,122,145]. Jól ismertek a NAcc szoros kölcsönkapcsolatai ezen fenti és további elıagyi struktúrákkal, amelyek bizonyítottan szerepet játszanak a táplálkozás központi szabályozásában [24,68,207]. Indokoltnak tőnik tehát a feltételezés, hogy ezen citokin mediálta neuronhálózat, amelynek a NAcc egyes idegelemei is részét képezik, jelentıs integratív szerepet tölt be a homeosztázis fenntartásában.
59
2.
Táp- és vízfelvétel
Az utóbbi évtizedekben számos tanulmány demonstrálta az IL-1 perifériás illetve centrális adását követı markáns táplálékfelvétel csökkenést mind éheztetett, mind pedig ad libitum táplált patkányokban [58,128,159,178]. A VMH-ba, OBF-be és GP-ba juttatott IL-1β már femtomoláris mennyiségben is ugyanolyan hatékonynak bizonyult, mint a citokin i.c.v. adott pikomoláris dózisai, s e tény ezen struktúrák specifikus szerepét hangsúlyozza
az
IL-1β
indukálta
táplálékfelvétel
csökkentı
folyamatokban
[94,106,107,123]. A táplálkozás központi szabályozásában jelentıs integratív szerepet játszó NAcc tekintetében azonban hasonló citokin mediálta homeosztatikus szabályozási folyamatokról mindezidáig még nem számoltak be [104]. Különösen figyelemreméltó, hogy a markáns tápfelvétel csökkenés 24 órás éheztetés ellenére, azaz igen emelkedett specifikus motivációs állapotban is kialakult, így ez a lelet jól jellemzi az IL-1β meghatározó élettani regulációs szerepét az accumbens-ben. Az anorexigén hatás ugyanakkor nem bizonyult tartósnak, a hosszú távú mérések során a citokin kezelt és kontroll állatok fogyasztásai már nem különböztek szignifikánsan egymástól. A jelenség hátterében egyes szerzık szerint korai dinamikus szatiációs szignálok megjelenése állhat [33,112], de oki tényezıként az éhségérzet számos egyéb mechanizmus révén bekövetkezı átmeneti gátlódása sem zárható ki. Kísérleteink során az IL-1β NAcc-be történı mikroinjekciója szignifikáns vízfelvétel csökkenést váltott ki. Habár számos tanulmány számolt már be a primer citokin vízivást csökkentı közvetlen hatásáról a KIR-ben [157,158], a jelenség pontos mechanizmusa máig tisztázatlan. Egyes eredmények szerint feltételezhetı az ozmotikus eredető szomjúság, illetve a táplálék hiányában is bekövetkezı spontán ivás IL-1 okozta gátlása [29,149]. A VMH-ba juttatott IL-1β mikroinjekció szintén adipszogénnek bizonyult
[107].
Mindazonáltal
a
lehetséges
hatásmechanizmusra
vonatkozóan
kimutatták, hogy a citokin i.c.v. injekcióját követı táp- és vízfelvétel csökkenést különbözı receptorok közvetítik: az anorexia, ellentétben az adipsziával, IL-1RI-en keresztül alakult ki [182]. A csökkent vízfelvétel hátterében természetesen egyéb mechanizmusok szintén meghatározóak lehetnek: a motivációs folyamatok jelentıségét
60
árnyalja, hogy kísérleteink során nem alkalmaztunk vízmegvonást, s további tényezık esetleges szerepét veti fel az, hogy a hosszú távú mérések során nem tapasztaltunk jelentıs különbséget az állatcsoportok között.
3.
Testhımérséklet
A közvetlenül az accumbens-be adott IL-1β mikroinjekció szignifikánsan növelte az állatok testhımérsékletét. A citokin centrális illetve perifériás beadása után kialakuló láz ma már jól ismert evidencia [55,76,94,121,123]. Ugyanakkor a NAcc-ben történı alkalmazását követı rövid távú pyrogén hatást mindezidáig nem írták le. Jelen eredményeink tehát elsıként igazolják, hogy az IL-1β ezen limbikus elıagyi régióba adva jelentıs magtemperatura emelkedést okoz. Ismereteink ugyan a NAcc termoregulációs szerepét illetıen még hiányosak, egysejtelvezetéses kísérletekben azonban már kimutatták
a
testhımérsékletben
bekövetkezı
változások
hatására
tüzelési
frekvenciájukat megváltoztató neuronok létezését ezen struktúrában [39]. Vizsgálataink során az anorexigén, adipszogén és pyrogén hatások egyidejő kialakulását igazoltuk. Különbözı kutatási eredmények alapján úgy tőnik, hogy a citokin okozta magatartási és lázkeltı hatások különbözı receptor altípusokon keresztül érvényesülnek [106], és arra vonatkozóan is rendelkezünk adatokkal, hogy az alacsony dózisban alkalmazott IL-1β testhımérsékletre gyakorolt centrális hatásait az agyban IL-1RII közvetíti [120]. Kísérleti leletek tanúsítják ugyanakkor azt is, hogy a CRF felszabadulása [170], valamint a központi katekolaminergiás rendszer aktivációja egyaránt szerepet játszhat az IL-1β okozta láz kifejlıdésében [150]. A hyperthermiás és a táplálékfelvétel csökkentı hatás hátterében lévı eltérı mechanizmusok szerepére mutat rá az a közlemény is, amely a melanocortin rendszer szerepét hangsúlyozza az IL-1β által okozott anorexia kialakulásában, kizárja ugyanakkor a központi melanocortin 3 és 4 receptorok szerepét az egyidıben kifejlıdı láz indukálásában [113].
61
4.
Paracetamol hatása az IL-1β β okozta homeosztatikus változásokra
A prosztaglandin mediálta folyamatok irodalmi adatok tanúsága szerint bizonyosan szerepet játszanak az IL-1β homeosztatikus hatásaiban, ugyanis ciklooxigenáz-gátlók alkalmazásával - legalábbis részben - meg lehet akadályozni ezen hatások egy részének kifejlıdését [38,73,179,198]. Bár e vizsgálatok kétségtelenül rávilágítottak a COX mechanizmusok érintettségére a primer citokin által kiváltott hatásokban, szerepük e folyamatokban azonban korántsem tisztázott még. Figyelemre méltó kutatási eredmény bizonyítja, hogy az i.c.v. alkalmazott ibuprofen képes megakadályozni a hasonló módon beadott IL-1β keltette lázat, nem befolyásolja azonban az egyidejőleg megfigyelt anorexigén
hatás
kialakulását
[178].
A
COX-inhibitorok
egy
másik
tipikus
képviselıjével, az indomethacinnal végzett elıkezelés a PVN-ben és az ARC-ban megakadályozta az i.c.v. adott IL-1β okozta neuronális aktivációt, az AMY-ban viszont nem változott a citokin okozta c-fos expresszió mértéke [140]. A paracetamol pontos hatásmechanizmusa ugyan még nem minden részletében tisztázott, azonban továbbra is általánosan elfogadott az a nézet, hogy a különbözı agyi COX-izoformákra preferáltan ható szer alkalmas a KIR-i prosztaglandin folyamatok tanulmányozására [30,108]. Különbözı szerzık közlései alapján a COX-gátlók idıbeni hatékonysága az IL-1β által okozott lázas folyamat szabályozásában ellentmondásosnak tőnik. A bifázisos jellegő pyrogén válaszra vonatkozóan leírták, hogy az elsı szakasz a ceramid bioszintézisétıl függ, és csak a késıi fázisban dominálnak jellemzıen a prosztaglandin mechanizmusok [173]. Mások a PGE korai fázisban betöltött szerepét hangsúlyozzák, és megkérdıjelezik a második szakaszban játszott jelentıségét [181]. Sıt, a citokin indukálta láz dinamikája, fázisos jellege nagyban függ az agyi anyagbeadás pontos lokalizációjától, még az anterior hypothalamikus régió esetében is [136]. Vizsgálataink során az accumbens-be adott paracetamol elıkezelés nem befolyásolta a kifejlıdı anorexigén és adipszogén hatást, és kisebb dózisban a hyperthermiát sem tudta megakadályozni. Nagyobb dózis alkalmazásakor azonban elmaradt a citokin kezelt állatok szignifikáns magtemperatura emelkedése, ami a NAccbe adott IL-1β keltette pyrogén válaszban a prosztaglandin folyamatok érintettségére utal. 62
Hasonló jellegő eredményekrıl korábban is beszámoltak már, amikor a harmadik agykamrába injektált ibuprofen nem tudta kivédeni a citokin centrális anorexigén hatását, a láz kialakulását azonban meggátolta [178]. Mindazonáltal az i.c.v. beadási mód lényegesen kevésbé specifikus hatásokat eredményez, ezzel szemben a konkrét agyi struktúrába adott mikroinjekcióval a NAcc-ben lévı IL-1β mediálta mechanizmusok tanulmányozása, és a prosztaglandin mediáció kimutatása vált lehetıvé.
5.
Metabolikus eltérések
Kísérleti eredményeink bizonyítják,
hogy az accumbens-be adott IL-1β
mikroinjekció komplex metabolikus zavar kialakulásához vezet. Az akut mérések során csökkent glukóz toleranciát, és további kóros anyagcsere eltéréseket, emelkedett triglicerid, koleszterin és LDL plazmaszinteket találtunk a citokin kezelt állatokban. Ismert, hogy a centrálisan illetve perifériásan adott IL-1β markáns változásokat okoz a szénhidrát anyagcserében [33,112]. Számos publikáció hangsúlyozza a primer citokin patológiás szerepét a pancreas B-sejtjeinek pusztulásában, amely folyamat hyperglykaemiához és 1-es típusú diabetes mellitushoz vezet [32,138,175]. Az adatok mindazonáltal ellentmondóak, az eltérések iránya és pontos mechanizmusa még nem teljesen tisztázott. Kísérleti eredmények tanúsítják, hogy i.c.v. adott IL-1β fokozza a glikogenolízist, ezáltal hyperglykaemiát vált ki [186]. Ugyanakkor az oldalsó agykamrába beadott IL-1β injekció után bekövetkezı vércukorszint csökkenésrıl szintén beszámoltak már [40]. folytatásaként
Fentiekkel
kutatócsoportunk
egy
ellentétben,
korábbi,
meghatározott
hasonló
agyterületre
vizsgálataink irányította
az
anyagbeadást, mégpedig olyanra, amely irodalmi adatok tanúsága szerint is fontos szerepet tölt be az anyagcsere központi szabályozásában [11,69]. Megelızı kísérletsorozatainkban a VMH-ba és OBF-be történı IL-1β mikroinjekciót követıen végzett GTT során kóros lefutású, patológiás vércukorgörbét tapasztaltunk [123,124], s a jelen vizsgálatokban, a NAcc citokin kezelése nyomán, szintén az állatok glukóz intoleranciájára derült fény.
63
A NAcc-be adott bilateralis IL-1β mikroinjekció jellegzetes eltéréseket okozott egyes fontos metabolitok paramétereiben is. Számos közlemény beszámolt már a különbözı citokinek lipid anyagcserére gyakorolt befolyásáról. Szakirodalmi értelmezés szerint egyes fertızések során a citokin indukálta szérum lipoproteinszint növekedés biológiailag hasznos a gazdaszervezet számára, mert a lipoproteinek képesek megkötni és semlegesíteni a vírusokat és endotoxinokat [54]. Leírták továbbá, hogy az IL-1 a lipoprotein-lipáz
aktivitásának
csökkentésén
keresztül
[47],
illetve
a
zsírsav
transzportfehérjéinek zsírszövetben történı gátlásával [65] közvetlenül is szabályozza a lipid metabolizmust. Kísérleti leleteink alapján feltehetı, hogy a citokin kezelt állatok emelkedett triglicerid, összkoleszterin és LDL plazmaszintjei egy olyan IL-1β mediálta idegi mechanizmusra vezethetık vissza, amely közvetlenül képes befolyásolni a perifériás lipid metabolizmust. Mindazonáltal azok az anyagcsereutak, amelyeket az immuno-neuroendokrin kölcsönhatások szabályoznak, még további tisztázásra várnak. A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekciót követıen a citokin kezelt állatok inzulin plazmakoncentrációja
szignifikánsan magasabb volt a kontrollokénál. A centrálisan,
valamint perifériásan alkalmazott IL-1β inzulin szintre gyakorolt befolyásáról számos tanulmány számolt már be [33,127,186]. Az i.c.v. beadott primer citokin alacsony dózisban hyperinsulinaemia-t okoz, amely hatás azonban magasabb dózis alkalmazásánál nem alakul ki [186]. A jelenség pontos mechanizmusa nem ismert, szerepet játszhat benne a máj glikogéntermelésének citokin indukálta csökkenése és a glukoneogenezis fokozódása, s az így kialalakuló hyperglykaemia inzulin szint emelkedést okoz, amelyet egyéb folyamatok késıbb visszaállítanak fiziológiás szintre. Az accumbens-be adott IL1β nem okozott változást a leptin plazmaszintjében. Mindazonáltal az IL-1β és leptin rendszer homeosztatikus szabályozásban meglévı kölcsönkapcsolatairól egyre több adat áll rendelkezésre. A centrálisan adott leptin hyperthermiát és táplálékfelvétel csökkenést okozó hatásáról például kimutatták, hogy IL-1β közvetíti [119], s bebizonyították, hogy leptin i.v. injekciója fokozza az IL-1β expresszióját a hypothalamus-ban, ezt a hatást viszont a glukokortikoidok gátolják [79].
64
6.
Íz-percepciós zavarok
A NAcc-be adott bilateralis IL-1β mikroinjekció következtében megfigyelhetı anorexigén és adipszogén hatásokért nem a citokin által okozott kondícionált íz-averzió a felelıs. A kondícionáló napon kialakult ugyan enyhe neophobia, azonban a teszt napon a kezelt és kontroll állatok szacharinfogyasztásai már nem különbözek egymástól. Az ízreaktivitás tesztek ugyanakkor szembetőnı íz-percepciós zavarokat tártak fel, ugyanis mind a kellemes, mind a kellemetlen ízekre jellemzı deficit mutatkozott az IL-1β kezelt állatok válaszkészségében. A VMH-ba juttatott IL-1β táplálék- és folyadékfelvételt csökkentı hatásának hátterében szintén nem a citokin kiváltotta tanult averziós folyamat áll. Az intrahypothalamikusan adott IL-1β mindazonáltal mélyrehatóan megváltoztatja az állatok íz-válaszkészségét. Az íz-percepciós zavarok lényegileg különböznek a NAcc-ben tapasztalt változásoktól, ugyanis a VMH esetében elsısorban a kellemes ízekre adott válaszok komplex zavaráról beszélhetünk. A citokin VMH-ba történı mikroinjekcióját követıen az állatok szignifikánsan kevesebb ingesztív és egyben több averzív válaszmintázatot mutattak kellemes íz-ingerekre, mint kontroll kezelésben részesült társaik. IL-1β perifériás (i.p.) illetve centrális (i.c.v.) alkalmazása után egyes szerzık beszámoltak ugyan KÍA kialakulásáról [82,196], de annak hiányáról is [9,196]. Ezen ellentmondások ellenére az irodalom általánosságban véve egységes a tekintetben, hogy az IL-1β által okozott hypophagia során tanult averziós folyamat, ha kifejlıdik egyáltalán, csak korlátozott mértékben lehet felelıs a táplálékfelvétel csökkenésért [9]. Vizsgálataink mutattak rá viszont elsıként arra, hogy a célzottan a NAcc-be illetve a VMH-ba juttatott IL-1β keltette anorexiás és adipsziás tünetek hátterében nem szerzett íz-averzió áll. Az immunrendszer aktiválódásának a különbözı ízek hedonikus megítélésére gyakorolt befolyásáról számos publikáció született a korábbi években, a különbözı kísérletek metodikáinak szerteágazó volta és az anyagbeadások különbözı helyei és
65
módjai miatt azonban ezek összevetése és értelmezése igen nehéz [5,36]. Jelen eredményeink szempontjából alapvetı fontosságú, hogy vizsgálataink során egyrészt közvetlenül intracerebralisan, a NAcc-be illetve a VMH-ba adtuk a primer citokint, másrészt a klasszikus íz-reaktivitás teszt [66] adaptált és laboratóriumunkban általunk továbbfejlesztett változatát alkalmaztuk, amelynek segítségével részletesen feltárhatók az agyi beadásokat követıen az állatok íz-percepciójában fellépı eltérések.
7.
A homeosztatikus szabályozás neuronális háttere
Az IL-1β különbözı centrális alkalmazásai után megfigyelhetı markáns homeosztatikus hatások jól szemléltetik azon komplex szabályozási folyamatoknak az élettani jelentıségét, amelyeket, legalább részben, ezen primer citokin közvetít. Jelen tanulmányunk, elsıként a szakirodalomban, rávilágít azokra a sokrétő magatartási és metabolikus eltérésekre, amelyeket az IL-1β a NAcc-be [194] illetve a VMH-ba [191] adva kivált. Ismereteink folyamatosan bıvülnek arról a neuronális körrıl, amely meghatározó szerepet tölt be a homeosztázis központi szabályozásában, és amelyben számos neuropeptid, neurotranszmitter és citokin vesz részt különbözı központi és perifériás
szinteken
hatva.
Agyi
mikrodialízises
mérések
alapján
az
intrahypothalamikusan adott IL-1β által mediált folyamatokban lokálisan noradrenerg, dopaminerg és szerotonerg mechanizmusok vesznek részt [180]. További vizsgálatok rámutattak arra, hogy az i.c.v. adott IL-1β VMH-ban megfigyelt szerotonin szint emelkedést, valamint hypophagiát okozó hatását a nitrogén-monoxid prekurzor L-arginin elıkezeléssel meg lehet akadályozni [81]. Egy másik jelentıs táplálékfelvételt szabályozó neuronális hálózattal, a neuropeptid Y rendszerrel való szoros kapcsolatra utal, hogy IL1β krónikus i.c.v. mikroinfúziója egyrészt serkenti magának az IL-1β-rendszer elemeinek a termelıdését és felszabadulását, másrészt viszont gátolja a NPY mRNS-ének expresszióját a hypothalamusban [62]. Korai elektrofiziológiai vizsgálatok során bebizonyosodott, hogy a VMH és a LHA területén
glukóz-érzékeny
idegsejtek
léteznek,
66
amelyek
specifikus
válaszként
megváltoztatják tüzelési frekvenciájukat az extracelluláris glukóz koncentrációban bekövetkezı változásokra [146,147]. Azóta hasonló glukóz-monitorozó neuronokat a rágcsáló és fıemlıs agy több olyan fontos struktúrájában is sikerült azonosítani, mint a ventrolateralis és mediodorsalis prefrontalis kéreg, a GP és a NAcc [89,91,97,153]. Elektrofiziológiai leletek szerint az IL-1β közvetlen hatást fejt ki a hierarchikusan felépülı GM rendszer idegsejtjein, és ezáltal a homeosztatikus funkciók számos aspektusát képes befolyásolni [94,111,122,159]. A VMH-ban nagy számban elıforduló GM neuronok jelentıs része endogén és exogén kémiai érzékenységet mutat, továbbá IL1β hatására is megváltoztatja tüzelési frekvenciáját [111,152]. A citokin érzékeny GM sejtek egy része - nemcsak a VMH-ban, hanem a GM hálózat többi struktúrájában, a LHA, a GP, az OBF és a NAcc területén szintúgy - íz-ingerekre is válaszkészséget mutat [96,97,195]. Figyelembe véve e kemoszenzoros idegsejteknek a táplálkozási magatartás szervezésében játszott alapvetı szerepét [97,146] feltételezhetı, hogy a VMH-ban lévı GM neuronok IL-1β által kiváltott aktivitásváltozásai a kellemes ízekre adott válaszok érzékenységének eltolódásához vezetnek ezen állatokban. E hipotézis szerint tehát a VMH mint jóllakottság-központ citokin kiváltotta aktivációja állhat a hedonikus értékelés eltolódásának hátterében [191]. Ugyanakkor azt is meg kell említenünk, hogy azon VMH neuronok, amelyek nem tartoznak a GM hálózathoz, bár kétségtelenül kisebb arányban, szintén megváltoztatják tüzelési frekvenciájukat IL-1β hatására [111,124], így szerepük a fenti szabályozási folyamatokban egyáltalán nem zárható ki. Intraorális íz-ingerekre aktivitásukat megváltoztató idegsejtek a NAcc-ben is jelen vannak [153], sıt olyan ízérzékeny neuronokat is sikerült itt kimutatnunk, amelyek mikroiontoforetikusan adott IL1β-ra is válaszkészséget mutattak [195]. A NAcc területén történt extracelluláris egysejtelvezetéses vizsgálatok során emellett igazoltuk IL-1β direkt neuronális hatását a GM és glukóz-inszenzitív sejteken [192]. Megalapozottnak tőnik tehát az az elgondolás, hogy a NAcc-ben és a VMH-ban szervezıdött IL-1β által mediált adaptív folyamatok sokrétő homeosztatikus hatásaikat részben a központi GMSH-on, részben pedig egyéb összetett, „immunokrin” neuronális hálózatokon keresztül fejtik ki.
67
V. Általános következtetések
Eredményeink szerint a NAcc-be juttatott IL-1β mikroinjekció alapvetıen befolyásolta az állatok táplálék- és vízfelvételi magatartását, a testhımérséklet szabályozását, továbbá jellegzetes íz-reaktivitási deficithez, valamint a szénhidrát- és zsíranyagcsere komplex zavaraihoz vezetett. A VMH esetében kutatócsoportunk korábbi vizsgálatai hasonló jellegő eltéréseket tártak fel, legújabb eredményeink ezen alapvetı táplálék- és folyadékfelvételi zavarok hátterében lévı íz-érzékelési változások jellegére, a hedonikus megítélés alapvetı eltolódására hívják fel a figyelmet. Ezen leleteink arra engednek következtetni, hogy a NAcc és a VMH - e két kiemelkedıen fontos táplálkozás és anyagcsere szabályozási struktúra -
IL-1β mediálta folyamatai alapvetı módon
érintettek a homeosztázis központi regulációjában. A vizsgált agyterületek a hierarchikusan felépülı szabályozási rendszernek természetesen csak egy-egy adott szintjét képviselik, úgy tőnik azonban, hogy bármelyikük diszfunkciója gyakorlatilag a homeosztázis egyensúlyának felborulásához, zavarához vezethet. A táplálkozási és anyagcsere betegségek egyre súlyosabb népegészségügyi problémákat okoznak a modern társadalmak számára. A legfıbb gondot az jelenti, hogy hosszú évek óta folyamatosan nı a megbetegedık száma. A változások jelenlegi irányát az jellemzi, hogy olyan táplálkozási és anyagcsere betegségek mint a diabetes mellitus, a metabolikus szindróma, vagy a kóros elhízás, mára népbetegséggé váltak. Gyógyszeres kezelésük ugyan óriási fejlıdésen ment keresztül az utóbbi évtizedekben, a gyógyításukban azonban egyelıre mégsem tapasztalható átütı siker. Ennek egyik oka lehet a sok esetben egyoldalú, csak a perifériás eltéréseket figyelembe vévı szemléletmód. Kutatási eredményeink alapvetı következtetése e tekintetben éppen az, hogy a fent említett kórfolyamatok hátterében központi idegrendszeri diszfunkció is állhat, amelyben a NAcc és a VMH mőködési zavarai - jelen vizsgálataink tanúsága szerint - alapvetı szerepet játszhatnak. Mindezek alapján reméljük, hogy a homeosztatikus folyamatok szabályozásában résztvevı idegrendszeri struktúrák - ezen belül a NAcc és a VMH - további széleskörő,
68
fıképp funkcionális vizsgálata áttörı, teljesen új eredményeket hozhat, amelyeknek bizonyosan a preklinikai-klinikai kutatásokat, s a jövıben remélhetıen a prevenciót és a terápiát is érintı következményei lesznek a fent említett betegségek tekintetében.
69
VI. Vizsgálataink legfontosabb eredményeinek összefoglalása
1. Extracelluláris egysejtelvezetéseink során az IL-1β közvetlen neuronális hatását igazoltuk a NAcc-ben. 2. A NAcc-be adott egyszeri bilateralis IL-1β mikroinjekció szignifikánsan csökkentette a patkányok rövid távú tápfelvételét. A NAcc paracetamol elıkezelése az anorexigén hatás kifejlıdését nem befolyásolta. 3. A NAcc-be adott egyszeri bilateralis IL-1β mikroinjekció szignifikánsan csökkentette a rövid távú vízfelvételt. A NAcc paracetamol elıkezelése nem befolyásolta az adipszogén hatás létrejöttét. 4. A NAcc-be adott egyszeri bilateralis IL-1β mikroinjekció szignifikánsan növelte az állatok testhımérsékletét. A NAcc nagy dózisú paracetamol elıkezelése ezen hatás kifejlıdését megakadályozta. 5. A NAcc-be adott egyszeri bilateralis IL-1β mikroinjekciót követı glukóz tolerancia tesztben az állatok szénhidrát anyagcseréjében patológiás eltéréseket, glukóz intoleranciát tártunk fel. 6. A NAcc-be adott egyszeri bilateralis IL-1β mikroinjekciót követı akut metabolikus mérésekben a citokint kapott állatok triglicerid, összkoleszterin és LDL szintje, valamint inzulin plazmakoncentrációja szignifikánsan magasabb volt a kontroll patkányok hasonló paramétereinél. 7. A NAcc-be adott egyszeri bilateralis IL-1β mikroinjekció nyomán kondícionált ízaverzió nem alakult ki a patkányokban. 8. A NAcc-be adott IL-1β mikroinjekció hatására az íz-reaktivitási tesztekben jellegzetes változások mutatkoztak mind a kellemes, mind a kellemetlen íz-ingerekre adott válaszmintázatokban.
70
9. Az IL-1β VMH-ba adott bilateralis mikroinjekciója nem eredményezte kondícionált íz-averzió kialakulását. 10. Az IL-1β VMH-ba juttatott mikroinjekcióját követıen az állatok szignifikánsan kevesebb ingesztív és egyben több averzív válaszmintázatot mutattak kellemes ízingerekre, mint kontroll kezelésben részesült társaik.
71
Köszönetnyilvánítás Mindenekelıtt szeretnék köszönetet mondani témavezetımnek, Dr. Karádi Zoltán egyetemi tanárnak, az Élettani Intézet igazgatójának, hogy bekapcsolódhattam az általa vezetett laboratórium tudományos munkájába. Hálás vagyok a kísérletek során, valamint a tudományos közlemények írása közben tanúsított önzetlen segítségéért. Szintén köszönettel tartozom Dr. Lukáts Balázsnak, Dr. Papp Szilárdnak és Dr. Szalay Csabának, hogy a küzdelmes években a sokszor késı estébe nyúló kísérletek során rengeteget segítettek, valamint sajátos humorukkal egy egészen különleges atmoszférát teremtettek. Úgyszintén köszönet illeti Dr. Nagy Bernadettet, Dr. Szabó Istvánt, illetve valamennyi diákkörös hallgatónkat, akiktıl munkám során szintén sok segítséget kaptam. Külön köszönöm Fuchs Ildikó szakasszisztensnı áldozatos munkáját és támogató segítségét, mellyel a kísérletek sikeréhez és munkám eredményességéhez nagymértékben hozzájárult. Végül, de nem utolsó sorban hálával tartozom Dr. Lénárd László egyetemi tanárnak, az Élettani Intézet korábbi igazgatójának, hogy annak idején lehetıvé tette, hogy kutatóként csatlakozhassak e nagyhírő és méltán elismert intézethez.
72
Irodalomjegyzék [1]
[2]
[3]
[4]
[5] [6]
[7] [8] [9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14] [15]
A. Adachi, M. Kobashi, N. Miyoshi and G. Tsukamoto, Chemosensitive neurons in the area postrema of the rat and their possible functions, Brain Res. Bull. 26 (1991) 137-140. B.K. Anand and J.R. Brobeck, Localization of a "feeding center" in the hypothalamus of the rat, Proceedings of the Society for Experimental Biology & Medicine. 77 (1951) 323-324. B.K. Anand, G.S. Chhina, K.N. Sharma, S. Dua and B. Singh, Activity of Single Neurons in the Hypothalamic Feeding Centers: Effect of Glucose, Am. J. Physiol. 207 (1964) 1146-1154. R. Andre, D. Lerouet, I. Kimber, E. Pinteaux and N.J. Rothwell, Regulation of expression of the novel IL-1 receptor family members in the mouse brain, J. Neurochem. 95 (2005) 324-330. A. Aubert and R. Dantzer, The taste of sickness: lipopolysaccharide-induced finickiness in rats, Physiol. Behav. 84 (2005) 437-444. C.E. Bandtlow, M. Meyer, D. Lindholm, M. Spranger, R. Heumann and H. Thoenen, Regional and cellular codistribution of interleukin 1 beta and nerve growth factor mRNA in the adult rat brain: possible relationship to the regulation of nerve growth factor synthesis, J. Cell Biol. 111 (1990) 1701-1711. W.A. Banks and A.J. Kastin, Saturable transport of peptides across the bloodbrain barrier, Life Sci. 41 (1987) 1319-1338. W.A. Banks, A.J. Kastin and D.A. Durham, Bidirectional transport of interleukin1 alpha across the blood-brain barrier, Brain Res. Bull. 23 (1989) 433-437. C. Bauer, S. Weingarten, M. Senn and W. Langhans, Limited importance of a learned aversion in the hypophagic effect of interleukin-1 beta, Physiol. Behav. 57 (1995) 1145-1153. J.E. Beach, R.C. Smallridge, C.A. Kinzer, E.W. Bernton, J.W. Holaday and H.G. Fein, Rapid release of multiple hormones from rat pituitaries perifused with recombinant interleukin-1, Life Sci. 44 (1989) 1-7. N.T. Bello and A. Hajnal, Alterations in blood glucose levels under hyperinsulinemia affect accumbens dopamine, Physiol. Behav. 88 (2006) 138145. S.C. Benoit, E.L. Air, L.M. Coolen, R. Strauss, A. Jackman, D.J. Clegg, R.J. Seeley and S.C. Woods, The catabolic action of insulin in the brain is mediated by melanocortins, J. Neurosci. 22 (2002) 9048-9052. E.W. Bernton, J.E. Beach, J.W. Holaday, R.C. Smallridge and H.G. Fein, Release of multiple hormones by a direct action of interleukin-1 on pituitary cells, Science 238 (1987) 519-521. K.C. Berridge, Measuring hedonic impact in animals and infants: microstructure of affective taste reactivity patterns, Neurosci. Biobehav. Rev. 24 (2000) 173-198. H. Biebermann, T.R. Castaneda, F. van Landeghem, A. von Deimling, F. Escher, G. Brabant, J. Hebebrand, A. Hinney, M.H. Tschop, A. Gruters and H. Krude, A role for beta-melanocyte-stimulating hormone in human body-weight regulation, Cell Metab 3 (2006) 141-146.
73
[16] [17]
[18]
[19]
[20] [21]
[22] [23] [24]
[25] [26] [27]
[28]
[29] [30]
[31]
M.E. Billingham, Cytokines as inflammatory mediators, Br. Med. Bull. 43 (1987) 350-370. N.C. Bingham, K.K. Anderson, A.L. Reuter, N.R. Stallings and K.L. Parker, Selective loss of leptin receptors in the ventromedial hypothalamic nucleus results in increased adiposity and a metabolic syndrome, Endocrinology 149 (2008) 2138-2148. J.C. Bittencourt, F. Presse, C. Arias, C. Peto, J. Vaughan, J.L. Nahon, W. Vale and P.E. Sawchenko, The melanin-concentrating hormone system of the rat brain: an immuno- and hybridization histochemical characterization, J. Comp. Neurol. 319 (1992) 218-245. R.M. Black and H.P. Weingarten, A comparison of taste reactivity changes induced by ventromedial hypothalamic lesions and stria terminalis transections, Physiol. Behav. 44 (1988) 699-708. F.E. Bloom, To spritz or not to spritz: the doubtful value of aimless iontophoresis, Life Sciences. 14 (1974) 1819-1834. S.M. Bouali, A. Fournier, S. St-Pierre and F.B. Jolicoeur, Effects of NPY and NPY2-36 on body temperature and food intake following administration into hypothalamic nuclei, Brain Res. Bull. 36 (1995) 131-135. C.D. Breder, C.A. Dinarello and C.B. Saper, Interleukin-1 immunoreactive innervation of the human hypothalamus, Science 240 (1988) 321-324. C.D. Breder and C.B. Saper, Interleukin 1beta-like immunoreactive innervation in the human central nervous system, Soc. Neurosci. Abstr. 15 (1989) 715. J.S. Brog, A. Salyapongse, A.Y. Deutch and D.S. Zahm, The patterns of afferent innervation of the core and shell in the "accumbens" part of the rat ventral striatum: immunohistochemical detection of retrogradely transported fluoro-gold, J. Comp. Neurol. 338 (1993) 255-278. J.G. Cannon and C.A. Dinarello, Increased plasma interleukin-1 activity in women after ovulation, Science 227 (1985) 1247-1249. J.G. Cannon and M.J. Kluger, Endogenous pyrogen activity in human plasma after exercise, Science 220 (1983) 617-619. E. Carboni, A. Imperato, L. Perezzani and G. Di Chiara, Amphetamine, cocaine, phencyclidine and nomifensine increase extracellular dopamine concentrations preferentially in the nucleus accumbens of freely moving rats, Neuroscience 28 (1989) 653-661. C. Cearley, L. Churchill and J.M. Krueger, Time of day differences in IL1beta and TNFalpha mRNA levels in specific regions of the rat brain, Neurosci. Lett. 352 (2003) 61-63. W.T. Chance and J.E. Fischer, Aphagic and adipsic effects of interleukin-1, Brain Res. 568 (1991) 261-264. N.V. Chandrasekharan, H. Dai, K.L. Roos, N.K. Evanson, J. Tomsik, T.S. Elton and D.L. Simmons, COX-3, a cyclooxygenase-1 variant inhibited by acetaminophen and other analgesic/antipyretic drugs: cloning, structure, and expression, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99 (2002) 13926-13931. D.A. Cooper, V. Petts, E. Luckhurst and R. Penny, The effect of acute and prolonged administration of prednisolone and ACTH on lymphocyte subpopulations, Clin. Exp. Immunol. 28 (1977) 467-473.
74
[32]
[33] [34] [35] [36]
[37]
[38]
[39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48]
[49]
[50]
J.A. Corbett, J.L. Wang, M.A. Sweetland, J.R. Lancaster, Jr. and M.L. McDaniel, Interleukin 1 beta induces the formation of nitric oxide by beta-cells purified from rodent islets of Langerhans. Evidence for the beta-cell as a source and site of action of nitric oxide, J. Clin. Invest. 90 (1992) 2384-2391. R.P. Cornell and D.B. Schwartz, Central administration of interleukin 1 elicits hyperinsulinemia in rats, Am. J. Physiol. 256 (1989) R772-777. D. Cota, K. Proulx and R.J. Seeley, The role of CNS fuel sensing in energy and glucose regulation, Gastroenterology 132 (2007) 2158-2168. J.E. Cox and T.L. Powley, Prior vagotomy blocks VMH obesity in pair-fed rats, Am. J. Physiol. 240 (1981) E573-583. S.K. Cross-Mellor, S. Roberts, M. Kavaliers and K.P. Ossenkopp, Activation of the immune system in rats with lipopolysaccharide reduces voluntary sucrose intake but not intraoral intake, Pharmacol. Biochem. Behav. 76 (2003) 153-159. D.R. Curtis, Microelectrophoresis in " Physical Technics in Biological Research". Electrophysiological Methods, Vol. 5, Academic Press, New York London, 1964, pp. 144-190. M.J. Dascombe, N.J. Rothwell, B.O. Sagay and M.J. Stock, Pyrogenic and thermogenic effects of interleukin 1 beta in the rat, Am. J. Physiol. 256 (1989) E7-11. J.B. Dean and J.A. Boulant, Effects of synaptic blockade on thermosensitive neurons in rat diencephalon in vitro, Am. J. Physiol. 257 (1989) R65-73. A. Del Rey and H.O. Besedovsky, Metabolic and neuroendocrine effects of proinflammatory cytokines, Eur. J. Clin. Invest. 22 Suppl 1 (1992) 10-15. J.M. Delgado and B.K. Anand, Increase of food intake induced by electrical stimulation of the lateral hypothalamus, Am. J. Physiol. 172 (1953) 162-168. C.A. Dinarello, Biologic basis for interleukin-1 in disease, Blood 87 (1996) 20952147. C.A. Dinarello, Interleukin-1, Ann. N. Y. Acad. Sci. 546 (1988) 122-132. C.A. Dinarello, Multiple biological properties of recombinant human interleukin 1 (beta), Immunobiology 172 (1986) 301-315. C.A. Dinarello, An update on human interleukin-1: from molecular biology to clinical relevance, J. Clin. Immunol. 5 (1985) 287-297. C.A. Dinarello and J.W. Mier, Lymphokines, N. Engl. J. Med. 317 (1987) 940945. W. Doerrler, K.R. Feingold and C. Grunfeld, Cytokines induce catabolic effects in cultured adipocytes by multiple mechanisms, Cytokine 6 (1994) 478-484. S.K. Dower, S.R. Kronheim, T.P. Hopp, M. Cantrell, M. Deeley, S. Gillis, C.S. Henney and D.L. Urdal, The cell surface receptors for interleukin-1 alpha and interleukin-1 beta are identical, Nature 324 (1986) 266-268. M.G. Dube, S.P. Kalra and P.S. Kalra, Food intake elicited by central administration of orexins/hypocretins: identification of hypothalamic sites of action, Brain Res. 842 (1999) 473-477. S.L. Dunn, E.A. Young, M.D. Hall and S. McNulty, Activation of astrocyte intracellular signaling pathways by interleukin-1 in rat primary striatal cultures, Glia 37 (2002) 31-42.
75
[51]
[52]
[53]
[54] [55]
[56] [57] [58]
[59]
[60]
[61] [62]
[63]
[64] [65]
[66] [67]
J.K. Elmquist, C. Bjorbaek, R.S. Ahima, J.S. Flier and C.B. Saper, Distributions of leptin receptor mRNA isoforms in the rat brain, J. Comp. Neurol. 395 (1998) 535-547. W. Fan, B.A. Boston, R.A. Kesterson, V.J. Hruby and R.D. Cone, Role of melanocortinergic neurons in feeding and the agouti obesity syndrome, Nature 385 (1997) 165-168. W.L. Farrar, P.L. Kilian, M.R. Ruff, J.M. Hill and C.B. Pert, Visualization and characterization of interleukin 1 receptors in brain, J. Immunol. 139 (1987) 459463. K.R. Feingold and C. Grunfeld, Role of cytokines in inducing hyperlipidemia, Diabetes 41 Suppl 2 (1992) 97-101. A. Fernandez-Alonso, K. Benamar, M. Sancibrian, F.J. Lopez-Valpuesta and F.J. Minano, Role of interleukin-1 beta, interleukin-6 and macrophage inflammatory protein-1 beta in prostaglandin-E2-induced hyperthermia in rats, Life Sci. 59 (1996) PL185-190. E. Fonberg, The inhibitory role of amygdala stimulation, Acta Biol. Exp. (Warsz). 23 (1963) 171-180. E. Fonberg and J.M. Del Gado, Avoidance and alimentary reactions during amygdala stimulation, Journal of Neurophysiology. 24 (1961) 651-664. Y. Fong, L.L. Moldawer, M. Marano, H. Wei, A. Barber, K. Manogue, K.J. Tracey, G. Kuo, D.A. Fischman, A. Cerami and et al., Cachectin/TNF or IL-1 alpha induces cachexia with redistribution of body proteins, Am. J. Physiol. 256 (1989) R659-665. A. Fontana, E. Weber and J.M. Dayer, Synthesis of interleukin 1/endogenous pyrogen in the brain of endotoxin-treated mice: a step in fever induction?, J. Immunol. 133 (1984) 1696-1698. R.M. Friedlander, V. Gagliardini, R.J. Rotello and J. Yuan, Functional role of interleukin 1 beta (IL-1 beta) in IL-1 beta-converting enzyme-mediated apoptosis, Journal of Experimental Medicine. 184 (1996) 717-724. S. Fujita, Y. Tsuchihashi and T. Kitamura, Origin, morphology and function of the microglia, Prog. Clin. Biol. Res. 59A (1981) 141-169. D. Gayle, S.E. Ilyin and C.R. Plata-Salaman, Central nervous system IL-1beta system and neuropeptide Y mRNAs during IL- 1beta-induced anorexia in rats, Brain Res. Bull. 44 (1997) 311-317. D. Giulian, T.J. Baker, L.C. Shih and L.B. Lachman, Interleukin 1 of the central nervous system is produced by ameboid microglia, J. Exp. Med. 164 (1986) 594604. D. Giulian, J. Li, X. Li, J. George and P.A. Rutecki, The impact of microgliaderived cytokines upon gliosis in the CNS, Dev. Neurosci. 16 (1994) 128-136. F. Gregoire, N. De Broux, N. Hauser, H. Heremans, J. Van Damme and C. Remacle, Interferon-gamma and interleukin-1 beta inhibit adipoconversion in cultured rodent preadipocytes, J. Cell. Physiol. 151 (1992) 300-309. H.J. Grill and R. Norgren, The taste reactivity test. I. Mimetic responses to gustatory stimuli in neurologically normal rats, Brain Res. 143 (1978) 263-279. H.J. Groenewegen, H.W. Berendse, J.G. Wolters and A.H. Lohman, The anatomical relationship of the prefrontal cortex with the striatopallidal system, the
76
[68]
[69]
[70]
[71]
[72] [73]
[74] [75] [76]
[77]
[78]
[79] [80]
[81]
thalamus and the amygdala: evidence for a parallel organization, Prog. Brain Res. 85 (1990) 95-116; discussion 116-118. H.J. Groenewegen and F.T. Russchen, Organization of the efferent projections of the nucleus accumbens to pallidal, hypothalamic, and mesencephalic structures: a tracing and immunohistochemical study in the cat, J. Comp. Neurol. 223 (1984) 347-367. A. Hajnal, M. Székely, R. Gálosi and L. Lénárd, Accumbens cholinergic interneurons play a role in the regulation of body weight and metabolism, Physiol. Behav. 70 (2000) 95-103. N.R. Hall and A.L. Goldstein, Neurotransmitters and Host Defense. In: R. Guillemin (Ed.), Neural Modulation of Immunity, Raven Press, New York, 1985, pp. 143-156. J.A. Harrold, P.S. Widdowson and G. Williams, Altered energy balance causes selective changes in melanocortin-4(MC4-R), but not melanocortin-3 (MC3-R), receptors in specific hypothalamic regions: further evidence that activation of MC4-R is a physiological inhibitor of feeding, Diabetes 48 (1999) 267-271. B.L. Hart, Biological basis of the behavior of sick animals, Neurosci. Biobehav. Rev. 12 (1988) 123-137. M.K. Hellerstein, S.N. Meydani, M. Meydani, K. Wu and C.A. Dinarello, Interleukin-1-induced anorexia in the rat. Influence of prostaglandins, J. Clin. Invest. 84 (1989) 228-235. L. Hernandez and B.G. Hoebel, Feeding and hypothalamic stimulation increase dopamine turnover in the accumbens, Physiol. Behav. 44 (1988) 599-606. B.G. Hoebel and P. Teitelbaum, Weight regulation in normal and hypothalamic hyperphagic rats, J. Comp. Physiol. Psychol. 61 (1966) 189-193. T. Hori, T. Nakashima, S. Take, Y. Kaizuka, T. Mori and T. Katafuchi, Immune cytokines and regulation of body temperature, food intake and cellular immunity, Brain Res. Bull. 27 (1991) 309-313. T. Hori, M. Shibata, T. Nakashima, M. Yamasaki, A. Asami, T. Asami and H. Koga, Effects of interleukin-1 and arachidonate on the preoptic and anterior hypothalamic neurons, Brain Res. Bull. 20 (1988) 75-82. T.L. Horvath, S. Diano and A.N. van den Pol, Synaptic interaction between hypocretin (orexin) and neuropeptide Y cells in the rodent and primate hypothalamus: a novel circuit implicated in metabolic and endocrine regulations, J. Neurosci. 19 (1999) 1072-1087. T. Hosoi, Y. Okuma, S. Wada and Y. Nomura, Inhibition of leptin-induced IL1beta expression by glucocorticoids in the brain, Brain Res. 969 (2003) 95-101. T.M. Hyde and R.R. Miselis, Effects of area postrema/caudal medial nucleus of solitary tract lesions on food intake and body weight, Am. J. Physiol. 244 (1983) R577-587. A. Iuras, M.M. Telles, C.R. Bertoncini, G.M. Ko, I.S. de Andrade, V.L. Silveira and E.B. Ribeiro, Central administration of a nitric oxide precursor abolishes both the hypothalamic serotonin release and the hypophagia induced by interleukin1beta in obese Zucker rats, Regul. Pept. 124 (2005) 145-150.
77
[82]
[83] [84]
[85] [86]
[87]
[88]
[89]
[90]
[91]
[92]
[93]
[94]
[95]
L.J. Janz, R. Brown, L. Zuo, J. Falk, A.H. Greenberg and D.G. Dyck, Conditioned taste aversion but not adrenal activity develops to ICV administration of interleukin-1 in rats, Physiol. Behav. 49 (1991) 691-694. F.L. Jordan and W.E. Thomas, Brain macrophages: questions of origin and interrelationship, Brain Res. 472 (1988) 165-178. A. Kabiersch, A. del Rey, C.G. Honegger and H.O. Besedovsky, Interleukin-1 induces changes in norepinephrine metabolism in the rat brain, Brain. Behav. Immun. 2 (1988) 267-274. P.W. Kalivas and N.D. Volkow, The neural basis of addiction: a pathology of motivation and choice, Am. J. Psychiatry 162 (2005) 1403-1413. S.P. Kalra, M.G. Dube, S. Pu, B. Xu, T.L. Horvath and P.S. Kalra, Interacting appetite-regulating pathways in the hypothalamic regulation of body weight, Endocr. Rev. 20 (1999) 68-100. Z. Karádi, R. Egyed, I. Hernádi, B. Lukáts and L. Lénárd, Integrative processing of endogenous and exogenous chemical signals by glucose-monitoring neurons of the primate orbitofrontal cortex, Appetite 31 (1998) 263. Z. Karádi, B. Faludi, A. Czurko, C. Niedetzky and L. Lénárd, Gustatory and olfactory responses of chemosensitive pallidal neurons. In: K. Kurihara, N. Suzuki and H. Ogawa (Eds.), Olfaction and Taste IX., Springer Verlag, Tokyo, 1994, pp. 357-358. Z. Karádi, B. Faludi, I. Hernádi and L. Lénárd, Role of forebrain glucosemonitoring neurons in the central control of feeding: II. Complex functional attributes, Neurobiology 3 (1995) 241-256. Z. Karádi, B. Faludi, I. Hernádi, J. Vigh and L. Lénárd, Orbitofrontal neurons process both endogenous and exogenous chemical informations, Functional Organization of Associate Cortices, Sattelite Symposium of the IVth IBRO Congress (1995) 10. Z. Karádi, B. Faludi, L. Lénárd, A. Czurkó, C. Niedetzky, I. Vida and H. Nishino, Glucose-sensitive neurons of the globus pallidus: II. Complex functional attributes, Brain Res. Bull. 37 (1995) 157-162. Z. Karádi, I. Hernádi, B. Faludi, Z. Szabó, V. Deák, A. Fogarasy and L. Lénárd, Deficits of neophobia and conditioned taste aversion after kainate microlesions in the globus pallidus of the rat, Neurobiology 2 (1994) 68. Z. Karádi, I. Hernádi, G. Varju, R. Egyed and L. Lénárd, Endogenous and exogenous chemosensitivity of neurons in the orbitofrontal cortex of the rhesus monkey. In: S. Nicolaidis and G.P. Smith (Eds.), Proc. VIth Franklin/Lafayette Symp., CF, La Napoule, 1996, p. 12. Z. Karádi, B. Lukáts, R. Egyed and L. Lénárd, Homeostatic alterations after intrapallidal microinjection of interleukin-1beta in the rat, Appetite 44 (2005) 171-180. Z. Karádi, B. Lukáts, R. Egyed and S. Papp, Homeostatic relevance of glucosemonitoring neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus: Electrophysiological and behavioral- biochemical studies in the rat. 2nd Yufuin International Workshop on Life-Style Related Diseases, Publ. Oita Med. Univ., Yufuin, Japan, 2002, p. 45.
78
[96]
[97]
[98]
[99]
[100]
[101]
[102]
[103]
[104]
[105]
[106]
[107]
[108]
Z. Karádi, B. Lukáts, S. Papp, C. Szalay, R. Egyed, L. Lénárd and G. Takács, Involvement of forebrain glucose-monitoring neurons in taste information processing: electrophysiological and behavioral studies, Chem. Senses 30 (2005) 168-169. Z. Karádi, B. Lukáts, S. Papp, G. Takács, R. Egyed and L. Lénárd, The central glucose-monitoring neural network: major protector of the adaptive homeostatic balance for well being of the organism, International Congress Series 1269 (2004) 30-33. Z. Karádi, Y. Oomura, H. Nishino, T.R. Scott, L. Lénárd and S. Aou, Complex attributes of lateral hypothalamic neurons in the regulation of feeding of alert rhesus monkeys, Brain Res. Bull. 25 (1990) 933-939. Z. Karádi, Y. Oomura, H. Nishino, T.R. Scott, L. Lénárd and S. Aou, Lateral hypothalamic and amygdaloid neuronal responses to chemical stimuli in the rhesus monkey. In: H. Morita (Ed.), Proceedings 22nd Japanese Symposium on Taste and Smell, Asahi University Press, Gifu, 1988, pp. 121-124. Z. Karádi, Y. Oomura, H. Nishino, T.R. Scott, L. Lénárd and S. Aou, Responses of lateral hypothalamic glucose-sensitive and glucose-insensitive neurons to chemical stimuli in behaving rhesus monkeys, J. Neurophysiol. 67 (1992) 389400. Z. Karádi, Y. Oomura, T.R. Scott and H. Nishino, Gustatory coding of lateral hypothalamic and amygdaloid glucose-sensitive and insensitive neurons in the rhesus monkey. In: Y. Kawamura (Ed.), Umami Forum, SRUT, Tokyo, 1989, pp. 121-124. Z. Karádi, T.R. Scott, Y. Oomura, H. Nishino, S. Aou and L. Lénárd, Complex functional attributes of amygdaloid gustatory neurons in the rhesus monkey, Ann. N. Y. Acad. Sci. 855 (1998) 488-492. G. Katsuura, P.E. Gottschall and A. Arimura, Identification of a high-affinity receptor for interleukin-1 beta in rat brain, Biochem. Biophys. Res. Commun. 156 (1988) 61-67. A.E. Kelley, Ventral striatal control of appetitive motivation: role in ingestive behavior and reward-related learning, Neurosci. Biobehav. Rev. 27 (2004) 765776. J.S. Kelly, Microiontophoretic application of drugs onto single neurons. In: L.L. Iversen, S.H. Iversen and S.D. Snyder (Eds.), Handbook of Psychopharmacology, Vol. 2., Plenum Press, New York, 1975, pp. 29-67. S. Kent, R.M. Bluthe, R. Dantzer, A.J. Hardwick, K.W. Kelley, N.J. Rothwell and J.L. Vannice, Different receptor mechanisms mediate the pyrogenic and behavioral effects of interleukin 1, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 89 (1992) 91179120. S. Kent, F. Rodriguez, K.W. Kelley and R. Dantzer, Reduction in food and water intake induced by microinjection of interleukin-1 beta in the ventromedial hypothalamus of the rat, Physiol. Behav. 56 (1994) 1031-1036. B. Kis, J.A. Snipes and D.W. Busija, Acetaminophen and the cyclooxygenase-3 puzzle: sorting out facts, fictions, and uncertainties, J. Pharmacol. Exp. Ther. 315 (2005) 1-7.
79
[109] T. Kitamura, Y. Feng, Y.I. Kitamura, S.C. Chua, Jr., A.W. Xu, G.S. Barsh, L. Rossetti and D. Accili, Forkhead protein FoxO1 mediates Agrp-dependent effects of leptin on food intake, Nat. Med. 12 (2006) 534-540. [110] G.F. Koob, S.J. Riley, S.C. Smith and T.W. Robbins, Effects of 6hydroxydopamine lesions of the nucleus accumbens septi and olfactory tubercle on feeding, locomotor activity, and amphetamine anorexia in the rat, J. Comp. Physiol. Psychol. 92 (1978) 917-927. [111] K. Kuriyama, T. Hori, T. Mori and T. Nakashima, Actions of interferon alpha and interleukin- 1 beta on the glucose-responsive neurons in the ventromedial hypothalamus, Brain Res. Bull. 24 (1990) 803-810. [112] C.H. Lang and C. Dobrescu, Interleukin-1 induced increases in glucose utilization are insulin mediated, Life Sci. 45 (1989) 2127-2134. [113] C.B. Lawrence and N.J. Rothwell, Anorexic but not pyrogenic actions of interleukin-1 are modulated by central melanocortin-3/4 receptors in the rat, J. Neuroendocrinol. 13 (2001) 490-495. [114] L. Lénárd, B. Faludi, Z. Karádi, A. Czurkó, I. Vida and C. Niedetzky, Responses of pallidal neurons to microelectrophoretically applied glucose and neurochemicals. In: G. Percheron, J.S. McKenzie and J. Féger (Eds.), The Basal Ganglia IV., Plenum Press, New York, 1994, pp. 239-244. [115] L. Lénárd, Z. Karádi, B. Faludi, A. Czurkó, C. Niedetzky, I. Vida and H. Nishino, Glucose-sensitive neurons of the globus pallidus: I. Neurochemical characteristics, Brain Res. Bull. 37 (1995) 149-155. [116] L. Lénárd, J. Sarkisian and I. Szabó, Sex-dependent survival of rats after bilateral pallidal lesions, Physiol. Behav. 15 (1975) 389-397. [117] B.E. Levin, Glucosensing neurons do more than just sense glucose, Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 25 Suppl 5 (2001) S68-72. [118] Y.Z. Li and H. Davidowa, Food deprivation decreases responsiveness of ventromedial hypothalamic neurons to melanocortins, J. Neurosci. Res. 77 (2004) 596-602. [119] G. Luheshi, J.D. Gardner, D.A. Rushforth, A.S. Loudon and N.J. Rothwell, Leptin actions on food intake and body temperature are mediated by IL-1, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 96 (1999) 7047-7052. [120] G. Luheshi, S.J. Hopkins, R.A. Lefeuvre, M.J. Dascombe, P. Ghiara and N.J. Rothwell, Importance of brain IL-1 type II receptors in fever and thermogenesis in the rat, Am. J. Physiol. 265 (1993) E585-591. [121] G. Luheshi and N. Rothwell, Cytokines and fever, Int. Arch. Allergy Immunol. 109 (1996) 301-307. [122] B. Lukáts, R. Egyed and Z. Karádi, Single neuron activity changes to interleukin1beta in the orbitofrontal cortex of the rat, Brain Res. 1038 (2005) 243-246. [123] B. Lukáts, R. Egyed, L. Lénárd and Z. Karádi, Homeostatic alterations induced by interleukin-1beta microinjection into the orbitofrontal cortex in the rat, Appetite 45 (2005) 137-147. [124] B. Lukáts, S. Papp, G. Juharosi, L. Ságodi, G. Takács, C. Szalay and Z. Karádi, IL-1b microinjection into the ventromedial hypothalamus evokes homeostatic disturbances, 6th IBRO World Congress, Proceedings (2003) 95.
80
[125] C.S. Maldonado-Irizarry and A.E. Kelley, Excitotoxic lesions of the core and shell subregions of the nucleus accumbens differentially disrupt body weight regulation and motor activity in rat, Brain Res. Bull. 38 (1995) 551-559. [126] G.P. Mark, J.B. Weinberg, P.V. Rada and B.G. Hoebel, Extracellular acetylcholine is increased in the nucleus accumbens following the presentation of an aversively conditioned taste stimulus, Brain Res. 688 (1995) 184-188. [127] T. Matsuki, R. Horai, K. Sudo and Y. Iwakura, IL-1 plays an important role in lipid metabolism by regulating insulin levels under physiological conditions, J. Exp. Med. 198 (2003) 877-888. [128] D.O. McCarthy, M.J. Kluger and A.J. Vander, Effect of centrally administered interleukin-1 and endotoxin on food intake of fasted rats, Physiol. Behav. 36 (1986) 745-749. [129] D.O. McCarthy, M.J. Kluger and A.J. Vander, Suppression of food intake during infection: is interleukin-1 involved?, Am. J. Clin. Nutr. 42 (1985) 1179-1182. [130] B. McEwen, Influences of hormones and neuroactive substances on immune function. In: C.W. Cotman and al. (Eds.), The Neuro-Immune-Endocrine Connection, Raven Press, New York, 1987, pp. 71-79. [131] J. Mendoza, M. Angeles-Castellanos and C. Escobar, Differential role of the accumbens Shell and Core subterritories in food-entrained rhythms of rats, Behav. Brain Res. 158 (2005) 133-142. [132] L.L. Moldawer, C. Andersson, J. Gelin and K.G. Lundholm, Regulation of food intake and hepatic protein synthesis by recombinant-derived cytokines, Am. J. Physiol. 254 (1988) G450-456. [133] A. Montkowski, R. Landgraf, A. Yassouridis, F. Holsboer and B. Schobitz, Central administration of IL-1 reduces anxiety and induces sickness behaviour in rats, Pharmacol. Biochem. Behav. 58 (1997) 329-336. [134] P.J. Morgane, Alterations in feeding and drinking behavior of rats with lesions in globi pallidi, Am. J. Physiol. 201 (1961) 420-428. [135] H.R. Moskowitz, V. Kumraiah, K.N. Sharma, H.L. Jacobs and S.D. Sharma, Effects of hunger, satiety and glucose load upon taste intensity and taste hedonics, Physiol. Behav. 16 (1976) 471-475. [136] R.D. Myers, T.A. Rudy and T.L. Yaksh, Fever produced by endotoxin injected into the hypothalamus of the monkey and its antagonism by salicylate, J Physiol 243 (1974) 167-193. [137] Y. Nakano, Y. Oomura, L. Lenard, H. Nishino, S. Aou, T. Yamamoto and K. Aoyagi, Feeding-related activity of glucose- and morphine-sensitive neurons in the monkey amygdala, Brain Res. 399 (1986) 167-172. [138] J. Nerup, T. Mandrup-Poulsen, J. Molvig, S. Helqvist, L. Wogensen and J. Egeberg, Mechanisms of pancreatic beta-cell destruction in type I diabetes, Diabetes Care 11 Suppl 1 (1988) 16-23. [139] A. Niijima, Afferent impulse discharges from glucoreceptors in the liver of the guinea pig, Ann. N. Y. Acad. Sci. 157 (1969) 690-700. [140] M. Niimi, M. Sato, Y. Wada, J. Takahara and K. Kawanishi, Effect of central and continuous intravenous injection of interleukin-1 beta on brain c-fos expression in the rat: involvement of prostaglandins, Neuroimmunomodulation 3 (1996) 87-92.
81
[141] R. Norgren, Taste pathways to hypothalamus and amygdala, J. Comp. Neurol. 166 (1976) 17-30. [142] R. Norgren and C.M. Leonard, Taste pathways in rat brainstem, Science 173 (1971) 1136-1139. [143] R. Norgren and G. Wolf, Projections of thalamic gustatory and lingual areas in the rat, Brain Res. 92 (1975) 123-129. [144] M.M. Ollmann, B.D. Wilson, Y.K. Yang, J.A. Kerns, Y. Chen, I. Gantz and G.S. Barsh, Antagonism of central melanocortin receptors in vitro and in vivo by agouti-related protein, Science 278 (1997) 135-138. [145] Y. Oomura, Chemical and neuronal control of feeding motivation, Physiol. Behav. 44 (1988) 555-560. [146] Y. Oomura, Input-output organization in the hypothalamus relating to food intake behavior. In: P. Morgane and J. Panksepp (Eds.), Handbook of the hypothalamus, Vol. 2, Marcel Dekker, New York, 1980, pp. 557-620. [147] Y. Oomura, K. Kimura, H. Ooyama, T. Maeno, M. Iki and M. Kuniyoshi, Reciprocal Activities of the Ventromedial and Lateral Hypothalamic Areas of Cats, Science 143 (1964) 484-485. [148] Y. Oomura, T. Ono, H. Ooyama and M.J. Wayner, Glucose and osmosensitive neurones of the rat hypothalamus, Nature 222 (1969) 282-284. [149] T. Osaka, H. Kannan, S. Kawano, Y. Ueta and H. Yamashita, Intraperitoneal administration of recombinant human interleukin-1 beta inhibits osmotic thirst in the rat, Physiol. Behav. 51 (1992) 1267-1270. [150] H. Ovadia, O. Abramsky and J. Weidenfeld, Evidence for the involvement of the central adrenergic system in the febrile response induced by interleukin-1 in rats, J. Neuroimmunol. 25 (1989) 109-116. [151] R. Pacifici, L. Rifas, R. McCracken, I. Vered, C. McMurtry, L.V. Avioli and W.A. Peck, Ovarian steroid treatment blocks a postmenopausal increase in blood monocyte interleukin 1 release, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 86 (1989) 23982402. [152] S. Papp, B. Lukáts, G. Takács, C. Szalay and Z. Karádi, Functional attributes of IL-1b responsive neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat, Clin. Neurosci. 57 (2004) 54. [153] S. Papp, B. Lukáts, G. Takács, C. Szalay and Z. Karádi, Glucose-monitoring neurons in the nucleus accumbens, Neuroreport 18 (2007) 1561-1565. [154] L.J. Pellegrino, A.S. Pellegrino and A.J. Cushman, A Stereotaxic Atlas of the Rat Brain, 2 edn., Plenum Press, New York, 1979. [155] C.R. Plata-Salaman, Immunomodulators and feeding regulation: a humoral link between the immune and nervous systems, Brain. Behav. Immun. 3 (1989) 193213. [156] C.R. Plata-Salaman, Immunoregulators in the nervous system, Neurosci. Biobehav. Rev. 15 (1991) 185-215. [157] C.R. Plata-Salaman, Meal patterns in response to the intracerebroventricular administration of interleukin-1 beta in rats, Physiol. Behav. 55 (1994) 727-733. [158] C.R. Plata-Salaman and J.M. Ffrench-Mullen, Intracerebroventricular administration of a specific IL-1 receptor antagonist blocks food and water intake suppression induced by interleukin-1 beta, Physiol. Behav. 51 (1992) 1277-1279.
82
[159] C.R. Plata-Salaman, Y. Oomura and Y. Kai, Tumor necrosis factor and interleukin-1 beta: suppression of food intake by direct action in the central nervous system, Brain Res. 448 (1988) 106-114. [160] A. Pocai, T.K. Lam, R. Gutierrez-Juarez, S. Obici, G.J. Schwartz, J. Bryan, L. Aguilar-Bryan and L. Rossetti, Hypothalamic K(ATP) channels control hepatic glucose production, Nature 434 (2005) 1026-1031. [161] H.H. Pothuizen, A.L. Jongen-Relo, J. Feldon and B.K. Yee, Latent inhibition of conditioned taste aversion is not disrupted, but can be enhanced, by selective nucleus accumbens shell lesions in rats, Neuroscience 137 (2006) 1119-1130. [162] R.D. Purves, Microelectrode methods for intracellular recording and ionophoresis, Elsevier Science & Technology Books, 1981. [163] D. Qu, D.S. Ludwig, S. Gammeltoft, M. Piper, M.A. Pelleymounter, M.J. Cullen, W.F. Mathes, R. Przypek, R. Kanarek and E. Maratos-Flier, A role for melaninconcentrating hormone in the central regulation of feeding behaviour, Nature 380 (1996) 243-247. [164] F.S. Radhakishun, J.M. van Ree and B.H. Westerink, Scheduled eating increases dopamine release in the nucleus accumbens of food-deprived rats as assessed with on-line brain dialysis, Neurosci. Lett. 85 (1988) 351-356. [165] C. Rodriguez, C. Lacasse and T. Hoang, Interleukin-1 beta suppresses apoptosis in CD34 positive bone marrow cells through activation of the type I IL-1 receptor, J. Cell. Physiol. 166 (1996) 387-396. [166] E.T. Rolls, Information processing in the taste system of primates, J. Exp. Biol. 146 (1989) 141-164. [167] E.T. Rolls, T.R. Scott, Z.J. Sienkiewicz and S. Yaxley, The responsiveness of neurones in the frontal opercular gustatory cortex of the macaque monkey is independent of hunger, J Physiol 397 (1988) 1-12. [168] E.T. Rolls, S. Yaxley and Z.J. Sienkiewicz, Gustatory responses of single neurons in the caudolateral orbitofrontal cortex of the macaque monkey, J. Neurophysiol. 64 (1990) 1055-1066. [169] M. Rossi, S.J. Choi, D. O'Shea, T. Miyoshi, M.A. Ghatei and S.R. Bloom, Melanin-concentrating hormone acutely stimulates feeding, but chronic administration has no effect on body weight, Endocrinology 138 (1997) 351-355. [170] N.J. Rothwell, CRF is involved in the pyrogenic and thermogenic effects of interleukin 1 beta in the rat, Am. J. Physiol. 256 (1989) E111-115. [171] N.J. Rothwell and G.N. Luheshi, Interleukin 1 in the brain: biology, pathology and therapeutic target, Trends Neurosci. 23 (2000) 618-625. [172] T. Sakurai, A. Amemiya, M. Ishii, I. Matsuzaki, R.M. Chemelli, H. Tanaka, S.C. Williams, J.A. Richarson, G.P. Kozlowski, S. Wilson, J.R. Arch, R.E. Buckingham, A.C. Haynes, S.A. Carr, R.S. Annan, D.E. McNulty, W.S. Liu, J.A. Terrett, N.A. Elshourbagy, D.J. Bergsma and M. Yanagisawa, Orexins and orexin receptors: a family of hypothalamic neuropeptides and G protein-coupled receptors that regulate feeding behavior, Cell 92 (1998) 1 page following 696. [173] M. Sanchez-Alavez, I.V. Tabarean, M.M. Behrens and T. Bartfai, Ceramide mediates the rapid phase of febrile response to IL-1beta, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103 (2006) 2904-2908.
83
[174] C. Sanchez-Lasheras, A.C. Konner and J.C. Bruning, Integrative neurobiology of energy homeostasis-neurocircuits, signals and mediators, Front. Neuroendocrinol. 31 (2010) 4-15. [175] S. Sandler, K. Bendtzen, D.L. Eizirik, E. Strandell, M. Welsh and N. Welsh, Metabolism and beta-cell function of rat pancreatic islets exposed to human interleukin-1 beta in the presence of a high glucose concentration, Immunol. Lett. 26 (1990) 245-251. [176] R. Sapolsky, C. Rivier, G. Yamamoto, P. Plotsky and W. Vale, Interleukin-1 stimulates the secretion of hypothalamic corticotropin-releasing factor, Science 238 (1987) 522-524. [177] M.W. Schwartz, A.J. Sipols, J.L. Marks, G. Sanacora, J.D. White, A. Scheurink, S.E. Kahn, D.G. Baskin, S.C. Woods, D.P. Figlewicz and et al., Inhibition of hypothalamic neuropeptide Y gene expression by insulin, Endocrinology 130 (1992) 3608-3616. [178] H. Shimizu, Y. Uehara, Y. Shimomura and I. Kobayashi, Central administration of ibuprofen failed to block the anorexia induced by interleukin-1, Eur. J. Pharmacol. 195 (1991) 281-284. [179] Y. Shimomura, T. Inukai, S. Kuwabara, H. Shimizu, M. Takahashi, N. Sato, Y. Uehara, Y. Tanaka and I. Kobayashi, Both cyclooxygenase and lipoxygenase inhibitor partially restore the anorexia by interleukin-1 beta, Life Sci. 51 (1992) 1419-1426. [180] F. Shintani, S. Kanba, T. Nakaki, M. Nibuya, N. Kinoshita, E. Suzuki, G. Yagi, R. Kato and M. Asai, Interleukin-1 beta augments release of norepinephrine, dopamine, and serotonin in the rat anterior hypothalamus, J. Neurosci. 13 (1993) 3574-3581. [181] R.C. Skarnes, S.K. Brown, S.S. Hull and J.A. McCracken, Role of prostaglandin E in the biphasic fever response to endotoxin, J. Exp. Med. 154 (1981) 12121224. [182] G. Sonti, M.C. Flynn and C.R. Plata-Salaman, Interleukin-1 (IL-1) receptor type I mediates anorexia but not adipsia induced by centrally administered IL-1beta, Physiol. Behav. 62 (1997) 1179-1183. [183] D. Spanswick, M.A. Smith, V.E. Groppi, S.D. Logan and M.L. Ashford, Leptin inhibits hypothalamic neurons by activation of ATP-sensitive potassium channels, Nature 390 (1997) 521-525. [184] D. Spanswick, M.A. Smith, S. Mirshamsi, V.H. Routh and M.L. Ashford, Insulin activates ATP-sensitive K+ channels in hypothalamic neurons of lean, but not obese rats, Nat. Neurosci. 3 (2000) 757-758. [185] J.E. Steiner, Discussion paper: innate, discriminative human facial expressions to taste and smell stimulation, Ann. N. Y. Acad. Sci. 237 (1974) 229-233. [186] R.D. Stith and L.A. Templer, Peripheral endocrine and metabolic responses to centrally administered interleukin-1, Neuroendocrinology 60 (1994) 215-224. [187] T.R. Stratford and A.E. Kelley, Evidence of a functional relationship between the nucleus accumbens shell and lateral hypothalamus subserving the control of feeding behavior, J. Neurosci. 19 (1999) 11040-11048.
84
[188] T.R. Stratford and A.E. Kelley, GABA in the nucleus accumbens shell participates in the central regulation of feeding behavior, J. Neurosci. 17 (1997) 4434-4440. [189] A.J. Suckling, P.W. Baron, J.A. Symons and M.G. Rumsby, Lymphocytic activation in peripheral blood and cerebrospinal fluid during the course of chronic relapsing experimental allergic encephalomyelitis, J. Neuroimmunol. 15 (1987) 85-95. [190] V. Susic and S. Totic, Short- and long-term effects of interleukin-1 on sleep and temperature in cat, Sleep Res. 16 (1987) 150. [191] G. Takács, B. Lukáts, S. Papp, C. Szalay and Z. Karádi, Taste reactivity alterations after IL-1beta microinjection into the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat, Neurosci. Res. 62 (2008) 118-122. [192] G. Takács, B. Lukáts, S. Papp, C. Szalay, B. Nagy, D. Fotakos, S. Hanna and Z. Karádi, Nucleus accumbens interleukin-1β mechanisms in the control of homeostasis, FENS Abstracts 4 (2008) 280. [193] G. Takács, B. Lukáts, S. Papp, C. Szalay, M. Rábai and Z. Karádi, Homeostatic role of interleukin-1 beta in the nucleus accumbens of the rat, FENS Abstracts A043.17 (2006) 116. [194] G. Takács, S. Papp, B. Lukáts, C. Szalay, B. Nagy, D. Fotakos and Z. Karádi, Homeostatic alterations after IL-1beta microinjection into the nucleus accumbens of the rat, Appetite 54 (2010) 354-362. [195] G. Takács, C. Szalay, B. Nagy, D. Fotakos, I. Szabó, D. Keresztes, L. Németh, S. Hanna, T. Csulak, B. Hideg, B. Faragó and Z. Karádi, Involvement of interleukin1beta in the control of feeding and taste perception in the nucleus accumbens. FENS Abstr., Vol. 5, Amsterdam, 2010. [196] A. Tazi, R. Dantzer, F. Crestani and M. Le Moal, Interleukin-1 induces conditioned taste aversion in rats: a possible explanation for its pituitary-adrenal stimulating activity, Brain Res. 473 (1988) 369-371. [197] I. Tobler, A.A. Borbely, M. Schwyzer and A. Fontana, Interleukin-1 derived from astrocytes enhances slow wave activity in sleep EEG of the rat, Eur. J. Pharmacol. 104 (1984) 191-192. [198] A. Uehara, Y. Ishikawa, T. Okumura, K. Okamura, C. Sekiya, Y. Takasugi and M. Namiki, Indomethacin blocks the anorexic action of interleukin-1, Eur. J. Pharmacol. 170 (1989) 257-260. [199] D.A. Weigent and J.E. Blalock, Interactions between the neuroendocrine and immune systems: common hormones and receptors, Immunol. Rev. 100 (1987) 79-108. [200] R.A. Wise, Brain reward circuitry: insights from unsensed incentives, Neuron 36 (2002) 229-240. [201] M. Yamaguchi, N. Matsuzaki, K. Hirota, A. Miyake and O. Tanizawa, Interleukin 6 possibly induced by interleukin 1 beta in the pituitary gland stimulates the release of gonadotropins and prolactin, Acta Endocrinol. (Copenh). 122 (1990) 201-205. [202] S. Yamaguchi, Basic properties of umami and effects on humans, Physiol. Behav. 49 (1991) 833-841.
85
[203] T. Yamamoto, S. Azuma and Y. Kawamura, Significance of cortical-amygdalarhypothalamic connections in retention of conditional taste aversion in rats, Exp. Neurol. 74 (1981) 758-768. [204] Y. Yasoshima, T.R. Scott and T. Yamamoto, Memory-dependent c-Fos expression in the nucleus accumbens and extended amygdala following the expression of a conditioned taste aversive in the rat, Neuroscience 141 (2006) 3545. [205] S. Yaxley, E.T. Rolls and Z.J. Sienkiewicz, Gustatory responses of single neurons in the insula of the macaque monkey, J. Neurophysiol. 63 (1990) 689-700. [206] L. Zaborszky and G.B. Makara, Intrahypothalamic connections: an electron microscopic study in the rat, Exp. Brain Res. 34 (1979) 201-215. [207] D.S. Zahm, Functional-anatomical implications of the nucleus accumbens core and shell subterritories, Ann. N. Y. Acad. Sci. 877 (1999) 113-128.
86
Publikációs jegyzék I.
Folyóiratcikkek
A. A disszertációhoz kapcsolódó cikkek Takács G., Papp Sz., Lukáts B., Szalay Cs., Nagy B., Fotakos D., Karádi Z. Homeostatic alterations after IL-1β microinjection into the nucleus accumbens of the rat. Appetite 54 354-362. 2010. IF: 2.341 Takács G., Lukáts B., Papp Sz., Szalay Cs., Karádi Z. Taste reactivity alterations after IL-1β microinjection into the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat. Neuroscience Research 62:(2) 118-122. 2008. IF: 2.121 Papp Sz., Lukáts B., Takács G., Szalay Cs., Karádi Z. Glucose-monitoring neurons in the nucleus accumbens. Neuroreport 18(5):1561-1565. 2007. IF: 2.163
B. Egyéb cikkek
Szalay Cs., Ábrahám I., Papp Sz., Takács G., Lukáts B., Gáti Á., Karádi Z. Taste reactivity deficit in anorexia nervosa. Psychiatry and Clinical Neurosciences 64(4):403-407. 2010. IF: 1,326 Karádi Z., Lukáts B., Papp Sz., Szalay Cs., Egyed R., Lénárd L. and Takács G. Involvement of forebrain glucose-monitoring neurons in taste information processing: Electrophysiological and behavioral studies. Chemical Senses 30 Suppl 1:i168-i169. 2005. IF: 2.506
II. Könyvrészletek Karádi, Z., Lukáts, B., Papp, S., Takács, G., Egyed, R., & Lénárd, L. The central glucose-monitoring neural network: major protector of the adaptive homeostatic
87
balance for well being of the organism. In H. Nakagawa, K. Ishii, & H. Miyamoto (Eds.), International Congress Series (Vol. 1269, pp. 30-33): Elsevier. 2004. Lukáts, B., R. Egyed, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, L. Lénárd and Z. Karádi: Involvement of the Orbitofrontal Cortical IL-1β Mechanisms in the Central Homeostatic Control. In: Brain-Inspired IT II, International Congress Series Amsterdam, (Vol. 1291, pp. 137-140): Elsevier 2006 Lukáts, B., R. Egyed, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, L. Lénárd and Z. Karádi: Involvement of the Orbitofrontal Cortical IL-1β Mechanisms in the Central Homeostatic Control. In: Brain-Inspired IT II, (Eds. K. Ishii, K. Natsume & A. Hanazawa), International Congress Series Vol. 1291, Elsevier, Amsterdam, pp. 137140, 2006. Lukáts, B., T. Inoue, M. Mizuno, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, R. Egyed, L. Lénárd, Y. Oomura, Z. Karádi and S. Aou: Electrophysiological and Behavioral Evidences of the Feeding-related Neuronal Processes in the Orbitofrontal Cortex. In: Brain-Inspired IT III, (Eds. K. Natsume, A. Hanazawa & T. Miki), International Congress Series 1301, Elsevier, Amsterdam, pp. 230-233, 2007.
III. Konferencia összefoglalók
A. Referált folyóiratban megjelent összefoglalók Lukáts, B., Papp, Sz., Juharosi, Gy., Ságodi, L., Takács, G., Szalay, Cs. and Karádi, Z.: Homeostatic disturbances after intrahypothalamic IL-1β microinjection. Ideggyógyászati Szemle (Clinical Neuroscience) 56(2): 55, 2003. Papp, Sz., Lukáts, B., Ságodi, L., Takács, G., Lénárd, L. and Karádi, Z.: Glucosemonitoring neurons in the mediodorsal prefrontal cortex of the rat. Ideggyógyászati Szemle (Clinical Neuroscience) 56(2): 68, 2003. Karádi, Z., Lukáts, B., Papp, Sz., Lénárd, L., Takács, G. and Ságodi, L.: Complex chemical attributes ‘endogenous’ and ‘exogenous’ chemosensitivity of glucosemonitoring neurons in the mediodorsal prefrontal cortex. 6th IBRO World Congress, Proceedings, P. ,. 2003. Lukáts, B, Sz, Papp, Gy. Juharosi, L. Ságodi, G. Takács, Cs. Szalay and Z. Karádi: IL-1β Microinjection into the ventromedial hypothalamus evokes homeostatic disturbances.. 6th IBRO World Congress, Proceedings, P. , 95. 2003.
88
Karádi, Z., Lukáts, B., Papp, Sz., Lénárd, L. and Takács, G.: Complex ‘endogenous’ and ‘exogenous’ - chemosensitivity is a general characteristic of glucose-monitoring neurons in the rat forebrain. Appetite 40(3): 340, 2003. Karádi, Z., B. Lukáts, Sz. Papp, G. Takács, R. Egyed, and L. Lénárd: The central glucose-monitoring neural network: Major protectors of the adaptive homeostatic balance for the well-being of the organism. Brain IT 2004, ISBS Abstracts, P.: 59, 2004. Karádi, Z., B. Lukáts, Sz. Papp, L. Lénárd, and G. Takács: Involvement of forebrain glucose-monitoring neurons in taste information processing: Electrophysiological and behavioral studies. ISOT / JASTS 2004, S1-4-4, P.: 13, 2004. Papp, Sz., B. Lukáts, G. Takács, Cs. Szalay and Z. Karádi: Functional attributes of IL-1β responsive neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat. Clinical Neuroscience 57(1): 54, 2004. Takács, G. B. Lukáts, Sz. Papp, Cs. Szalay and Z. Karádi: Changes of taste perception after IL-1β microinjection into the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat. Clinical Neuroscience 57(1): 66-67, 2004. Karádi Z, Lukáts B, Papp Sz, Takács G, Egyed R, Lénárd L.: The central glucosemonitoring neural network: Major protector of the adaptive homeostatic balance for the well being of the organism. Int Congr Ser 1269: 30-33. 2004. Karádi, Z., B. Lukáts, Sz. Papp, G. Takács, L. Lénárd, R. Egyed, Cs. Szalay, M. Rábai: The forebrain glucose-monitoring neural network: multiple roles in the central homeostatic regulation. Clinical Neuroscience, 58, Suppl. 1: 47-48, 2005. Papp, Sz., B. Lukáts, G. Takács, Cs. Szalay, M. Rábai, Z. Karádi: Multiple chemosensitivity of feeding-associated neurons in the limbic forebrain. Clinical Neuroscience, 58, Suppl. 74-75, 2005. Takács, G., B. Lukáts, Sz. Papp, Cs. Szalay, M. Rábai, Z. Karádi: Homeostatic changes after IL-1β microinjections into the nucleus accumbens of the rat. Clinical Neuroscience, 58, Suppl. 1. 94, 2005. Lukáts, B., R. Egyed, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, L. Lénárd and Z. Karádi: Homeostatic alterations induced by interleukin-1β microinjection into the orbitofrontal cortex in the rat. Proc. The Fifth Japan-Korea Joint Symposium of Brain Sciences, and Cardiac and Smooth Muscles, Program & Abstracts, P.: 88, 2005. Lukáts, B., R. Egyed, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, L. Lénárd and Z. Karádi: Involvement of the Orbitofrontal Cortical IL-1β Mechanisms in the Central Homeostatic Control. Brain IT II, ISBS Abstracts, P.: 62, 2005.
89
Lukáts, B., R. Egyed, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, L. Lénárd, Z. Karádi: Orbitofrontal Cortical IL-1β Mechanisms In The Homeostatic Regulation. The 4th Kyushu Neuroscience Workshop, Fukuoka, Japan, Abstracts, P.:11., 2005. Papp Sz., Lukáts B., Takács G., Rábai M., Szalay Cs., Karádi Z.: Endogenous and exogenous chemosensitivity of feeding-related limbic neurons. Acta Physiologica Hungarica, 92 (3-4): 293, 2005. Takács G., Lukáts B., Papp Sz., Rábai M., Szalay Cs., Karádi Z.: Homeostatic alterations induced by IL-1 β microinjection into the nucleus accumbens of the rat. Acta Physiologica Hungarica, 92 (3-4): 313, 2005. Takács G., Sz. Papp, B. Lukáts, Cs. Szalay, M. Rábai, T. Inui, T. Yamamoto, L. Lénárd, Z. Karádi: Taste perception deficit after streptozotocin microinjection into the nucleus accumbens of the rat. Acta Physiologica Hungarica, 93(2-3): 234. 2006. Papp Sz., B. Lukáts, G. Takács, Cs. Szalay, M. Rábai, T. Inui, T. Yamamoto, L. Lénárd, Z. Karádi: Taste responsive neurons in the limbic forebrain. Acta Physiologica Hungarica, 93(2-3): 217. 2006. Papp Sz., Inui, T., Takács G., Szalay Cs., Yamamoto T., Lénárd L., Karádi Z.: Taste elicited neuronal activity changes in the limbic forebrain. Clin. Neurosci. (Ideggy. Szle) 59(Suppl. 1): P. , 2006. Takács G., Inui T., Papp Sz., Szalay Cs., Rábai M., Mészáros L., Yamamoto T., Lénárd L., Karádi Z.: Streptozotocin induced taste perception alteration in the nucleus accumbens of the rat. Clin. Neurosci. (Ideggy. Szle) 59(Suppl. 1): P. , 2006. Lukáts, B., T. Inoue, M. Mizuno, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, R. Egyed, L. Lénárd, Y. Oomura, Z. Karádi, S. Aou: Complex functions of the orbitofrontal cortex in the organization of adaptive behavior: electrophysiological and behavioral studies. Abstracts of the 36th Annual Meeting of the Society for Neuroscience (SfN), Atlanta, Georgia, USA, P.No. 661.16, 2006. Papp, Sz., Takács, G., Szalay, Cs., Lukáts, B., Rábai, M., Fotakos, D., Karádi, Z.: Complex chemosensitivity of limbic neurons in the rat and monkey forebrain. Clin. Neurosci. (Ideggyógy. Szle) 60(Suppl. 1): 51-52, 2007. Takács, G, Papp, Sz, Szalay, Cs., Rábai, M., Hanna, S., Karádi, Z.: Metabolic consequences of interleukin 1beta microinjection into the nucleus accumbens of the rat. Clin. Neurosci. (Ideggyógy. Szle) 60(Suppl. 1): 63-64, 2007. Lukáts, B., T. Inoue, M. Mizuno, Sz. Papp, G. Takács, Cs. Szalay, R. Egyed, L. Lénárd, Y. Oomura, Z. Karádi, S. Aou: Organization of adaptive behavior in the
90
orbitofrontal cortex: electrophysiological and behavioral studies in rats and rhesus monkeys. 10th Tamagawa-Riken Dynamic Brain Forum, Hakuba, Japan, 2007. Lukáts, B., Inoue, T., Mizuno, M., Papp, Sz., Takács, G., Szalay, Cs., Egyed, R., Lénárd, L., Oomura, Y., Karádi, Z., Aou, S.: Electrophysiological and behavioral evidence of adaptive functions in the orbitofrontal cortex. J.Physiol.Sci. 57(suppl.): 2PIA-026- p., 2007. Karádi, Z., Lukáts, B., Papp, Sz., Takács, G., Szalay, Cs., Rábai, M., Egyed, R. and Lénárd, L.: Homeostatic significance of the forebrain glucose-monitoring neuronal network. J.Physiol.Sci. 57(suppl.): 2SG19-3 p., 2007. Karádi, Z., Papp, Sz., Szalay, Cs., Lukáts, B., Takács, G., Egyed, R., Rábai, M., Fotakos, D. and Lénárd, L.: Forebrain glucose-monitoring neurons and the regulation of homeostasis. Obesitol. Hung. (7) 2 Suppl.: P. 23, 2007. Takács, G., Sz. Papp, Cs. Szalay, M. Rábai, B. Lukáts, Z. Karádi: Homeostatically relevant interleukin mechanisms in the nucleus accumbens of the rat. Obesitol. Hung. (7) 2 Suppl.: P. 50, 2007. Papp, Sz., Lukáts, B., Takács, G., Szalay, Cs., Rábai, M., Fotakos, D. and Karádi, Z.: Chemosensitive neurons in the nucleus accumbens of the rat and rhesus monkey. Acta Physiol. Hung. , 94(4): 383-p. 2007. Takács, G., Papp, Sz., Szalay, Cs., Rábai, M., Fotakos, D., Hanna, S. and Karádi, Z.: Homeostatic aspects of interleukin mechanisms in the nucleus accumbens of the rat. Acta Physiol. Hung., 94(4): 385-p. 2007. Lukáts B, Inoue T, Mizuno M, Papp Sz, Takács G, Szalay Cs, Egyed R, Lénárd L, Oomura Y, Karádi Z, Aou S.: Organization of adaptive behavior in the orbitofrontal cortex: electrophysiological and behavioral studies in rats and rhesus monkeys. 10th Tamagawa-Riken Dynamic Brain Forum, Hakuba, Japan 2007. Karádi Z, Takács G, Szalay Cs, Nagy B, Papp Sz, Lukáts B, Lénárd L.: Complex homeostatic attributes of the forebrain glucose-monitoring. Appetite, 51:(2) 376-p. 2008. Lénárd L, Tóth K, László K, Takács G, Karádi Z.: Gut-brain axis. Int J Obesity, 32:(Suppl) S5, T1: RS4.2,- p. 2008. Takács G, Lukáts B, Papp Sz, Szalay Cs, Nagy B, Fotakos D, Hanna S, Karádi Z: Interleukin-1beta mechanisms in the nucleus accumbens of the rat in the control of homeostasis. Acta Physiol. Hung., 96(1): 138-p. 2009.
91
B.
Egyéb konferencia összefoglalók Lukáts Balázs, Papp Szilárd, Juharosi Gyöngyi, Ságodi László, Takács Gábor, Szalay Csaba és Karádi Zoltán: Homeostatic disturbances after interleukin 1 microinjection into the ventromedial hypothalamic nucleus. III. Hungarian Behavioral-Physiology Conference, Budapest, Hungary, 2002. Lukáts Balázs, Papp Szilárd, Juharosi Gyöngyi, Ságodi László, Takács Gábor, Szalay Csaba és Karádi Zoltán: Homeostatic effects of the ventromedial hypothalamic microinjection of IL-1β. LXVII. Congress of the Hungarian Physiology Association, Abstracts, P. 116, Pécs, Budapest, 2003. Papp, Sz., B. Lukáts, G. Takács, Cs. Szalay and Z. Karádi: Functional attributes of IL-1β responsive neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat. IBRO Workshop, Budapest, 2004. 01. 29-31. Takács, G., B. Lukáts, Sz. Papp, Cs. Szalay and Z. Karádi: Changes of taste perception after IL-1β microinjection into the ventromedial hypothalamic nucleus of the rat. IBRO Workshop, Budapest, 2004. 01. 29-31. Karádi, Z., B. Lukáts, Sz. Papp, G. Takács, R. Egyed, and L. Lénárd: Involvement of the forebrain glucose-monitoring network in the organization of adaptive behavioral actions. IBRO Workshop, Budapest, 2004. 01. 29-31. Zoltán Karádi, Balázs Lukáts, Szilárd Papp, Gábor Takács, Róbert Egyed, and László Lénárd: The central glucose-monitoring neural network: Major protectors of the adaptive homeostatic balance for the well-being of the organism. ISBS Conference, Kitakyushu, Japan 2004. Karádi, Z., Lukáts, B., Papp, Sz., Lénárd, L., and Takács, G.: Involvement of forebrain glucose-monitoring neurons in taste information processing: Electrophysiological and behavioral studies. ISOT/JASTS Conference, Kyoto, Japan 2004. Takács G, Lukáts B, Papp Sz, Rábai M, Szalay Cs, Karádi Z: A nucleus accumbenbe adott IL-1β mikroinjekció homeosztatikus hatásai patkányban. Magyar Élettani Társaság LXIX. Vándorgyőlése, p.: 41 Budapest (2005) Balázs Lukáts, Róbert Egyed, Szilárd Papp, Gábor Takács, Csaba Szalay, László Lénárd and Zoltán Karádi: Homeostatic alterations induced by interleukin-1β microinjection into the orbitofrontal cortex of the rat. The 5th Japan-Korea Joint Symposium of Brain, and Cardiac and Smooth Muscle, Kitakyushu, Japan, 2005
92
Balázs Lukáts, Róbert Egyed, Szilárd Papp, Gábor Takács, Csaba Szalay, László Lénárd and Zoltán Karádi: Involvement of the orbitofrontal cortical IL-1β mechanisms in the central homeostatic regulation. The Second International Conference on Brain-Inspired Information Technology (BrainIT), Kitakyushu, Japan, 2005 Balázs Lukáts, Róbert Egyed, Szilárd Papp, Gábor Takács, Csaba Szalay, László Lénárd and Zoltán Karádi: Orbitofrontal cortical IL-1β mechanisms in the homeostatic regulation. The 4th Neuroscience Workshop in Kyushu, Fukuoka, Japan, 2005 Balázs Lukáts, Róbert Egyed, Szilárd Papp, Gábor Takács, Csaba Szalay, László Lénárd and Zoltán Karádi: Homeostatic relevance of orbitofrontal cortical cytokinesensitive neurons. The 83rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, Maebashi, Japan, 2006 Takács, G., Inui, T., Papp, Sz., Szalay, Cs., Rábai, M., Mészáros, L., Yamamoto, T., Lénárd, L., Karádi, Z.: Streptozotocin induced taste perception alteration in the nucleus accumbens of the rat . IBRO International Workshop, Budapest 2006. Papp, Sz., Inui, T., Takács, G., Szalay, Cs., Yamamoto, T., Lénárd, L., Karádi, Z.: Taste elicited neuronal activity changes in the limbic forebrain IBRO International Workshop, Budapest 2006. Papp Sz, Lukáts B, Takács G, Szalay Cs, Rábai M, Inui T, Yamamoto T, Lénárd L, Karádi Z.: Streptozotocin hatására bekövetkezı íz-percepciós változások patkány nucleus accumbensben. A MÉT LXX. Vándorgyőlése, Szeged, P4, p.: 177 2006. Takács G, Papp Sz, Szalay Cs, Rábai M, Inui T, Yamamoto T, Lénárd L, Karádi Z.: Streptozotocin hatására bekövetkezı íz-percepciós változások patkány nucleus accumbensben. A MÉT LXX. Vándorgyőlése, Szeged, P4, p.: 177 2006. Takács G., Lukáts B., Papp Sz., Szalay Cs., Rábai M., Karádi Z.: Homeostatic role of interleukin-1 beta in the nucleus accumbens of the rat. FENS A043.17. P.: 116, 2006. Papp, Sz., Lukáts, B., Takács G., Szalay Cs., Yamamoto T., Lénárd L., Karádi Z.: Gustatory responses of limbic forebrain neurons. FENS A043.13. P.: 115. 2006. Lukáts, B., Inoue, T., Mizuno, M, Papp, Sz, Takács, G, Szalay, Cs, Egyed, R, Lénárd, L, Oomura, Karádi, Z., Aou, S.: Feeding-related neuronal processes of the orbitofrontal cortex: Electrophhysiological and behavioral studies in rats and rhesus monkeys. FENS A043.12. P.: 115, 2006. Takács G, Papp Sz, Szalay Cs, Rábai M, Hanna S, Karádi Z: Metabolic consequences of interleukin-1b microinjection into the nucleus accumbens of the rat. Magyar Idegtudományi Társaság XI. Vándorgyőlése, Szeged 2007
93
Takács G, Papp Sz, Szalay Cs, Rábai M, Fotakos D, Hanna S, Karádi Z.: Interleukin mechanizmusok homeosztatikus vonatkozásai patkány nucleus accumbensben. Magyar Élettani Társaság LXXI. Vándorgyőlése, p.: 38 Pécs 2007. Takács G, Nagy B, Szalay Cs, Fotakos D, Hanna S, Mizuno M, Karádi Z: Taste perception deficit after interleukin-1b microinjection into the nucleus accumbens of the rat. IBRO International Workshop, Debrecen, p.: 26 2008. Nagy B, Papp Sz, Takács G, Szalay Cs, Lukáts B, Rábai M, Fotakos D, Keresztes D, Németh L, Karádi Z.: A mediodorsalis prefrontalis kéreg idegsejtjeinek neurokémiai sajátosságai. A MÉT LXXII. Vándorgyőlése, Debrecen, p.: 250 2008. Szalay Cs, Aradi M, Auer T, Schwarcz A, Kotek Gy, Nagy B, Takács G, Lénárd L, Karádi Z.: Intravenous glucose load elicited brain activation changes in the monkey: an fMRI study. FENS Abstract, Vol: 4, 130.17, p.: 376 2008. Takács G, Lukáts B, Papp Sz, Szalay Cs, Nagy B, Fotakos D, Hanna S, Karádi Z.: Interleukin-β mechanizmusok patkány nucleus accumbensben a homeosztázis szabályozásában. A MÉT LXXII. Vándorgyőlése, Debrecen, p.: 124 2008. Takács G, Lukáts B, Papp Sz, Szalay Cs, Nagy B, Fotakos D, Hanna S, Karádi Z.: Nucleus accumbens interleukin-1β mechanisms in the control of homeostasis. FENS Abstract, Vol: 4, 094.13, p.: 280 2008. Szalay Cs., Aradi M., Auer T., Schwarcz A., Hanna S., Németh L., Nagy B., Takács G., Lénárd L. és Karádi Z.: A funkcionális MR alkalmazása táplálkozási és metabolikus betegségek központi szabályozási zavarainak megértésében: bevezetı kísérletek A Magyar Neuroradiológus Társaság XVII. Konferenciája Pécs 2008. Takács G, Papp Sz, Szalay Cs, Nagy B, Hanna S, Fotakos D, Németh L, Csulak T, Hideg B, Faragó B, Keresztes D, Karádi Z: Interleukin-1beta mediated homeostatic processes in the nucleus accumbens of the rat Magyar Idegtudományi Társaság XII. Vándorgyőlése, Budapest p.:29 2009. Nagy B, Papp Sz, Takács G, Szalay Cs, Keresztes D, Németh L, Hideg B, Faragó B, Csulak T, Rábai M, Karádi Z: Endogenous and exogenous chemosensitivity of neurons in the mediodorsal prefrontal cortex Magyar Idegtudományi Társaság XII. Vándorgyőlése, Budapest p.:27 2009. Szalay Cs, Aradi M, Auer T, Orsi G, Schwarcz A, Hanna S, Németh L, Nagy B, Takács G, Lénárd L, Karádi Z: Human and monkey fMRI pilot experiments in the understanding of central regulatory disturbances of feeding and metabolism Magyar Idegtudományi Társaság XII. Vándorgyőlése, Budapest p.:28 2009.
94
