Биологическая роль лептина

Pегуляция экспрессии лептина

Экспрессия лептина зависит от состояния накопления энергии в жире. Размеры адипоцитов являются важными детерминантами синтеза лептина, чем больше адипоциты, тем больше содержат лептина. Уровень лептина в крови коррелирует с общим накоплением жира в теле. Количество лептина увеличивается в течение нескольких часов после приема пищи у грызунов и после нескольких дней обильного питания у человека. Уровень лептина снижается в течение нескольких часов после голодания у обоих видов. Лептин служит как индикатор хранения энергии и как медиатор баланса энергии. Так как уровень лептина не повышается после каждого приема пищи, то вряд ли он служит сигналом насыщения в связи с приемом пищи. Регуляция экспрессии лептина питанием очевидно опосредуется частично инсулином. Экспрессия лептина увеличивается после пика секреции инсулина во время цикла приема пищи. Инсулин стимулирует экспрессиию лептина непосредственно. У человека экспрессия лептина коррелирует с уровнем инсулина, повышается в течение нескольких дней после инфузии инсулина и напротив падение инсулина может способстовать снижению уровня лептина при легком голодании.

Уровень лептина регулируется и др. факторами. Глюкокортикоиды непосредственно стимулируют его синтез в культуре адипоцитов и экспрессия лептина повышается в ответ на хроническое увеличение кортизола у человека. У свободноживущих животных уровень лептина плазмы и глюкокортикоида находятся в обратном отношении. Пик уровня глюкокортикоида совпадает с самым низким уровнем лептина в начале светового цикла у человека и самый низкий уровень глюкокортикоида связан с пиком уровня лептина ночью. Обратная корреляция между пульсирующей секрецией лептина и кортизола и адренокортикотропина известна у человека. Препубертальное увеличение экспрессии лептина предшествует увеличению тестостерона и эстрадиола и, по-видимому, связано с созреванием гонадной оси. Синтез лептина ингибируется тестостероном, но не овариальными половыми стероидами.

Синтез лептина стимулируется инфекцией, эндотоксином и цитокинами. Повышение лептина в результате подъема уровня цитокинов может вносить вклад в анорексию и потерю веса при воспалительных состояниях. Воздействие холодом и катехоламины снижают экспрессию лептина, очевидно путем активации β-адренэргических рецепторов. Эффекты катехоламинов на уровень лептина скорее всего связаны с прямым действием на ген ob, т.к. сайт связывания для соответствующих ядерных транскрипционных факторов присутствует в промоторе obesegene.

Помимо жировой ткани лептин синтезируется также в плаценте, слизистой дна желудка, скелетных мышцах и эпителии молочных желез. Экспрессия лептина в плаценте стимулируется гипоксией, инсулином и глюкокортикоидами. Лептин, синтезируемый эпителием молочных желез, накапливается и потребляется новорожденными. Холецистокинин или гастрин снижают синтез лептина в дне желудка и увеличивают плазменный лептин, что может быть использовано для кратковременной регуляции аппетита. Введение глюкозамина увеличивет экспрессию лептина в жировой ткани и индуцирует синтез лептина в скелетных мышцах крыс. Инфузии глюкозы и липидов оказывают сходное действие на эпкспрессию лептина в этих тканях.

Было установлено, что имеется дозовозависимый эффект лептина, так гиперкортицизм и центральный гипогонадизм корректируются низкими дозами лептина. Концентрация лептина выше нормального пищевого уровня необходима для ингибирования потребления пищи и предупреждения прибавки веса. Терморегуляция нуждается ещё в более высоких уровнях лептина. Следовательно, имеются различные пороги лептина для разных функций и что реакции на физиологические отклонения лептина могут быть опосредованы разными субнаборами нейронов.

Роль лептина в адаптации к голоданию. Падение лептина во время голодания вызывает увеличение уровня нейропептида Y (NPY). NPY нейроны непосредственно реагируют на лептин. NPY стимулирует прием пищи, тогда как α-меланоцитостимулирующий гормон ингибирует прием пищи. Падение лептина ведет также к супрессии иммунной функции.

Лептин как противотучный гормон

Введение лептина грызунам снижает потребление пищи и увеличивает энергетические траты. В противоположность голоданию, потеря веса после периферического или центрального применения лептина ограничивется жировой тканью, без потери мышечной массы. Лептин активирует окисление липидов, по крайней мере частично, за счет индукции экспрессии энзимов окисляющих липиды. Тем не менее лептин не является противотучным гормоном. Высокие уровни эндогенного лептина у человека и животных не препятствуют ожирению.  Гиперлептинемия указывает на резистентность к лептину, который может играть роль в развитии тучности. Резистентность к лептину может быть связана с дизрегуляцией синтеза лептина или секреции, с аномалиями транспорта лептина в головной мозг и аномалиями рецептров лептина или пострецепторной передачи сигналов.

Лептин как сигнал для адаптации к голоданию.

Голодание запускает комплекс нейральных, метаболических, гормональных и поведенческих адаптаций с целью предоставления энергетического субстрата для использования головным мозгом, защиты мышечной массы и обеспечения выживания. Основной аспект адаптации — способность переключаться с углеводного на жировой метаболизм при голодании.

Другие эффекты лептина

Лептин, по-видимому , необходим для созревания репродуктивной оси. Мутации вызывают гипоталамический гипогонадизм у человека. Лептин стимулирует высвобождение гонадотропина. Эти результаты указывают на то, что лептиновые сигналы задают адекватное хранение энергии для репродукции путем взаимодействия с различнми органами-мишенями гипоталамическо-питуитарно-гонадной оси.

Лептин оказывает влияние на метаболизм независимо от его роли в регуляции веса тела. Например, лептин остро снижает уровень глюкозы и инсулина у мышей перед обнаружимой потерей веса и стимулирует глюконеогенез и глюкозный метаболизм у грызунов дикого типа. Лептин стимулирует липолиз, нарушает расщепление липидов в скелетных мышцах и способен усиливать синтез жирных кислот в печени. Локальная экспрессия лептина в желудке регулирует насыщаемость. Прямая передача синалов лептина в кишечник может быть связана с регуляцией абсорбции пищи и подвижностью кишечника. Лептин усиливает также активность симпатических нервов в коричневой жировой ткани, надпочечниках, почках и скелетных мышцах задних конечностей. Лептин может также участвовать в регуляции сердечно-сосудистой и почечной функции через ЦНС. Это может проявляться в осложнениях этих систем при ожирении.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector