Bevezetés: A medialis orbitofrontalis kéreg fontos szerepet játszik a táplálkozás és az anyagcsere szabályozásában. Az itt található glükózmonitorozó idegsejtek e folyamatokbeli érintettsége, jellemző működési sajátosságaik azonban még kevéssé ismertek. Célkitűzés: Kísérletsorozatunkban e kemoszenzoros idegsejtek funkcionális jelentőségét kívántuk megvilágítani. Módszer: A multibarrel mikroelektroforetikus technika segítségével elektrofiziológiai kísérleteket folytattunk, valamint a glükózmonitorozó neuronok sztreptozotocinnal való szelektív elpusztítása után anyagcsere-vizsgálatokat végeztünk. Eredmények: A vizsgált sejtek mintegy 15%-a bizonyult az előagyi glükózmonitorozó ideghálózat elemének. E glükózmonitorozó és a glükózra válaszkészséget nem mutató, úgynevezett glükózinszenzitív idegsejtek eltérő neurotranszmitter- és ízérzékenységet mutattak. Akut glükóztolerancia-tesztben, a sztreptozotocinnal kezelt patkányok 30 és 60 perces vércukorértékei a kontrollállatokéinál szignifikánsan magasabbak voltak. A sztreptozotocinkezelt csoportban a plazmatriglicerid-koncentráció a kontrollokban mértnél szintén nagyobbnak bizonyult. Következtetések: Eredményeink azt igazolják, hogy a medialis orbitofrontalis kérgi glükózmonitorozó idegsejtek a belső és a külső környezet ingereinek integrációjával, az anyagcsere-folyamatok monitorozásával nélkülözhetetlenek az egészséges homeosztázis fenntartásában. Orv Hetil. 2017; 158(18): 692–700.
Brodmann, K.: Vergleichende Lokalisationslehre der Grosshirnrinde: in ihren Prinzipien dargestellt auf Grund des Zellenbaues. Barth Verlag, Leipzig, 1909.
Kringelbach, M. L., Rolls, E. T.: The functional neuroanatomy of the human orbitofrontal cortex: evidence from neuroimaging and neuropsychology. Prog. Neurobiol., 2004, 72, 341–372.
Nonneman, A. J., Kolb, B. E.: Lesions of hippocampus or prefrontal cortex alter species-typical behaviors in the cat. Behav. Biol., 1974, 12, 41–54.
Kolb, B.: Animal models for human PFC-related disorders. Prog. Brain Res., 1990, 85, 501–519.
Freedman, M., Oscar-Berman, M.: Bilateral frontal lobe disease and selective delayed response deficits in humans. Behav. Neurosci., 1986, 100, 337–342.
Tanabe, T., Yarita, H., Iino, M., et al.: An olfactory projection area in orbitofrontal cortex of the monkey. J. Neurophysiol., 1975, 38, 1269–1283.
Eichenbaum, H., Shedlack, K. J., Eckmann, K. W.: Thalamocortical mechanisms in odor-guided behavior. I. Effects of lesions of the mediodorsal thalamic nucleus and frontal cortex on olfactory discrimination in the rat. Brain Behav. Evol., 1980, 17, 255–275.
Kolb, B.: Functions of the frontal cortex of the rat: a comparative review. Brain Res., 1984, 320, 65–98.
Oomura, Y., Ono, T., Ooyama, H., et al.: Glucose and osmosensitive neurones of the rat hypothalamus. Nature, 1969, 222, 282–284.
Oomura, Y., Kimura, K., Ooyama, H., et al.: Reciprocal activities of the ventromedial and lateral hypothalamic areas of cats. Science, 1964, 143, 484–485.
Oomura, Y.: Input-output organization of the hypothalamus relating to food intake behavior. In: Morgane, P. J., Panksepp, J. (eds.): Handbook of the hypothalamus. M. Dekker, New York, 1980, 557–620.
Aou, S., Oomura, Y., Lenard, L., et al.: Behavioral significance of monkey hypothalamic glucose-sensitive neurons. Brain Res., 1984, 302, 69–74.
Oomura, Y, Yoshimatsu, H.: Neural network of glucose monitoring system. J. Auton. Nerv. Syst., 1984, 10, 359–372.
Oomura, Y.: Chemical and neuronal control of feeding motivation. Physiol. Behav., 1988, 44, 555–560.
Karadi, Z., Faludi, B., Hernadi, I., et al.: Role of forebrain glucose-monitoring neurons in the central control of feeding: II. Complex functional attributes. Neurobiology (Bp.), 1995, 3, 241–256.
Karadi, Z., Lukats, B., Papp, S., et al.: The central glucose-monitoring neural network: major protector of the adaptive homeostatic balance for well being of the organism. International Congress Series, 2004, 1269, 30–33.
Minami, T., Oomura, Y., Sugimori, M.: Electrophysiological properties and glucose responsiveness of guinea-pig ventromedial hypothalamic neurones in vitro. J. Physiol., 1986, 380, 127–143.
Adachi, A., Kobashi, M., Funahashi, M.: Glucose-responsive neurons in the brainstem. Obes. Res., 1995, 3(Suppl. 5), 735S–740S.
Adachi, A., Shimizu, N., Oomura, Y., et al.: Convergence of hepatoportal glucose-sensitive afferent signals to glucose-sensitive units within the nucleus of the solitary tract. Neurosci. Lett., 1984, 46, 215–218.
Mizuno, Y., Oomura, Y.: Glucose responding neurons in the nucleus tractus solitarius of the rat: in vitro study. Brain Res., 1984, 307, 109–116.
Adachi, A., Kobashi, M.: Convergence of hepatic gluco- and osmosensitive inputs on chemosensitive units in the medulla oblongata of rat. In: Oomura, Y. (ed.): Emotions: neural and chemical control. Japan Scientific Societies Press, Tokyo, 1986, 103–113.
Adachi, A., Kobashi, M., Miyoshi, N., et al.: Chemosensitive neurons in the area postrema of the rat and their possible functions. Brain Res. Bull., 1991, 26, 137–140.
Karadi, Z., Oomura, Y., Nishino, H., et al.: Lateral hypothalamic and amygdaloid neuronal responses to chemical stimuli in the rhesus monkey. In: Morita, H. (ed.): Proceedings of the 22nd Japanese Symposium on Taste and Smell. Asahi University Press, Gifu, 1988, 121–124.
Nakano, Y., Lenard, L., Oomura, Y., et al.: Functional involvement of catecholamines in reward-related neuronal activity of the monkey amygdala. J. Neurophysiol., 1987, 57, 72–91.
Nakano, Y., Oomura, Y., Lenard, L., et al.: Feeding-related activity of glucose- and morphine-sensitive neurons in the monkey amygdala. Brain Res., 1986, 399, 167–172.
Karadi, Z., Scott, T. R., Oomura, Y., et al.: Complex functional attributes of amygdaloid gustatory neurons in the rhesus monkey. Ann. N.Y. Acad. Sci., 1998, 855, 488–492.
Karadi, Z., Faludi, B., Lenard, L., et al.: Glucose-sensitive neurons of the globus pallidus: II. Complex functional attributes. Brain Res. Bull., 1995, 37, 157–162.
Lenard, L., Karadi, Z., Faludi, B., et al.: Glucose-sensitive neurons of the globus pallidus: I. Neurochemical characteristics. Brain Res. Bull., 1995, 37, 149–155.
Papp, S., Lukats, B., Takacs, G., et al.: Glucose-monitoring neurons in the nucleus accumbens. Neuroreport, 2007, 18, 1561–1565.
Nagy, B., Takacs, G., Szabo, I., et al.: Taste reactivity alterations after streptozotocin microinjection into the mediodorsal prefrontal cortex. Behav. Brain Res., 2012, 234, 228–232.
Nagy, B., Szabo, I., Papp, S., et al.: Glucose-monitoring neurons in the mediodorsal prefrontal cortex. Brain Res., 2012, 1444, 38–44.
Karadi, Z., Varju, G., Hernadi, I., et al.: Functional heterogenity of orbitofrontal neurons in the rat and rhesus monkey. Neurobiology, 1997, 5, 159.
Karadi, Z., Egyed, R., Hernadi, I., et al.: Integrative processing of endogenous and exogenous chemical signals by glucose-monitoring neurons of the primate orbitofrontal cortex. Appetite, 1998, 31, 263.
Murray-Lyon, I. M., Eddleston, A. L., Williams, R., et al.: Treatment of multiple-hormone-producing malignant islet-cell tumour with streptozotocin. Lancet, 1968, 2, 895–898.
Ganda, O. P., Rossini, A. A., Like, A. A.: Studies on streptozotocin diabetes. Diabetes, 1976, 25, 595–603.
Szkudelski, T.: The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pancreas. Physiol. Res., 2001, 50, 537–546.
Garvey, W. T., Huecksteadt, T. P., Birnbaum, M. J.: Pretranslational suppression of an insulin-responsive glucose transporter in rats with diabetes mellitus. Science, 1989, 245, 60–63.
Like, A. A., Rossini, A. A.: Streptozotocin-induced pancreatic insulitis: new model of diabetes mellitus. Science, 1976, 193, 415–417.
Kadowaki, T., Kasuga, M., Akanuma, Y., et al.: Decreased autophosphorylation of the insulin receptor-kinase in streptozotocin-diabetic rats. J. Biol. Chem., 1984, 259, 14208–14216.
Rakieten, N., Rakieten, M. L., Nadkarni, M. R.: Studies on the diabetogenic action of streptozotocin (NSC-37917). Cancer Chemother. Rep., 1963, 29, 91–98.
Karadi, Z., Lukats, B., Papp, S., et al.: Involvement of forebrain glucose-monitoring neurons in taste information processing: electrophysiological and behavioral studies. Chem. Senses, 2005, 30(Suppl. 1), i68–i69.
Keszthelyi, Z., Past, T., Lukats, B., et al.: The central effect of chromium on glucose metabolism. Pharmacopsychiatry, 2004, 37, 242.
Elliott, R., Dolan, R. J., Frith, C. D.: Dissociable functions in the medial and lateral orbitofrontal cortex: evidence from human neuroimaging studies. Cereb. Cortex, 2000, 10, 308–317.
Nagy, B., Szabo, I., Takacs, G., et al.: Impaired glucose tolerance after streptozotocin microinjection into the mediodorsal prefrontal cortex of the rat. Physiol. Internatl., 2016, 103, 403–412.
Paxinos, G. W.: The rat brain in stereotaxic coordinates. Academic Press, Inc., 1997.
Lukats, B., Inoue, T., Mizuno, M., et al.: Electrophysiological and behavioral evidences of the feeding-related neuronal processes in the orbitofrontal cortex. International Congress Series, 2007, 1301, 230–233.
Nagy, B., Szabo, I., Csetenyi, B., et al.: Noradrenaline and acetylcholine responsiveness of glucose-monitoring and glucose-insensitive neurons in the mediodorsal prefrontal cortex. Brain Res., 2014, 1543, 159–164.
Levin, B. E.: Metabolic sensing neurons and the control of energy homeostasis. Physiol. Behav., 2006, 89, 486–489.
Pannacciulli, N., Le, D. S, Salbe, A. D., et al.: Postprandial glucagon-like peptide-1 (GLP-1) response is positively associated with changes in neuronal activity of brain areas implicated in satiety and food intake regulation in humans. Neuroimage, 2007, 35, 511–517.
Rocca, A. S., Brubaker, P. L.: Role of the vagus nerve in mediating proximal nutrient-induced glucagon-like peptide-1 secretion. Endocrinology, 1999, 140, 1687–1694.
Egyed, R., Lukats, B., Karadi, Z.: Diabetes mellitus-like metabolic deficits elicited by ventromedial hypothalamic streptozotocin microinjection. J. Physiol. (Lond.), 2000, 526, 173–174.