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Tail suspension increases energy expenditure independently of the melanocortin system in mice

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Space travelers experience anorexia and body weight loss in a microgravity environment, and microgravity-like situations cause changes in hypothalamic activity. Hypothalamic melanocortins play a critical role in the regulation of metabolism. Therefore, we hypothesized that microgravity affects metabolism through alterations in specific hypothalamic signaling pathways, including melanocortin signaling. To address this hypothesis, the microgravity-like situation was produced by an antiorthostatic tail suspension in wild-type and agouti mice, and the effect of tail suspension on energy expenditure and hypothalamic gene expression was examined. Energy expenditure was measured using indirect calorimetry before and during the tail suspension protocol. Hypothalamic tissues were collected for gene expression analysis at the end of the 3 h tail suspension period. Tail suspension significantly increased oxygen consumption, carbon dioxide production, and heat production in wild-type mice. Tail suspension-induced increases in energy expenditure were not attenuated in agouti mice. Although tail suspension did not alter hypothalamic proopiomelanocortin (POMC) and agouti-related protein (AGRP) mRNA levels, it significantly increased hypothalamic interleukin 6 (Il-6) mRNA levels. These data are consistent with the hypothesis that microgravity increases energy expenditure and suggest that these effects are mediated through hypothalamic signaling pathways that are independent of melanocortins, but possibly used by Il-6.

Les voyageurs spatiaux souffrent d’anorexie et subissent une perte de poids dans un environnement en microgravité, et les situations microgravitaires modifient l’activité hypothalamique. Les mélanocortines hypothalamiques jouent un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que les situations microgravitaires influent sur le métabolisme en induisant des modifications dans des voies de signalisation hypothalamiques spécifiques, y compris celle des mélanocortines. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons simulé la situation microgravitaire par une suspension antiorthostatique chez des souris, et nous avons examiné l’effet d’une suspension par la queue sur la dépense énergétique et l’expression génique hypothalamique chez des souris agouti de type sauvage. Nous avons mesuré la dépense énergétique par calorimétrie, avant et durant le protocole de suspension par la queue. À la fin de la période de suspension de 3 h, nous avons prélevé des tissus hypothalamiques pour analyser l’expression génique. La suspension par la queue a augmenté significativement la consommation d’oxygène, la production de dioxyde de carbone et la production de chaleur chez les souris de type sauvage. Les augmentations de la dépense énergétique induites par la suspension caudale n’ont pas diminué chez les souris agouti. La suspension par la queue n’a pas modifié les taux d’ARNm de la protéine associée à l’agouti (AGRP) et de la proopiomélanocortine (POMC) dans l’hypothalamus, mais elle a augmenté de façon significative les taux d’ARNm de l’interleukine 6 (Il-6). Ces résultats confortent l’hypothèse que la microgravité augmente la dépense énergétique et permettent de présumer que ces effets sont véhiculés par des voies de signalisation hypothalamiques indépendantes des mélanocortines, mais probablement utilisées par l’Il-6.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2009

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