Current biology. 2022 Apr 25; 32(8): 1812-1821

Roland Heynkes .4.2026, CC BY-SA-4.0 DE

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Gliederung

NR BACJ

AU Paulius Viskaitis, Myrtha Arnold, Celia Garau, Lise T. Jensen, Lars Fugger, Daria Peleg-Raibstein, Denis Burdakov

TI Ingested non-essential amino acids recruit brain orexin cells to suppress eating in mice

QU Current biology. 2022 Apr 25; 32(8): 1812-1821.e4. doi: 10.1016/j.cub.2022.02.067. Epub 2022 Mar 21

AB Ingested nutrients are proposed to control mammalian behavior by modulating the activity of hypothalamic orexin/hypocretin neurons (HONs). Previous in vitro studies showed that nutrients ubiquitous in mammalian diets, such as non-essential amino acids (AAs) and glucose, modulate HONs in distinct ways. Glucose inhibits HONs, whereas non-essential (but not essential) AAs activate HONs. The latter effect is of particular interest because its purpose is unknown. Here, we show that ingestion of a dietary-relevant mix of non-essential AAs activates HONs and shifts behavior from eating to exploration. These effects persisted despite ablation of a key neural gut - brain communication pathway, the cholecystokinin-sensitive vagal afferents. The behavioral shift induced by the ingested non-essential AAs was recapitulated by targeted HON optostimulation and abolished in mice lacking HONs. Furthermore, lick microstructure analysis indicated that intragastric non-essential AAs and HON optostimulation each reduce the size, but not the frequency, of consumption bouts, thus implicating food palatability modulation as a mechanism for the eating suppression. Collectively, these results suggest that a key purpose of HON activation by ingested, non-essential AAs is to suppress eating and re-initiate food seeking. We propose and discuss possible evolutionary advantages of this, such as optimizing the limited stomach capacity for ingestion of essential nutrients.

SP englisch

ZF Es wird angenommen, dass aufgenommene Nährstoffe das Verhalten von Säugetieren steuern, indem sie die Aktivität der Orexin-Hypocretin-Neuronen (HONs) im Hypothalamus modulieren. Frühere in vitro-Studien haben gezeigt, dass in der Ernährung von Säugetieren allgegenwärtige Nährstoffe wie nicht essentielle Aminosäuren (AAs) und Glucose die HONs auf unterschiedliche Weise modulieren. Glucose hemmt HONs, während nicht essentielle (aber nicht essentielle) Aminosäuren HONs aktivieren. Der letztgenannte Effekt ist von besonderem Interesse, da sein Zweck unbekannt ist. Hier zeigen wir, dass die Aufnahme einer ernährungsrelevanten Mischung nicht essentieller Aminosäuren HONs aktiviert und das Verhalten von Fressen hin zu Erkundung verlagert. Diese Effekte hielten trotz der Ablation eines wichtigen neuronalen Kommunikationsweges zwischen Darm und Gehirn, der cholecystokinin-sensitiven vagalen Afferenzen, an. Die durch die aufgenommenen nicht essentiellen Aminosäuren induzierte Verhaltensverschiebung wurde durch gezielte optische Stimulation der HONs reproduziert und bei Mäusen ohne HONs aufgehoben. Darüber hinaus zeigte die Analyse des Trinkverhaltens von Nagern, dass sowohl intragastrische nicht essentielle Aminosäuren als auch die optische Stimulation der HONs jeweils die Dauer, nicht jedoch die Häufigkeit der Fressphasen reduzierten, was darauf hindeutet, dass die Modulation der Futtergeschmacklichkeit als Mechanismus für die Unterdrückung der Nahrungsaufnahme fungiert. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass ein Hauptzweck der HON-Aktivierung durch aufgenommene, nicht essentielle Aminosäuren darin besteht, die Nahrungsaufnahme zu unterdrücken und die Nahrungssuche wieder in Gang zu setzen. Wir schlagen mögliche evolutionäre Vorteile dieser Mechanismen vor und diskutieren diese, wie beispielsweise die Optimierung der begrenzten Magenkapazität für die Aufnahme essenzieller Nährstoffe. Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)

LA bacj.pdf