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Lipopolysaccharide inhibits ghrelin-excited neurons and reduces food intake via central nitric oxide signaling


Pinkernell, Sarah Elisabeth. Lipopolysaccharide inhibits ghrelin-excited neurons and reduces food intake via central nitric oxide signaling. 2012, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

“Lipopolysaccharide hemmen Ghrelin-sensitive Neurone und reduzieren die Nahrungsaufnahme durch eine zentrale, Stickstoffmonoxid vermittelte Wirkung” Die Behandlung mit Lipopolysacchariden (LPS) ist eine anerkannte Methode zur Induzierung krankheitsbegleitender Anorexie. An der Entwicklung der LPS-Anorexie ist Stickstoffmonoxid (NO) beteiligt. LPS bewirkt die Expression der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) im hypothalamischen Nucleus arcuatus (Arc), wo NO Ghrelin- aktivierte Neurone hemmt. Wie vorherige Studien zeigen, wirkt eine systemische Verabreichung des spezifischen iNOS-Inhibitors 1400W dem anorektischen LPS- Effekt entgegen. Diese Arbeit untersucht mittels intrazerebroventrikulärer 1400W- Infusion den Beitrag zentral exprimierter iNOS zur Entstehung der LPS-Anorexie. Zudem wurde immunohistochemisch getestet, ob die Phosphorylierung des Transkriptions-Faktors STAT1, welcher zur iNOS-Genexpression beiträgt, durch LPS verstärkt wird. Zentrale 1400W-Applikation schwächt den LPS-Effekt auf Futteraufnahme, Energieumsatz und respiratorischen Quotienten signifikant ab. Elektrophysiologische Untersuchungen bestätigen, dass 1400W die LPS-bedingte Hemmung orexigener Arc-Neurone aufhebt. Periphere LPS-Administration ruft eine gesteigerte STAT1-Phosphorylierung im Arc hervor. Zentrale iNOS-Exprimierung scheint somit zur Entwicklung der LPS-Anorexie beizutragen, wahrscheinlich indem NO orexigene Arc-Neurone hemmt. Daher könnte pharmakologische iNOS- Hemmung eine Therapieoption sein. “Lipopolysaccharide inhibits ghrelin-excited neurons and reduces food intake via central nitric oxide signaling” Treatment with lipopolysaccharides (LPS) is a model of inflammatory disease-related anorexia. The neuromodulator nitric oxide (NO) mediates LPS anorexia as demonstrated by peripheral administration of 1400W, which specifically inhibits inducible NO synthase (iNOS). LPS induces iNOS expression in the hypothalamic arcuate nucleus (Arc), where NO inhibits orexigenic (ghrelin-excited) neurons. This study evaluates the hypothesis that central iNOS signaling mediates LPS anorexia. The effect of third intracerebroventricular (icv) injection of 1400W on LPS-induced anorexia was investigated. Furthermore, it was tested immunohistochemically whether LPS triggers the phosphorylation of the transcription factor STAT1, which contributes to iNOS gene expression. Central 1400W infusion reversed LPS anorexia and it attenuated LPS-dependent decreases in energy expenditure and respiratory quotient. Peripheral LPS treatment induced a significant pSTAT1 response in the Arc. In independent electrophysiological studies pharmacological iNOS blockade disinhibited orexigenic Arc neurons after in vivo or in vitro treatment with LPS. In conclusion, central NO signaling seems to contribute to LPS anorexia, possibly by inhibiting ghrelin-excited neurons via iNOS-dependent NO formation. Hence, pharmacological iNOS inhibition might be a therapeutic approach to treat disease related anorexia.

Abstract

“Lipopolysaccharide hemmen Ghrelin-sensitive Neurone und reduzieren die Nahrungsaufnahme durch eine zentrale, Stickstoffmonoxid vermittelte Wirkung” Die Behandlung mit Lipopolysacchariden (LPS) ist eine anerkannte Methode zur Induzierung krankheitsbegleitender Anorexie. An der Entwicklung der LPS-Anorexie ist Stickstoffmonoxid (NO) beteiligt. LPS bewirkt die Expression der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) im hypothalamischen Nucleus arcuatus (Arc), wo NO Ghrelin- aktivierte Neurone hemmt. Wie vorherige Studien zeigen, wirkt eine systemische Verabreichung des spezifischen iNOS-Inhibitors 1400W dem anorektischen LPS- Effekt entgegen. Diese Arbeit untersucht mittels intrazerebroventrikulärer 1400W- Infusion den Beitrag zentral exprimierter iNOS zur Entstehung der LPS-Anorexie. Zudem wurde immunohistochemisch getestet, ob die Phosphorylierung des Transkriptions-Faktors STAT1, welcher zur iNOS-Genexpression beiträgt, durch LPS verstärkt wird. Zentrale 1400W-Applikation schwächt den LPS-Effekt auf Futteraufnahme, Energieumsatz und respiratorischen Quotienten signifikant ab. Elektrophysiologische Untersuchungen bestätigen, dass 1400W die LPS-bedingte Hemmung orexigener Arc-Neurone aufhebt. Periphere LPS-Administration ruft eine gesteigerte STAT1-Phosphorylierung im Arc hervor. Zentrale iNOS-Exprimierung scheint somit zur Entwicklung der LPS-Anorexie beizutragen, wahrscheinlich indem NO orexigene Arc-Neurone hemmt. Daher könnte pharmakologische iNOS- Hemmung eine Therapieoption sein. “Lipopolysaccharide inhibits ghrelin-excited neurons and reduces food intake via central nitric oxide signaling” Treatment with lipopolysaccharides (LPS) is a model of inflammatory disease-related anorexia. The neuromodulator nitric oxide (NO) mediates LPS anorexia as demonstrated by peripheral administration of 1400W, which specifically inhibits inducible NO synthase (iNOS). LPS induces iNOS expression in the hypothalamic arcuate nucleus (Arc), where NO inhibits orexigenic (ghrelin-excited) neurons. This study evaluates the hypothesis that central iNOS signaling mediates LPS anorexia. The effect of third intracerebroventricular (icv) injection of 1400W on LPS-induced anorexia was investigated. Furthermore, it was tested immunohistochemically whether LPS triggers the phosphorylation of the transcription factor STAT1, which contributes to iNOS gene expression. Central 1400W infusion reversed LPS anorexia and it attenuated LPS-dependent decreases in energy expenditure and respiratory quotient. Peripheral LPS treatment induced a significant pSTAT1 response in the Arc. In independent electrophysiological studies pharmacological iNOS blockade disinhibited orexigenic Arc neurons after in vivo or in vitro treatment with LPS. In conclusion, central NO signaling seems to contribute to LPS anorexia, possibly by inhibiting ghrelin-excited neurons via iNOS-dependent NO formation. Hence, pharmacological iNOS inhibition might be a therapeutic approach to treat disease related anorexia.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Riediger Thomas
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Veterinary Physiology
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
Uncontrolled Keywords:Nitric Oxide, Anorexia, Arcuate Nucleus Of Hypothalamus, Lipopolysaccharides, Ghrelin
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2012
Deposited On:23 May 2013 13:04
Last Modified:24 Sep 2019 19:28
Number of Pages:50
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod007344841&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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