Λεπτίνη

Δομή

Η λεπτίνη είναι πρωτεϊνική ορμόνη που ρυθμίζει την ενεργειακή πρόσληψη, συμπεριλαμβανομένης της όρεξης, της πείνας, του μεταβολισμού και της συμπεριφοράς.

Ιστορία

Η κλωνοποίηση του ob γονιδίου ανθρώπου και ποντικού το 1994[1], οδήγησε στην ανακάλυψη ότι κωδικοποιούσε μια 16 kDa πρωτεΐνη, η οποία ονομάστηκε πρωτεΐνη ob ή λεπτίνη (από την ελληνική λέξη «λεπτός»). Στα ποντίκια τόσο η έλλειψη λεπτίνης (στα ob/ob ποντίκια) όσο και η αντίσταση στη λεπτίνη (στα db/db ποντίκια με ελαττωματικό υποδοχέα λεπτίνης (ObR)[2] προκαλούν υπερφαγία και μειωμένη δαπάνη ενέργειας, οδηγώντας σε φαινότυπο παχυσαρκίας ο οποίος είναι εμφανής ακόμα και σε ζώα ηλικίας κάτω του ενός έτους [3]. Τόσο τα ob/ob όσο και τα db/db ποντίκια εκδηλώνουν μια σειρά από άλλες ανωμαλίες, όπως ο μη ινσουλινοεξαρτώμενος σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 με σοβαρή ινσουλινοαντίσταση, η υποθερμία και μειωμένη αντοχή στο κρύο, η στειρότητα και η μείωση της άλιπης μάζας. Η μελέτη και των δύο αυτών ποντικών-μοντέλων μας έχει παράσχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με πολλές από τις πτυχές της παχυσαρκίας και το ρόλο της λεπτίνης.

Χημική δομή

Η λεπτίνη είναι μία πρωτεΐνη 167 αμινοξέων, με αλληλουχία αμινοτελικού εκκριτικού σήματος 21 αμινοξέων. Η αλληλουχία του σήματος είναι λειτουργική και έχει ως αποτέλεσμα τη μετατόπιση της λεπτίνης στα μικροσώματα, με την επακόλουθη αφαίρεση του σήματος του πεπτιδίου. Επομένως, η λεπτίνη κυκλοφορεί στο αίμα ως πρωτεΐνη 146 αμινοξικών καταλοίπων.

Βιολογικός ρόλος

Ο λευκός λιπώδης ιστός είναι η βασική περιοχή σύνθεσης της λεπτίνης, αλλά είναι πλέον εμφανές ότι η ορμόνη παράγεται επίσης και σε άλλους ιστούς. Το επίπεδο του ob mRNA στο λευκό λιπώδη ιστό και η συγκέντρωση της κυκλοφορούσας λεπτίνης αυξάνονται αξιοσημείωτα στην παχυσαρκία, όπως φαίνεται από μελέτες σε ανθρώπους και αρκετά είδη παχύσαρκων ζώων [4]. Πράγματι, στους ανθρώπους παρατηρείται υψηλή συσχέτιση ανάμεσα στο δείκτη μάζας-σώματος και την κυκλοφορούσα λεπτίνη. Επομένως, όσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό του λιπώδους ιστού, τόσο υψηλότερο είναι το επίπεδο της ορμόνης. Επιπλέον, όπως έχει προαναφερθεί, το μέγεθος των λιποκυττάρων φαίνεται να είναι άλλος ένας μείζων καθοριστικός παράγοντας της έκφρασης του γονιδίου της λεπτίνης. Η άσκηση επάγει μια αύξηση στο μεταβολικό ρυθμό και τη συνολική δαπάνη ενέργειας [5]. Οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τα επίπεδα του mRNA της λεπτίνης και τα κυκλοφορούντα επίπεδά της, κατά τη διάρκεια της άσκησης, παραμένουν άγνωστοι. Τα ποντίκια που λαμβάνουν λεπτίνη χάνουν περισσότερο βάρος σε σχέση με τα ζώα που λαμβάνουν το έκδοχο και τρέφονται κατά ζεύγη, υποδεικνύοντας ότι η λεπτίνη αυξάνει επίσης και την κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, ο Campfield και οι συνεργάτες του [6] έδειξαν ότι τα ζώα που λαμβάνουν λεπτίνη έχουν μεγαλύτερες εσωτερικές θερμοκρασίες και μεταβολικούς ρυθμούς, σε σχέση με τα ζώα-ελέγχου. Αυτές οι παρατηρήσεις συνάδουν με την περιφερική αλληλεπίδραση της λεπτίνης με την ινσουλίνη, που κινητοποιούν τα στοιχεία καύσης και αναστέλλουν τους μηχανισμούς αποθήκευσης ενέργειας. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα η λεπτίνη να αυξάνει τη συνολική συμπαθητική νευρική δραστηριότητα, οδηγώντας έτσι σε μια σημαντική αύξηση στη δαπάνη ενέργειας.

Αντίσταση στη λεπτίνη και παχυσαρκία τους ανθρώπους

Παρόλο που τα πρώτα άτομα με οξεία και πρώιμη παχυσαρκία, εξαιτίας της αδρανοποιητικής μετάλλαξης στο γονίδιο της λεπτίνης, έχουν ταυτοποιηθεί και χαρακτηριστεί κλινικά [7], αρκετές μελέτες πληθυσμών έχουν αποτύχει να εντοπίσουν αυτές τις μεταλλάξεις [8]. Επομένως, τα άτομα με έλλειψη λεπτίνης πιθανόν να αποτελούν μια μειοψηφία μόνο των παχύσαρκων ανθρώπων. Αντιθέτως, τα περισσότερα παχύσαρκα άτομα έχουν αυξημένα επίπεδα λεπτίνης, στοιχείο που υποδεικνύει ότι η παχυσαρκία είναι μια κατάσταση αντίστασης ως προς τη λεπτίνη για τα περισσότερα παχύσαρκα άτομα.

Βιβλιογραφία

  1. ↑ Zhang, Y., Proenca, R., Maffei, M., Barone, M., Leopold, L. and Friedman, J.M., Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue, Nature, 1994, 372, 425-432.
  2. ↑ Tartaglia, L.A., Dembski, M., Weng, X., Deng, N., Culpepper, J., Devos, R., Richards, G.J., Campfield, L.A., Clark, F.T., Deeds, J., Muir, C., Sanker, S., Moriarty, A., Moore, K.J., Smutko, J.S., Mays, G.G., Wool, E.A., Monroe, C.A. and Tepper, R.I., Identification and expression cloning of a leptin receptor, OB-R, Cell, 1995, 83, 1263-1271 Lee, G.H., Proenca, R., Montez, J.M., Carroll, K.M., Darvishzadeh, J.G., Lee, J.I. and Friedman, J.M., Abnormal splicing of the leptin receptor in diabetic mice, Nature, 1996, 379, 632-635
  3. ↑ Bray, G.A. and York, D.A., Hypothalamic and genetic obesity in experimental animals: an autonomic and endocrine hypothesis, Physiol Rev, 1979, 59, 719-809.
  4. ↑ Considine, R.V., Sinha, M.K., Heiman, M.L., Kriauciunas, A., Stephens, T.W., Nyce, M.R., Ohannesian, J.P., Marco, C.C., McKee, L.J., Bauer, T.L. and et al., Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans, N Engl J Med, 1996b, 334, 292-295. Fruhbeck, G., Aguado, M. and Martinez, J.A., In vitro lipolytic effect of leptin on mouse adipocytes: evidence for a possible autocrine/paracrine role of leptin, Biochem Biophys Res Commun, 1997, 240, 590-594.
  5. ↑ Arner, P., Impact of exercise on adipose tissue metabolism in humans, Int J Obes Relat Metab Disord, 1995, 19 Suppl 4, S18-21.
  6. ↑ Campfield, L.A., Smith, F.J., Guisez, Y., Devos, R. and Burn, P., Recombinant mouse OB protein: evidence for a peripheral signal linking adiposity and central neural networks, Science, 1995, 269, 546-549.
  7. ↑ Montague, C.T., Farooqi, I.S., Whitehead, J.P., Soos, M.A., Rau, H., Wareham, N.J., Sewter, C.P., Digby, J.E., Mohammed, S.N., Hurst, J.A., Cheetham, C.H., Earley, A.R., Barnett, A.H., Prins, J.B. and O'Rahilly, S., Congenital leptin deficiency is associated with severe early-onset obesity in humans, Nature, 1997, 387, 903-908
  8. ↑ Maffei, M., Stoffel, M., Barone, M., Moon, B., Dammerman, M., Ravussin, E., Bogardus, C., Ludwig, D.S., Flier, J.S., Talley, M. and et al., Absence of mutations in the human OB gene in obese/diabetic subjects, Diabetes, 1996, 45, 679-682

Εξωτερικοί σύνδεσμοι