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Ver el documento (formato PDF)   Luque, Guillermina María.  "La disrupción específica del receptor dopaminérgico D2 en lactotropos devela un rol de la prolactina en el control de la ingesta y el metabolismo"  (2015-03-12)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La prolactina es una hormona altamente versátil secretada principalmente por los lactotropos de la hipófisis anterior. Su función en la reproducción y fertilidad ha sido muy estudiada, pero poco se sabe de su acción en la regulación del peso corporal y el metabolismo. Altos niveles de prolactina se observan durante la preñez y la lactancia, estados en los que se favorece la hiperfagia. Durante la preñez, los mecanismos normales que regulan el apetito son modificados para generar un balance energético positivo, incrementando la ingesta y los reservorios grasos para abastecer el requerimiento del feto en crecimiento, y ser utilizados posteriormente en la lactancia. Existen numerosos resultados que apoyan la hipótesis de que la prolactina posee un rol significativo en la regulación del peso corporal. Por ejemplo, el ratón deficiente del receptor de prolactina presenta peso corporal y depósitos de grasa disminuidos, la administración de prolactina estimula la ingesta de alimento, y niveles elevados de esta hormona de manera crónica (como ocurre durante la preñez) incrementan la ingesta posiblemente por la inducción de una resistencia a leptina. Sin embargo, ratones macho conteniendo hipófisis ectópicas muestran sólo un mínimo incremento en el peso corporal con un descenso en el tejido adiposo, y ratones hembra que sobreexpresan prolactina no muestran modificaciones en el peso. Por otro lado, en nuestro laboratorio hemos descripto que los ratones hembra carentes del receptor de dopamina D2 en todo su organismo (Drd2-/-) presentan una hiperprolactinemia crónica e hiperplasia hipofisaria, pero con pesos corporales y niveles de ingesta similares a los ratones salvajes. Cabe destacar, que el ratón Drd2-/- no resultaría un modelo óptimo para el estudio de los efectos de altos niveles de prolactina en el balance energético, dada la importancia fundamental de los receptores de dopamina D2 (RD2s) centrales en las adicciones y los mecanismos de recompensa relacionados al comportamiento alimenticio. La evidencia disponible sugiere que la falta de RD2s centrales en el ratón Drd2-/- podría estar activando mecanismos compensatorios para limitar finalmente la ingesta de alimento en este modelo hiperprolactinémico. Por lo tanto, nuestra hipótesis sostiene que la deleción específica de los RD2s solamente en lactotropos nos permitiría estudiar los efectos de altos niveles de prolactina en la ingesta y adiposidad, sin los efectos solapados, fisiológicos y patofisiológicos, presentes en el modelo mutante knockout global. Para ello usamos ratones carentes de los RD2s solamente en lactotropos (lacDrd2KO) generados por la tecnología Cre LoxP. Las hembras presentaron hiperprolactinemia crónica e hiperplasia hipofisaria, relacionada a un aumento en la proliferación celular y angiogénesis, resultando un modelo ideal para el estudio de prolactinomas resistentes a agonistas dopaminérgicos. Presentan, por otra parte, un eje de GH conservado. En los ratones hembra lacDrd2KO, pero no los machos, la hiperprolactinemia se asoció a un incremento en el peso corporal relacionado a mayores los niveles de ingesta. En cuanto a la regulación de la ingesta, en el hipotálamo observamos una expresión incrementada del péptido orexigénico Npy, mientras que los niveles de Pomc y Ppo no se vieron alterados (en contraste con los resultados previamente obtenidos en los ratones Drd2-/-). Determinamos a su vez, una posible resistencia a la leptina. Es decir que en este nuevo contexto, pudimos determinar un efecto orexigénico de la prolactina, mediado por una acción hipotalámica sobre la expresión del neuropéptido Npy. Se evidenció, además, un incremento significativo en los depósitos de grasa, tamaño de los adipocitos, triglicéridos y ácidos grasos no esterificados séricos, como consecuencia de una disminución en la expresión de enzimas lipolíticas en el tejido adiposo. A nivel hepático, el ratón hembra lacDrd2KO también presentó adiposidad incrementada, con aumento en los triglicéridos hepáticos, que no se relacionó a cambios en la expresión de enzimas lipogénicas/lipolíticas, pero sí al aumento de factores de transcripción que estimulan la lipogénesis mediada por glucosa. A su vez, los ratones hembra lacDrd2KO presentaron una intolerancia a la glucosa y deficiencia en la liberación de insulina, sin resistencia a la misma. Nuestros resultados revelan un rol fundamental de la prolactina en la ingesta y adiposidad e ilustran el valor de estudiar modelos transgénicos tejido específicos, para evaluar mecanismos patofisiológicos, de otra manera enmascarados en mutantes nulos o animales tratados con agentes farmacológicos.

Abstract:
Prolactin is a pleiotropic hormone secreted by lactotropes in the anterior pituitary gland. Although its role in reproduction and fertility has been extensively studied, less is known about its action on metabolism and body weight regulation. The high prolactin levels typically observed in pregnant and lactating females contribute to a hyperphagic state. During pregnancy, the normal homeostatic mechanisms regulating appetite are modified to generate a state of positive energy balance, increasing food intake and fat storage to supply the growing fetus with its energy requirements and to be used during lactation. Consistent with the hypothesis that prolactin has a significant role in the regulation of body weight, prolactin receptor deficient mice exhibit lower body weight and reduced fat mass, prolactin administration stimulates food intake, and chronically elevated prolactin levels, such as those seen during pregnancy, increase food intake, probably by inducing a state of leptin resistance. However, male mice bearing ectopic pituitary glands show a small increase in body weight with a decline in fat mass, and female mice overexpressing prolactin do not show greater body weight. Furthermore, we found that female mice lacking dopamine D2 receptors (Drd2-/-) exhibit chronic hyperprolactinemia and pituitary lactotrope hyperplasia but have body weight similar to that of wild-type females in adulthood as well as food intake. However, Drd2-/- mice are not an optimal model to study the effects of chronic hyperprolactinemia on energy balance, given the fundamental importance of central dopamine D2 receptors (D2Rs) in addiction and reward mechanisms related to feeding behavior. The available evidence suggests that lack of central D2Rs in the Drd2-/- model might activate compensatory mechanisms that could ultimately limit food intake in this hyperprolactinemic transgenic model. Therefore, we hypothesize that limiting Drd2 ablation specifically in lactotropes would allow us to study the effect of high prolactin secretion on food intake and adiposity, without the confounding physiological and pathophysiological mechanisms present in global null allele Drd2 mutants. We used conditional mutant mice lacking D2Rs in pituitary lactotropes (lacDrd2KO) performed by Cre loxP technology. LacDrd2KO female mice exhibited chronic hyperprolactinemia and pituitary hyperplasia related to an increase in proliferation and angiogenesis, being an excellent animal model for the study of dopamine resistant prolactinomas. They also present a preserved GH axis. In lacDrd2KO female, but not male mice, hyperprolactinemia was associated with increased body weight and food intake. Hypothalamic Npy mRNA expression was increased, while Pomc and Ppo mRNA levels were unaltered (in contrast to results in global D2R knockout mice). In addition, a state of leptin resistance was shown. Thus, the orexigenic effect of prolactin and its action on hypothalamic Npy expression were fully evidenced, leading to increased food intake. Marked increments in fat depots, adipocyte size, serum triglycerides, and nonesterified fatty acid levels were seen as a consequence of a decrease in lipolytic enzymes in adipose tissue. On the other hand, the liver of female lacDrd2KO mice had increased lipid content as indicated by oil red staining and triglyceride content, which was not related to changes in lipogenic/lipolytic enzyme expression, but with an increase in mRNA expression of lipogenic transcription factor regulated by glucose. Furthermore, lacDrd2KO female mice had glucose intolerance, deficient insulin secretion but a preserved response to it. Our results highlight an important role of prolactin in the regulation of food intake and adiposity and illustrate the value of studying cell-specific mutant mice to disentangle the pathophysiological mechanisms otherwise masked in null allele mutants or in animals treated with pervasive pharmacological agents.

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Registro:
Título : La disrupción específica del receptor dopaminérgico D2 en lactotropos devela un rol de la prolactina en el control de la ingesta y el metabolismo     =    Selective disruption of dopamine D2 receptors in pituitary lactotropes reveals a role of prolactin in metabolism and food intake regulation
Autor : Luque, Guillermina María
Director : Becú de Villalobos, Damasia
Consejero : Romano, Arturo
Jurados : Perone, Marcelo J.  ; Wald, Miriam R.  ; Spinedi, Eduardo
Año : 2015-03-12
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME). Laboratorio de Regulación Hipofisaria
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5673_Luque
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Biología Molecular y Celular
Biología / Endocrinología
Palabras claves : RECEPTOR DE DOPAMINA TIPO2; PROLACTINA; INGESTA; ADIPOSIDAD; HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA; DOPAMINE RECEPTOR TYPE 2; PROLACTIN; FOOD INTAKE; ADIPOSITY; GLUCOSE HOMEOSTASIS
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