Лептин

Лептин

Лептин - гормон голода и его роль в похудении

Пространственная структура лептина

Лептин (от др.-греч. «leptos» — тонкий) - пептидный гормон жировой ткани - адипокин. Лептин, интегрированный в систему обратной связи с гипоталамическими нейропептидами, в первую очередь с нейропептидом Y, является важным фактором, участвующим в системе регуляции энергетического баланса. Проникнув в гипоталамус, лептин через лимбическую долю и ствол мозга снижает потребность в пище.

Строение

Лептин был открыт в 1994 году как продукт ob-гена с помощью позиционного клонирования. Гормон является высокомолекулярным белком с массой 16 кДа, состоящим из 167 аминокислотных остатков.По пространственной структуре относится к группе α-спиральных белков, в которую входят также гормоны роста, пролактин, а также цитокины.

Выделяют 2 изоформы рецепторов лептина: длинный рецептор (Rb), локализующийся в головном мозге, и короткий (Ra) во всех других органах. Рецептор Rb локализуется в центре насыщения — вентромедиальном ядре гипоталамуса, а также в дугообразном, дорсомедиальном и паравентрикулярном ядрах. Связывание лептина с рецептором Rb вызывает фосфорилирование цитоплазматической тирозинкиназы JAK 2 (Janus kinase), которая, в свою очередь, фосфорилирует белки — переносчики сигнала и активаторы транскрипции STAT 3 (Signal transducer and activator of transcription)

Физиологическая роль

Лептин преимущественно секретируется адипоцитами белой жировой ткани, кроме того, источниками его синтеза являются плацента, эпителий грудных желез, скелетная мускулатура и слизистая желудка. Адипоциты выделяют лептин в кровь прямо пропорционально массе жировой ткани и состоянию питания . Факторы, определяющие уровень экспрессии лептина, приведены в таблице.

Размер адипоцита является важной детерминантой синтеза лептина: крупные жировые клетки содержат гораздо большее количество гормона, чем мелкие адипоциты. Уровень лептина в крови коррелирует с запасами жировых депо. У грызунов концентрация гормона повышается спустя несколько часов после еды, у человека — через несколько дней после периода переедания, снижение показателей у животных и человека наблюдается в течение 18-24 часов после начала голодания. Таким образом, лептин является как индикатором энергетических запасов, так и медиатором энергетического баланса.

Таблица: Регуляция экспрессии лептина (по Ashima R.S., Flier J.S., 2000)

Органы и ткани	Увеличение	Снижение
Жировая ткань	Прием пищи	Голодание
	Ожирение (кроме случаев мутации ob-гена)	Тестостерон
	Инсулин	β-адренергические агонисты
	Глюкокортикоиды	Тиазолидиндионы (in vitro)
	Острая инфекция	Тиреоидные гормоны
	Цитокины (α-ФНО, ИЛ-1, ФИЛ)	Холодовое воздействие
Плацента	Инсулин	Курение
	Глюкокортикоиды	Низкий вес новорожденного
	Гипоксия
Скелетная мускулатура	Глюкозамин
	Глюкоза
	Липиды
Желудок		Холецистокинин
		Прием пищи

Сравнение мыши с дефицитом лептина, что приводит к ожирению (слева) и здоровой мыши (справа)

Концентрация гормона после наступления половой зрелости в 2-3 раза выше у женщин, нежели у мужчин. В фертильном возрасте снижается содержание гормона у мужчин и увеличивается у женщин из-за более выраженного подавляющего воздействия андрогенов на синтез лептина, чем стимулирующего - эстрогенов. Кроме того на концентрацию лептина в крови оказывает большее содержание жировой ткани в организме у женщин, чем у мужчин.Подкожные адипоциты продуцируют в 2 раза больше гормона из расчета на клетку, чем внутриабдоминальные клетки.

Одной из первых была установлена функция лептина по его влиянию на энергетический метаболизм - прием пищи и расходование энергии, связанные с действием гормона в гипоталамусе. Со временем было установлено, что действие лептина намного разнообразнее. Кроме центральной нервной системы, он действует на поджелудочную железу, почки, иммунную и симпатическую нервную системы, оказывает влияние на ангиогенез, гематопоэз и, на рост опухолей, а также, принимает участие в процессах фетального развития, стимулирует рост костей и их плотность.

Физиологические эффекты лептина

• Снижение приема пищи

• Повышение расходования энергии

• Снижение секреции инсулина поджелудочной железой

• Повышение натрийуреза и диуреза

• Повышение активности симпатической нервной системы

• Стимуляция ангиогенеза

• Стимуляция гематопоэза

• Повышение экспрессии и действия TGFβ1

• Влияние на рост опухолей и инвазию

• Влияние на репродуктивную систему

• Стимуляция иммунной системы

• Воздействие на рост кости и ее плотность

Циркадный и ультрадианный ритмы

Для клинического использования важно отметить, что уровень лептина в сыворотке крови подвержен умеренным циркадным изменениям, пик содержания лептина приходится примерно на два часа ночи. Уровень лептина в это время на 30-100% выше, чем в утренние часы или раннее дневное время. Эти вариации, вместе с влиянием пищевого потребления необходимо учитывать при сборе образцов крови. При довольно стандартизированных условиях сбора крови, т.е. регулярном приеме пищи и сборе крови в утренние часы или ранние дневные часы, единственное измерение уровня лептина информативно. Для соответствующей интерпретации измеренных уровней лептина необходим референс-диапазон .

Клинико-лабораторнаяя диагностика

Самым распространенным методом определения уровня лептина, является иммунноферментный анализ (ИФА-метод), позволяющий обнаружить искомое вещество (лептин), благодаря добавлению меченного реагента (коньюгата), который, специфически связываясь только с этим веществом (лептин), окрашивается. Интенсивность окраски пропорциональна количеству определяемого вещества в сыворотке крови.

Референсные значения

Информация, касающаяся референсных значений показателей, а также сам состав входящих в анализ показателей может несколько отличаться в зависимости от лаборатории.

• 0-3 года: 3,2 +/- 0,4 нг/мл (мужчины); 2,6 +/- 0,4 нг/мл (женщины);

• 3 - 6 лет: 4,8 +/- 1,2 нг/мл (мужчины); 1,6 +/- 0,4 нг/мл(женщины);

• 6 - 9 лет :14,8 +/- 4,4 нг/мл (мужчины); 8,6 +/- 2,0 нг/мл(женщины);

• 9 - 12 лет: 24 +/- 4,8 нг/мл (мужчины); 13,8 +/- 3,6 нг/мл(женщины);

• 12 - 15 лет: 34 +/- 8,0 нг/мл (мужчины); 14,62 +/- 3,2 нг/мл(женщины);

• 15 - 20 лет: 32,8 +/- 5,2 нг/мл (мужчины); 16,8 +/- 10,8 нг/мл(женщины);

• 20 лет и более: 1,1 - 27,6 нг/мл(мужчины); 0,5 - 13,8 нг/мл(женщины).

Показания

Повышение значений:

• Ночью - физиологическое повышение лептинемии в среднем составляет 30%

• Ожирение.У пациентов с ожирением практически всегда уровень лептина в крови повышен многократно и в среднем составляет 35-200 нг/мл.После снижения массы тела уровень лептинемии также снижается, составляя 10-100 нг/мл. ОДНАКО: у части людей с ожирением уровень лептина не превышает нормы.

• Повышение массы тела на 10% приводит к повышению лептинемии на 300%.

• Переедание, чрезмерно жирная пища.

• Некоторые гормоны - инсулин, глюкокортикостероиды, соматотропин (гормон роста), эстроген - повышают уровень лептина и активируют его.

• Эндотоксины.

• Цитокины.

Понижение значений:

• Снижение массы тела на 10% вызывает снижение лептинемии до 53%.

• Голодание в течение 1-2 дней вызывает снижение лептинемии на 64-72%, а длительное голодание приводит к критическому снижению уровня лептина. У лиц с дефицитом массы тела (индекс массы тела менее 18,5 кг/м2) уровень лептинемии всегда низкий.

• Воздействие холода.

• Некоторые гормоны - тестостерон, гормоны щитовидной железы (дийодтиронин, трийодтиронин, тироксин), катехоламины (адреналин, артеренол) - снижают уровень лептинемии.

• Физические нагрузки.