Leptín je 16 kDa proteínový hormón, ktorý zohráva kľúčovú úlohu pri regulácii príjmu a výdaja energie vrátane regulácie chuti do jedla a metabolizmu.
Účinky leptínu sa pozorovali pri štúdiu mutantných obéznych myší, ktoré vznikli náhodne v kolónii myší v Jacksonovom laboratóriu v roku 1950. Tieto myši boli masívne obézne a hyperfágne. Samotný leptín objavil v roku 1994 Jeffrey M. Friedman a jeho tím na Rockefellerovej univerzite vďaka štúdiu týchto mutantných myší. Gén Ob(Lep) (Ob ako obezita a Lep ako leptín) sa u ľudí nachádza na 7. chromozóme. Leptín je produkovaný tukovým tkanivom a interaguje so šiestimi typmi receptorov (LepRa-LepRf). LepRb je jediná izoforma receptora, ktorá obsahuje aktívne vnútrobunkové signálne domény. Tento receptor je prítomný vo viacerých jadrách hypotalamu, kde uplatňuje svoje účinky. Dôležité je, že leptín sa viaže na ventrálne mediálne jadro hypotalamu, známe ako „centrum sýtosti“. Väzba leptínu na toto jadro signalizuje mozgu, že telo sa už dostatočne najedlo – pocit sýtosti. Veľmi malá skupina ľudí, väčšinou pochádzajúcich z inbredných populácií, je tiež mutovaná pre leptínový gén. Títo ľudia jedia takmer neustále a vo veku 7 rokov môžu mať nadváhu viac ako 100 libier (45 kg).
Hladina leptínu v krvi teda poskytuje mozgu informácie o zásobách energie na účely regulácie chuti do jedla a metabolizmu. Leptín pôsobí tak, že inhibuje aktivitu neurónov, ktoré obsahujú neuropeptid Y (NPY) a peptid súvisiaci s agouti (AgRP), a zvyšuje aktivitu neurónov exprimujúcich α-melanocyty stimulujúci hormón (α-MSH). Neuróny NPY sú kľúčovým prvkom v regulácii chuti do jedla; malé dávky NPY vstreknuté do mozgu pokusných zvierat stimulujú kŕmenie, zatiaľ čo selektívne zničenie neurónov NPY u myší spôsobuje ich anorexiu. Naopak, α-MSH je dôležitým mediátorom sýtosti a rozdiely v géne pre receptor, na ktorý α-MSH pôsobí v mozgu, sú spojené s obezitou u ľudí.
Leptín je tiež regulovaný (smerom nadol) melatonínom počas noci. PMID 15311999
Leptín ako signál adipozity
Doteraz iba leptín a inzulín spĺňajú kritériá signálu adipozity:
Nie je známe, či leptín musí prekonať hematoencefalickú bariéru, aby sa dostal k receptorovým neurónom, pretože hematoencefalická bariéra v oblasti strednej eminencie, blízko ktorej sa nachádzajú neuróny NPY v arcuate nucleus, do určitej miery chýba. Ak prechádza cez hematoencefalickú bariéru, nie je známe, či sa tak deje aktívnym alebo pasívnym procesom. Všeobecne sa predpokladá, že leptín by sa mohol dostať do mozgu v choroidálnom plexe, kde je intenzívna expresia formy molekuly leptínového receptora, ktorá by mohla fungovať ako transportný mechanizmus.
Keď sa leptín naviaže na receptor Ob-Rb, aktivuje molekulu stat3, ktorá sa fosforyluje a putuje do jadra, aby pravdepodobne spôsobila zmeny v expresii génov. Jedným z hlavných účinkov na expresiu génov je zníženie expresie endokanabinoidov, ktoré sú okrem mnohých iných funkcií zodpovedné za zvýšenie chuti do jedla. Existujú aj ďalšie vnútrobunkové dráhy aktivované leptínom, ale o ich fungovaní v tomto systéme sa vie menej. Ukázalo sa, že v reakcii na leptín sa receptorové neuróny prestavujú, pričom sa mení počet a typy synapsií, ktoré na nich vznikajú.
Hoci leptín je cirkulujúci signál, ktorý znižuje chuť do jedla, obézni ľudia majú vo všeobecnosti nezvyčajne vysokú koncentráciu leptínu v obehu. Hovorí sa, že títo ľudia sú rezistentní voči účinkom leptínu, podobne ako sú ľudia s cukrovkou 2. typu rezistentní voči účinkom inzulínu. Obezita teda vzniká vtedy, keď ľudia dlhodobo prijímajú viac energie, ako spotrebujú, a tento nadmerný príjem potravy nie je riadený signálmi hladu, ale napriek signálom proti chuti do jedla z cirkulujúceho leptínu. Vysoké trvalé koncentrácie leptínu zo zväčšených tukových zásob vedú k tomu, že bunky, ktoré reagujú na leptín, sa stávajú desenzitizovanými.
U myší je leptín potrebný aj pre plodnosť samcov a samíc. U cicavcov všeobecne a najmä u ľudí je pohlavná zrelosť samíc spojená s kritickou hladinou telesného tuku. Keď hladina tuku klesne pod túto hranicu (ako pri anorexii), ovariálny cyklus sa zastaví a samice prestanú menštruovať.
Leptín je tiež silne spojený s angiogenézou, pretože zvyšuje hladinu VEGF.
Leptín je produkovaný placentou Hladina leptínu sa počas tehotenstva zvyšuje a pri pôrode klesá. Leptín je tiež exprimovaný v mebrách plodu a v tkanive maternice. Kontrakcie maternicového svalstva sú inhibované leptínom.
Profesor Cappuccio z Univerzity vo Warwicku nedávno zistil, že krátka dĺžka spánku môže viesť k obezite, a to v dôsledku zvýšenia chuti do jedla prostredníctvom hormonálnych zmien. Nedostatok spánku produkuje Ghrelin, ktorý okrem iných účinkov stimuluje chuť do jedla a vytvára menej leptínu, ktorý okrem mnohých iných účinkov zvyšuje chuť do jedla.
Hladina leptínu v sére odráža okrem biomarkera telesného tuku aj individuálnu energetickú rovnováhu. Viaceré štúdie ukázali, že hladovanie alebo dodržiavanie VLCD diéty znižuje hladinu leptínu (Dubuc Metabolism 1998; Pratley Am J Physiol 1996; Weigle, J Clin Endocrinol 1997). Je možné, že z krátkodobého hľadiska je leptín ukazovateľom energetickej rovnováhy. V súlade s evolúciou je tento systém citlivejší na hladovanie ako na prekrmovanie (J Clin Endocr Metab, Chinchance 2000), t. j. hladina leptínu sa po prekrmovaní výrazne nezvyšuje. Je možné, že dynamika leptínu v dôsledku akútnej zmeny energetickej rovnováhy súvisí s apetítom a prípadne s príjmom potravy. Hoci ide o novú hypotézu, už teraz ju niektoré údaje podporujú (Keim, AM J Clin Nutr 1998; Mars Int J Obesity, 2006).
GnRH – TRH – dopamín – CRH – GHRH/Somatostatín – hormón koncentrujúci melanín
α (FSH FSHB, LH LHB, TSH TSHB, CGA) – prolaktín – POMC (CLIP, ACTH, MSH, endorfíny, lipotropín) – GH
Kôra nadobličiek: aldosterón – kortizol – DHEA Dren nadobličiek: adrenalín – noradrenalín
Štítna žľaza: hormón štítnej žľazy (T3 a T4) – kalcitonín Prištítne telieska: PTH
Testis: testosterón – AMH – inhibín
Vaječníky: estradiol – progesterón – aktivín a inhibín – relaxín (tehotenstvo)
Placenta: hCG – HPL – estrogén – progesterón
Pankreas: glukagón – inzulín – amylín – somatostatín – pankreatický polypeptid
Thymus: tymozín (tymozín α1, tymozín beta) – tymopoetín – tymulín
Tráviaci systém: Žalúdok: gastrín – ghrelin – dvanástnik: Pečeň/ostatné: CCK – inkretíny (GIP, GLP-1) – sekrétín – motilín – VIP – ileum: enteroglukagón -peptid YY – pečeň/ostatné: inzulínu podobný rastový faktor (IGF-1, IGF-2)
Tukové tkanivo: leptín – adiponektín – rezistín
Obličky: JGA (renín) – peritubulárne bunky (EPO) – kalcitriol – prostaglandín
Srdce: Natriuretický peptid (ANP, BNP)
noco (d)/cong/tumr, sysi/epon
proc, liek (A10/H1/H2/H3/H5)
NGF, BDNF, NT-3 odvodené od cieľa