ПРЕГЛЕД СТАТИЯНА

лептина

Роля на лептина като аферентен сигнал в регулирането на енергийната хомеостаза

Роля на лептина като аферентен сигнал за регулиране на енергийната хомеостаза

Д-р José María Basain Valdés, I Dra. Мария дел Кармен Валдес Алонсо, II Д-р Маргарита Перес Мартинес, I Д-р Мария де лос Анхелес Хорхе Диас, I Д-р Hortensia Linares Valdés III

I Университетска поликлиника "Карлос Мануел Портуондо Ламберт". Хавана Куба.
II Учебна болница за деца "Хуан Мануел Маркес". Хавана Куба.
III Факултет по медицински науки "Finlay-Albarrán". Хавана Куба.

Затлъстяването е хронично заболяване, характеризиращо се с патологично увеличаване на телесните мазнини, генерирано от дисбаланс между доходите и енергийните разходи; Тази излишна енергия се съхранява в мастната тъкан, която не само съхранява липиди, но и отделя множество хормони, което го прави най-големият ендокринен орган в тялото. За разлика от други жлези с вътрешна секреция, неговата маса е променлива и може постепенно да се увеличава или намалява по размер в зависимост от възрастта, приема на храна, физическата активност, перинаталното програмиране и генетичното предразположение; Сред секретираните фактори се откроява лептин, който участва в регулирането на енергийния баланс и секрецията на гонадотропин. Целта на този библиографски преглед е да опише ролята на лептина като аферентен сигнал в регулацията на енергийната хомеостаза и се подчертава значението му като един от механизмите, участващи в патогенезата на затлъстяването.

Ключови думи: лептин, мастна тъкан, енергийна хомеостаза.

Затлъстяването е хронично заболяване, характеризиращо се с патологично покачване на телесните мазнини, генерирано от дисбаланс между вложената и изведената енергия. Този енергиен излишък се съхранява в мастната тъкан, която не само съхранява липиди, но също така отделя множество хормони и представлява най-големият ендокринен орган на човешкото тяло. За разлика от други жлези с вътрешна секреция, той има променлива маса и може постепенно да увеличава или намалява размера си в зависимост от възрастта, приема на храна, физическата активност, перинаталното планиране и генетичното предразположение. Сред секретираните фактори са лептинът, който участва в регулирането на енергийния баланс и секрециите на гонадотропин. Целта на този преглед на литературата беше да опише ролята на лептина като аферентния сигнал в регулирането на енергийната хомеостаза; беше подчертано значението му като един от механизмите, участващи в патогенезата на затлъстяването.

Ключови думи: лептин, мастна тъкан, енергийна хомеостаза.

ВЪВЕДЕНИЕ

Затлъстяването е хронично заболяване, характеризиращо се с патологично увеличаване на телесните мазнини, което е свързано с повишен риск за здравето. Произвежда се от положителен калориен баланс, дължащ се на висок калориен прием, намаляване на енергийните разходи или комбинация от двете. 1

По дефиниция това е излишък от телесни мазнини, генериран от дисбаланс между доходите и енергийните разходи: енергийната печалба - храната - е по-висока от разходите, определени главно от физическата активност. Този дисбаланс може да бъде повлиян от сложното взаимодействие на генетични, поведенчески и физически и социални фактори на околната среда. Излишната енергия се съхранява в адипоцити, които се увеличават по размер и/или в брой. две

През последните десетилетия затлъстяването премина от естетически проблем в истинска епидемия, която засяга повече от една трета от западното население и която започва да засяга все повече и повече младите поколения. 3

Затлъстяването е нарастващ проблем на общественото здраве на глобално и национално ниво. В Мексико честотата и разпространението са нараснали тревожно през последните 20 години; при възрастни мъже той се е увеличил от 60 на 70% между 2000 и 2006 г., процент на нарастване, който е малко по-нисък при жените. 4

Доскоро изследванията за енергийния баланс и затлъстяването се фокусираха особено върху невроендокринните пътища, участващи в хипоталамусния контрол на консумацията на храна. Въпреки това мастната тъкан е във фокуса на изследванията през последното десетилетие, поради по-доброто разбиране на нейната роля като ендокринен и сигнален орган. 5

При хората има два вида мастна тъкан: бяла мастна тъкан (WAT) и кафява или кафява мастна тъкан (BAT). И двете мастни тъкани представляват важни разлики по отношение на тяхната функционалност, морфология и разпределение. Бялата мастна тъкан, освен че е основният енергиен резервоар, е секретиращ орган на голям брой хормони и цитокини, които модулират метаболизма на тялото. 3,6 От друга страна, кафявата или кафява мастна тъкан е специализирана в разхода на енергия чрез термогенеза. Следователно, някои автори посочват, че развитието на затлъстяване зависи от баланса между бялата мастна тъкан и кафявата мастна тъкан. 3

Действието на мастната тъкан - по отношение на нейните метаболитни способности - е разнородно; по този начин се вижда, че има важни вариации в неговата активност в зависимост от мястото на депозита, които могат да бъдат: подкожни (80%) или висцерални (20%). Висцералният депозит има по-малки адипоцити, по-васкуларизиран е, с по-голяма симпатикова инервация и голям брой β адренергични рецептори, което му придава по-голяма активност и е свързано със заболяването, свързано със затлъстяването. 7

Излишъкът от бяла мастна тъкан генерира при затлъстяване хроничен възпалителен отговор с нисък клас, тъй като тази тъкан увеличава секрецията на възпалителни молекули, като лептин, тумор некротизиращ фактор алфа, интерлевкин 6 и резистин и секрецията на адипонектин, а цитокин с противовъзпалително действие, е намален. 4.8.9

При затлъстяването повечето случаи са многофакторни по произход и се признават генетични, метаболитни, ендокринологични и екологични фактори. Само 2-3% от затлъстелите биха имали ендокринологично заболяване като причина, сред които се открояват хипотиреоидизъм, синдром на Кушинг, хипогонадизъм и хипоталамусни лезии, свързани с хиперфагия. 1

За разлика от рядкостта на ендокринологичните причини за затлъстяването, прогресивният излишък на мастна тъкан може вторично да доведе до промени в регулацията, метаболизма и секрецията на различни хормони. 1

През последните години е доказано, че мастната тъкан не само съхранява липиди, но също така отделя множество хормони и е най-големият ендокринен орган в тялото, еквивалентен на 10 до 60% от общото тегло на индивида, в зависимост от неговия телесен състав и индекс на телесна маса. За разлика от други жлези с вътрешна секреция, неговата маса е променлива и може постепенно да се увеличава или намалява по размер в зависимост от възрастта, приема на храна, физическата активност, перинаталния график и генетичната предразположеност. Сред секретираните фактори се откроява лептин, който участва в регулирането на енергийния баланс и секрецията на гонадотропин. 1

Като се има предвид този последен аспект и като се вземе предвид, че той се намесва като един от механизмите в развитието на затлъстяването, настоящият библиографски преглед има за цел да опише ролята на лептина като аферентен сигнал в регулирането на енергийната хомеостаза.

Историята на лептина започва през 1950 г. в лабораторията на Джаксън, в Бар Харбър, Мейн, когато щам, характеризиращ се с хиперфагия, затлъстяване, летаргия и умерена хипергликемия, случайно се появи при гризачи, поради което щамът беше определен като ob/ob. През 1965 г. се появи нов щам с хиперфагия и затлъстяване, но показващ по-изразен диабет, свързан с хиперлипидемия, който се нарича db/db. 10 През 1973 г. в същата лаборатория, Дъглас Колман 11 извърши няколко експеримента с тези щамове, използвайки парабиоза с нормални мишки. При мишката ob/ob хиперфагия и затлъстяване изчезнаха; обаче в db/db мишката те не откриха промени, така че беше предложено молекула, която регулира апетита, да циркулира при нормални мишки и следователно предотвратява затлъстяването; по този начин при мутацията ob/ob тази молекула отсъства, а при мутацията db/db мозъчният рецептор не съществува. 10.11

Впечатляващото развитие на техниките за генно инженерство позволи Джефри Фридман, 12, които са учили в лабораторията на Колман, са отишли ​​в университета Рокфелер в Ню Йорк през 1994 г. и са установили генетичната мутация на дългото рамо на хромозома 6; тогава той успя да клонира гена, наречен ob, и по този начин да идентифицира лептина (от гръцки лептос което означава тънък). Този хормон е протеин от 146 аминокиселини (16 kD), съставен от 4 спирали със структура, подобна на цитокините. Лептинът се произвежда почти изключително в мастната тъкан и циркулира придружен от протеин, подобен на рецептора, намиращ се в дъгообразното ядро ​​на хипоталамуса, което е мястото, където той потиска апетита чрез инхибиране на невропептид Y (NPY). От друга страна, той стимулира периферната термогенеза; следователно, както отсъствието на синтез на лептин, така и това на неговия рецептор произвеждат същия фенотипичен и метаболитен ефект при животните и при хората. По-късни проучвания също демонстрират участието му в имунологични процеси, ангиогенеза и репродуктивни аспекти, както и вероятен ефект върху остеобластите. 10

Лептинът е хормон, секретиран главно от адипозити, който има важна роля в регулирането на телесното тегло чрез централните си ефекти върху апетита и периферните ефекти върху енергийните разходи. Концентрацията на циркулиращ лептин намалява при условия на гладно или калории и се увеличава в отговор на поглъщане, главно в отговор на глюкоза. 3

Лептинът принадлежи към семейството на дълговерижните спирални цитокини и е структурно подобен на интерлевкин 1. Произхожда главно от перинодалната мастна тъкан или лимфните възли, където активира макрофагите, индуцира секрецията на протеини от остра фаза и насочва отговора от Т до TH1. Когато се секретира от стомашната лигавица, той не се разгражда напълно, затова достига до червата, активира и упражнява двойна функция в него: благоприятства усвояването на гликопротеиновите молекули и може да действа като медиатор на чревно възпаление. Неврони, плацента, моноцити, макрофаги и TH1 лимфоцити също участват в производството му. Бактериалните липополизахариди, възпалителните цитокини или навлизането на храна в тялото, което увеличава циркулиращата глюкоза, предизвикват повишаване на инсулина, което от своя страна стимулира производството на лептин. В резултат увеличаването на лептина инхибира инсулина и намалява апетита. 7

Ако има недостиг на храна, лептинът намалява метаболитните разходи, за да запази енергията, необходима за жизненоважни органи, което позволява на индивида да оцелее при неблагоприятни условия. Той също така участва в термогенезата, хематопоезата, образуването на кости, ангиогенезата и имунния отговор. 7.15

Лептинът намалява с гладуване и неговата експресия, тестостеронът и хормоните на щитовидната жлеза намаляват. Възможно е да има вроден дефицит поради мутации в гена ObR, свързан с клетъчен имунодефицит и атрофия на тимуса. При това лечение лечението с рекомбинантен лептин е много задоволително. 7

Дефицитът на лептин се проявява чрез: затлъстяване, хиперфагия, хиперинсулинемия, хипогонадизъм и намален клетъчен имунитет. При недостиг на лептин намалената рецепторна активация в хипоталамуса увеличава производството на невропептид Y, вероятно отговорен за хиперфагия, затлъстяване и невроендокринни промени, наблюдавани при хиполептинемия. 7.16

Лептинът се намира в по-висока концентрация при жените, отколкото при мъжете, и се увеличава в процеси, свързани с възпаление, като: инфекция, диабет, астма, ендометриоза, безалкохолен хепатит, хронично белодробно възпаление и болест на Грейвс. 7

Във високи количества той насърчава автоимунни заболявания, които могат да се дължат на способността му да активира макрофагите, да намалява супресорните Т клетки (CD4, CD25) и да индуцира ТН1 лимфоцитен отговор, както и инхибирането на апоптозата върху моноцитите, еозинофилите и лимфоцити. Т. 7,14,16

ЗАКЛЮЧИТЕЛНИ СЪОБРАЖЕНИЯ

Накрая се стига до заключението, че лептинът, известен също като OB протеин, е хормон, произвеждан предимно от адипоцити, действащ като липостат: когато количеството мазнини, съхранявани в адипоцитите, се увеличава, лептинът се освобождава в кръвта, което представлява сигнал (отрицателен обратна връзка), която информира хипоталамуса, че глюкозата съществува в организма и че тя трябва да инхибира апетита; Когато обаче масата на мастната тъкан се увеличи отвъд точката на равновесие, тя може вторично да доведе до промени в регулацията, метаболизма и секрецията на различни хормони, сред които е лептинът, който се намесва в модулацията на апетита и енергийните разходи; тези механизми обаче не са толкова ефективни в случай на наднормено тегло.

БИБЛИОГРАФСКА ЛИТЕРАТУРА

1. Baudrand BR, Arteaga UE, Moreno GM. Мастната тъкан като ендокринен модулатор: Хормонални промени, свързани със затлъстяването. Rev Méd Чили. 2010; 138 (10): 1294-301.

2. Brito Portuondo CA, Hernández Perera JC, Sánchez López L. Ефекти на затлъстяването върху сърдечно-съдовата, дихателната и възпалителната функция. Инвестирайте Medicoquir. 2012; 4 (2): 227-33.

3. Gómez-Hernández A, Perdomo L, Escribano O, Benito M. Роля на бялата мастна тъкан при съдови усложнения, свързани със затлъстяването. Клиника и изследвания по артериосклероза. 2013; 25 (01): 27-35.

4. Fortis A, García-Macedo R, Maldonado-Bernal C, Alarcón-Aguilar F, Cruz M. Ролята на вродения имунитет при затлъстяване. Обществено здраве Mex. 2012; 54 (2): 171-7.

5. Nava Reyes HJ, Zamudio Cortés P, García Cruz A, Noyola Ugalde MC, Pizaña Venegas A, Hernández Jiménez C, et al. Роля на адипоцита в експресията на индуцируемия от хипоксия фактор (HIF), свързан със затлъстяването. Neumol Cir Thorax. 2011; 70 (4): 261-6.

6. Wronska A, Kmiec Z. Структурни и биохимични характеристики на различни складове с бяла мастна тъкан. Acta Physiol (Oxf). 2012; 205: 194-208.

7. Vega Robledo GB. Адипоцитът и имунният отговор. Rev Fac Med UNAM. 2010; 53 (1): 43-5.

8. Franchini M, Monnais E, Seboek D, Radimerski T, Zini E, Kaufmann K, et al. Инсулинова резистентност и повишена липолиза в адипоцитите, получени от костен мозък, стимулирани с агонисти на Toll-подобни рецептори. Horm Metab Res.2010; 42: 703-9.

9. Fresno M, Alvarez R, Cuesta N. Toll-подобни рецептори, възпаление, метаболизъм и затлъстяване. Arch Physiol Biochem. 2011; 117: 151-64.

10. Manuel L, Zárate A, Hernández-Valencia M. Leptin, адипоцитният хормон, регулира апетита и консумацията на енергия. Роля в затлъстяването и дисметаболизма. Закон за медицината на Grupo Ángeles. 2012; 10 (3): 154-7.

11. Колман DL. Историческа перспектива за лептина. Природна медицина. 2010; 16: 1097-9.

12. Friedman JM, Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold L. Позиционно клониране на затлъстял ген на мишка и неговия човешки хомолог. Природата. 1994; 372: 425-31.

13. Рейес Дж. Биологични характеристики на мастната тъкан: адипоцитът като ендокринна клетка. Rev Med Clin Condes. 2012; 23 (2): 136-44.

14. Galgani J, Ravussin E. Принципи на човешкия енергиен метаболизъм. В: Ahima R. Метаболитни основи на затлъстяването. Филаделфия: издателство Springer; 2011. стр. 1-24.

15. Kopp A, Buechler C, Bala M, Neumeier M, Schölmerich J, Schäffler A. Toll-подобни рецепторни лиганди причиняват провъзпалително и продиабетно активиране на адипоцитите чрез фосфорилиране на извънклетъчна сигнална регулирана киназа и c-Jun N-терминална киназа, но не и интерферон регулаторен фактор-3. Ендокринология. 2010; 151: 1097-108.

16. Tarkowski A, Bjersing J, Shestakov A, Bokarewa MI. Резистин се конкурира с липополизахарид за свързване с тол-подобен рецептор 4. J Cell Mol Med. 2010; 14: 1419-31.

Получено: 1 юли 2015 г.
Одобрен: 3 септември 2015 г.

Хосе Мария Басейн Валдес. Университетска поликлиника "Карлос Мануел Портуондо Ламберт". Calle 49, между 82 и 84, община Марианао. Хавана Куба. Електронна поща: [email protected]

Цялото съдържание на това списание, с изключение на случаите, когато е идентифицирано, е под лиценз Creative Commons