Sıçanlarda intraserebroventriküler apelin-13 uygulamasının hipotalamus-hipofiz-tiroid aksı üzerine etkisi

Abstract

Apelin, G-protein kenetli APJ reseptörü için ligand olarak bilinen peptit yapılı bir hormondur. Apelin ve APJ, merkezi sinir sistemi (hipotalamusda dahil) ve birçok periferal dokuda sentezlenmektedir. APJ'nin özellikle hipotalamus ve tiroid bezinde yoğun olarak ifade ediliyor olması, apelinin hipotalamus-hipofiz-tiroid aksı ve enerji metabolizması üzerine rollerinin olabileceğini düşündürmektedir. Bu çalışmada, kronik intraserebroventriküler (icv) farklı iki doz apelin-13 uygulamasının hipotalamus-hipofiz-tiroid aksı ve enerji metabolizması üzerine etkilerini belirlemek amacıyla tasarlanmıştır. Çalışmada 40 adet Sprague Dawley cinsi erkek sıçan kullanıldı ve sıçanlar 4 gruba ayrıldı (n=10). Kontrol grubundaki sıçanlara herhangi bir işlem uygulanmadı. Uygulama grubundaki sıçanlara 7 gün süreyle 1 ve 10 nmol apelin-13 (10 µl/saat), sham grubundakilere ise apelin çözücüsü intraserebroventriküler (icv) olarak infüze edildi. 7. gün sonunda hayvanlar dekapite edilerek beyin, kan, beyaz ve kahverengi yağ dokuları toplandı. Hipotalamus dokusundan TRH, beyaz ve kahverengi yağ dokularadan eşleşme bozucu protein 1 (UCP1), kas dokudan UCP3 mRNA düzeyleri RT-PZR ile, serum örneklerinden TSH, T3 ve T4 düzeyleri ELISA ile belirlendi.Hipotalamus TRH mRNA seviyelerinde gruplar arasında farklılık belirlenmedi. Serum TSH seviyesi kontrol grubuna kıyasla diğer gruplarda anlamlı seviyede artarken (p<0.05, p<0.01), sham ve apelin grupları arasında anlamlı bir farklılık gözlenmedi. Kontrol grubuna kıyasla sham ve apelin uygulanan gruplarda serum T3, T4 seviyeleri düşük bulundu (p<0.05, p<0.01 ve p<0.001). Sham grubuna göre sadece yüksek doz apelin-13 uygulaması T3 ve T4 seviyelerini anlamlı şekilde azalttı (p<0.05). Apelin-13 uygulaması doz bağımlı olarak beyaz ve kahverengi yağ doku UCP1 ve kas doku UCP3 mRNA ifadesini azalttı (p<0.05). Sonuçlarımız merkezi yüksek doz apelin-13 uygulamasının serum T3 ve T4 seviyesini baskıladığını ve doz bağımlı olarak yağ doku UCP1 ve kas doku UCP3 mRNA ifadelerini azalttığını göstermektedir. Bu sonuçlar apelin-13'ün hipotalamus-hipofiz-tiroid aksını kısmen inhibe ederek enerji kullanımını azaltıcı etki gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Apelin is a peptide hormone called as the ligand for the G protein-coupled APJ receptor. Apelins and their receptors are expressed in the central nervous system, including the hypothalamus and numerous other peripheral tissues. Since APJ is expressed particularly intense in the hypothalamus and thyroid gland, Apelin is thought to play many roles on hypothalamus-pituitary-thyroid axis and energy metabolism. The present study was designed to investigate the effects of chronic intracerebroventricular (icv) administration of two different doses of apelin-13 on hypothalamus-hypophysis-thyroid axis and energy metabolism.In this study, fourty Sprague Dawley male rats were used, and were divided randomly into 4 groups (n=10 in each). No operation was applied to the rats in the control group. Rats in the experimental groups, apelin-13 at 1 and 10 nmol doses, and rats in sham group, the same amount of artificial cerebrospinal fluid was injected icv for seven days (10 µl/h). After seven days, animals were decapitated and their brain, blood, white and brown adipose tissues were taken. TRH mRNA levels in hypothalamus, uncoupling protein 1 (UCP1) mRNA levels in white and brown adipose tissues, UCP3 mRNA levels in muscle tissue of the groups were determined by RT-PCR method. Serum T3 and T4 levels were measured by using ELISA method.The levels of hypothalamic TRH mRNA were not different between the groups. While serum TSH levels significantly increased compared to control group (p<0.05, p<0.01) levels, no difference was observed between sham and apelin groups. Serum T3 and T4 levels were significantly lower in sham and apelin treated groups compared with the control group (p<0.05, p<0.01 ve p<0.001). According to the sham group, only high dose apelin-13 administration was significantly decreased in serum T3 and T4 levels. Apelin-13 administration dose-dependently reduced UCP1 mRNA expression in white and brown adipose tissue and UCP3 mRNA expression in muscle tissue.Our results showed that the infusion of high doses of apelin-13 caused decreases serum T3 and T4 levels in the rats. In addition to, the UCP3 mRNA levels in the muscle tissue and UCP1 mRNA levels in the adipose tissues were significantly decreased by both doses of apelin-13. These results suggested that apelin-13 caused a decrease of energy expenditure by partially inhibiting hypothalamus-hypophysis-thyroid axis.