Molte persone credono che ingrassare o perdere peso sia dovuto esclusivamente dalle calorie e dalla forza di volontà.
La ricerca scientifica che si occupa di obesità sembra non essere d’accordo. Sembra infatti che gli scienziati puntino il dito contro un ormone chiamato leptina.
Diventare o essere resistente agli effetti di questo ormone porta a una condizione chiamata resistenza alla leptina. Sembra ci siano sempre più prove che l’aumento di grasso negli esseri umani sia legato proprio ad essa.
La leptina è un ormone di natura proteica
coinvolto nel consumo energetico e nella regolazione del metabolismo lipidico, che viene codificato dal gene dell’obesità chiamato OB. Il ruolo principale di questo ormone consiste nel raggiungere un equilibrio energetico nel corpo. Si lega ai recettori nel cervello e compie diverse azioni che possono dimostrare che è importante nel trattamento dell’obesità.
Questo ormone è prodotto dal tessuto adiposo, principalmente dal tessuto adiposo bianco del corpo umano; è composto da 167 amminoacidi. La quantità che circola nel corpo è proporzionale alla quantità di grasso di un individuo
I ricercatori hanno pensato che la leptina sarebbe stata la chiave nel controllo dell’obesità. Ma la ricerca ha rivelato che se una maggiore quantità della proteina viene rilasciata, allora è meno efficace nel cervello per controllare la fame e l’assunzione di cibo. Il risultato è un’alimentazione incontrollata, che porta ad una maggiore assunzione di cibo e stoccaggio del grasso.
La carenza di leptina o di recettore nell’uomo causa un’obesità estrema e implica una segnalazione leptinmediata nella regolazione dell’assunzione di cibo, del dispendio energetico, della funzione riproduttiva, della tiroide e immunitaria. Il livello della proteina è correlato positivamente con la massa grassa, essendo aumentata nell’obesità.
Ma alcuni studi suggeriscono che la leptina può avere un effetto stimolante sull’ossidazione dei grassi nei soggetti obesi. Viene prodotta anche in quantità inferiori nella placenta e probabilmente nello stomaco. È stato riferito che le cellule grasse di grandi dimensioni producono più leptina di quelle piccole. Le concentrazioni sieriche di leptina sono altamente correlate al contenuto di grasso corporeo nei neonati, bambini e adulti.
Il primo difetto genetico della leptina fu descritto negli anni ’50 come la mutazione spontanea nei topi Ob / Ob che causa un grave fenotipo obeso a causa dell’eccesso di cibo e del dispendio energetico ridotto. Il gene della leptina è stato chiamato ob e i topi obesi portatori della mutazione sono stati chiamati topi ob / ob.
3 recettori della leptina (LEPR) sono altamente presenti nella parte dell’ipotalamo del cervello che è importante nella regolazione del peso corporeo, nei linfociti T e nelle cellule endoteliali vascolari. La leptina inibisce l’assunzione di cibo mediante un’azione centrale sull’ipotalamo. Le sue funzioni sono piuttosto pleiotropiche. È implicato in una varietà di processi cellulari, inclusa la modulazione della funzione delle cellule immunitarie. La leptina è strutturalmente correlata alla famiglia delle citochine elicoidali a catena lunga, che comprende IL-2, IL-12 e ormone della crescita. Il canale principale di questo gene è JAK / STAT [7]. La leptina agisce attraverso due gruppi di neuroni arcuati che si trovano nella regione dell’ipotalamo del cervello. Il primo gruppo esprime peptide correlato ad Agouti e neuropeptide Y (NPY) e il secondo gruppo esprime Pro-Opio-Melano-Cortin (POMC) e Cocaina e trascrizione correlata all’anfetamina (CART) [8].
Attraverso la produzione della proteina avviene la comunicazione tra tessuto adiposo e sistema nervoso centrale, infatti questa sostanza ha lo scopo di regolare l’accumulo di grasso negli adipociti. Quando l’accumulo di grasso aumenta, le cellule adipose bianche aumentano la sintesi di leptina in maniera tale da segnalare all’ipotalamo che bisogna diminuire l’introito di cibo all’interno dell’organismo.
Dunque attraverso la sua produzione diminuisce il senso di fame chiamato effetto anoressizzante. L’azione anoressizante della leptina risulta fondamentale nel controllo del peso perché inibendo la crescita del tessuto adiposo tramite la diminuzione dell’appetito e della lipogenesi aumenta la spesa energetica e la lipolisi. Quando invece le riserve adipose diminuiscono, gli adipociti bianchi riducono la sintesi di leptina con conseguente aumento nell’assunzione di cibo. L’obesità nell’uomo è legata alla resistenza della proteina, non tanto alla sua scarsità.
I livelli sierici di leptina, sono strettamente correlati con il BMI. Negli studi condotti da Licino et. al. è stato osservato come i pazienti portatori della rara mutazione del gene dell’obesità, attraverso l’assunzione per 18 mesi ebbero una modificazione del proprio BMI passando da 51.2 a 26.9, inoltre l’introito calorico di cibo assunto ebbe un decremento di circa il 50%. La leptina comunque non si è dimostrata efficace in altri casi di obesità.
Cos’è la leptina?
La leptina è un ormone che era in gran parte sconosciuto alla comunità scientifica prima del 1994. Il ruolo della leptina è quello di mantenere l’equilibrio energetico regolando l’assunzione di cibo e il tasso di calorie bruciate. Come la quantità di grasso immagazzinata nelle cellule, la proteina viene secreta nel flusso sanguigno e segnala che ti fanno mangiare più o meno. In realtà la leptina è una proteina da 16 kDa. È secernuto dagli adipociti e ha un ruolo predominante nella regolazione del peso corporeo mantenendo un equilibrio tra assunzione di cibo e dispendio energetico.
Questo gene ha molte altre funzioni endocrine. Le funzioni più importanti sono la regolazione delle risposte immunitarie e infiammatorie, nonché l’angiogenesi e la guarigione delle ferite. Si osserva che questa proteina è l’ormone importante derivato dal tessuto adiposo bianco. La leptina scoperta più di 10 anni fa, la sua funzione è di ridurre l’assunzione di cibo e aumentare l’attività nervosa sia per i tessuti termogenici che non termogenici. Si riteneva che la leptina fosse un ormone anti-obesità. La leptina gioca un ruolo importante nello sviluppo dell’ipertensione nell’obesità.
Obesità
La leptina è un neurotrasmettitore espresso nel cervello. Questo neurotrasmettitore segnala al cervello principalmente nell’ipotalamo che quando una persona smette di mangiare per mantenere il suo indice di massa corporea. È stato osservato che i topi di laboratorio hanno un polimorfismo nel gene della leptina. Le mutazioni in questo gene impediscono di produrre la proteina funzionale. A causa della minore produzione, i topi diventano morbosamente obesi.
Un altro ceppo ha una mutazione o un polimorfismo nel gene che codifica il recettore della (LEPR). In questo caso, il segnale non viene ricevuto dal cervello o dall’ipotalamo. Quindi, a causa di interruzioni del segnale o mutazioni nel recettore della leptina, i topi diventano obesi (www.loop.com/%7Ebkrentzman/obesity/genetics.html).
Riferimenti:
- Schwartz MW, Woods SC, Porte D Jr, Seeley RJ, Baskin DG (2000) Central nervous system control of food intake. Nature 404: 661-671.
- Montague CT, Farooqi IS, Whitehead JP, Soos MA, Rau H, et al. (1997) Congenital leptin deficiency is associated with severe early onset obesity in humans. Nature 387: 903–907.
- Clément K, Vaisse C, Lahlou N, Cabrol S, Pelloux V, et al. (1998) A mutation in the human leptin receptor gene causes obesity and pituitary dysfunction. Nature 392: 398-401.
- Ozata M, Ozdemir IC, Licinio J (1999) Human leptin deficiency caused by a missense mutation: multiple endocrine defects, decreased sympathetic tone, and immune system dysfunction indicate new targets for leptin action, greater central than peripheral resistance to the effects of leptin, and spontaneous correction of leptin-mediated defects. Clin Endocrinol Metab 84: 3686–3695.
- Tartaglia LA, Dembski M, Weng X, Deng N, Culpepper J, et al. (1995) Identification and expression cloning of a leptin receptor, OB-R. Cell 83: 1263-1271.
- Verdich C, Toubro S, Buemann B, Holst JJ, Bülow J, et al. (2001) Leptin levels are associated with fat oxidation and dietary-induced weight loss in obesity. Obes Res 9: 452-461.
- Frühbeck G (2006) Intracellular signalling pathways activated by leptin. Biochem J 393: 7-20.
- Fatima W, Shahid A, Imran M, Manzoor J, Hasnain S, et al. (2011) Leptin deficiency and leptin gene mutations in obese children from Pakistan. Int J Pediatr Obes 6: 419-427.
- Brennan AM, Mantzoros CS (2006) Drug Insight: the role of leptin in human physiology and pathophysiology-emerging clinical applications. Nat Clin Pract Endocrinol Metab 2: 318-327.
- Green ED, Maffei M, Braden VV, Proenca R, DeSilva U, et al. (1995) The human obese (OB) gene: RNA expression pattern and mapping on the physical, cytogenetic, and genetic maps of chromosome 7. Genome Res 5: 5-12.
Riferimenti:
- Bravo PE, Morse S, Borne DM, Aguilar EA, Reisin E (2006) Leptin and hypertension in obesity. Vasc Health Risk Manag 2: 163-169.
- Fried SK, Ricci MR, Russell CD, Laferrère B (2000) Regulation of leptin production in humans. J Nutr 130: 3127S-3131S.
- Hafizuallah AM (2006) Leptin: fights against obesity. Pak J Physiol 2: 1-7
- Håkansson-Ovesjö ML, Collin M, Meister B (2000) Down-regulated STAT3 messenger ribonucleic acid and STAT3 protein in the hypothalamic arcuate nucleus of the obese leptin-deficient (ob/ob) mouse. Endocrinology 141: 3946-3955.
- Shimada M, Tritos NA, Lowell BB, Flier JS, Maratos-Flier E (1998) Mice lacking melanin-concentrating hormone are hypophagic and lean. Nature 396: 670-674.
- Licinio J, Caglayan S, Ozata M, Yildiz BO, Miranda PB, et al. (2003) Phenotypic effects of leptin replacement on morbid obesity, diabetes mellitus, hypogonadism and behavior in leptin-deficient adults. Proc Nat Acad Sci 101: 4531-4536.
- Nanjappa V, Raju R, Muthusamy B, Sharma J, Thomas JK, et al. (2011) A comprehensive curated reaction map of leptin signaling pathway. J Proteomics Bioinform 4: 184-189.
- Kimber W, Peelman F, Prieur X, Wangensteen T, O,Rahilly S, et al. (2008) Functional characterization of naturally occurring pathogenic mutations in the human leptin receptor. Endocrinology 149: 6043-6052.
- Haslam DW, James WP (2005) Obesity. Lancet 366: 1197-1209.
- Kushner FR, Bessesen DH (2007) Treatment of the obese patient (Contemporary Endocrinology). Humana Press.Totowa, NJ 156-175.
Riferimenti:
- Adams JP, Murphy PG (2000) Obesity in anaesthesia and intensive care. Br J Anaesth 85: 91-108.
- Paz-Filho G, Mastronardi C, Delibasi T, Wong ML, Licinio J (2010) Congenital leptin deficiency: diagnosis and effects of leptin replacement therapy. Arq Bras Endocrinol Metabol 54: 690-697.
- Farooqi IS, Matarese G, Lord GM, Keogh JM, Lawrence E, et al. (2002) Beneficial effects of leptin on obesity, T cell hyporesponsiveness and neuroendocrine/metabolic dysfunction of human congenital leptin deficiency. J Clin Invest 110: 1093-1103.
- Montez JM, Soukas A, Asilmaz E, Fayzikhodjaeva G, Fantuzzi G, et al. (2005) Acute leptin deficiency, leptin resistance, and the physiologic response to leptin withdrawal. Proc Natl Acad Sci U S A 102: 2537-2542.
- Blüher S, Shah S, Mantzoros CS (2009) Leptin deficiency: clinical implications and opportunities for therapeutic interventions. J Investig Med 57: 784-788.
- Paz-Filho GJ, Delibasi T, Erol HK, Wong ML, Licinio J (2009) Cellular immunity before and after leptin replacement therapy. J Pediatr Endocrinol Metab 22: 1069-1074.
- Parisi P, Verrotti A, Paolino MC, Miano S, Urbano A, et al. (2010) Cognitive profile, parental education and BMI in children: reflections on common neuroendrocrinobiological roots. J Pediatr Endocrinol Metab 23: 1133-1141.
- Wasim M, Fakhar N (2014) Leptin Gene Mutations in Morbidly Obese and Severely Lean Individuals from Punjab, Pakistan. J Obes Weight Loss Ther 4: 233.