Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ ΣΤΗΝ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΟΓΚΟΛΟΓΙΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗΣ A' ΜΑΙΕΥΤΙΚΗ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Ν. ΜΠΟΝΤΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΕΤΟΣ Αριθµ.1769 Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ ΣΤΗΝ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΟΓΚΟΛΟΓΙΑ Παρασκευής Α. Πανάγου Τοκατλίδου Μαιευτήρα Γυναικολόγου Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2006

2 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 1. Τρύφων Τσαλίκης, Αναπληρωτής Καθηγητής 2. ηµήτρης Πανίδης, Καθηγητής 3. Βασιλική Ζουρνατζή-Κόιου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 1. Τρύφων Τσαλίκης, Αναπληρωτής Καθηγητής 2. ηµήτρης Πανίδης, Καθηγητής 3. Βασιλική Ζουρνατζή-Κόιου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια 4. Ελευθέριος Γιαννούλης, Καθηγητής 5. Κων/νος ραγούµης, Αναπληρωτής Καθηγητής 6. Ιωάννης Παπαδήµας, Καθηγητής 7. Θεόδωρος Αγοραστός, Καθηγητής «Η εγκρισις της ιδακτορικής ιατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλοί αποδοχήν των γνωµών του συγγραφέως». (Νόµος 5343/32, άρθ και ν.1268/82, aρθ.50 8).

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕ ΡΟΣ ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Ν. ΜΠΟΝΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΜΑΙΕΥΤΙΚΗΣ - ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΙΑΣ

4

5 Στον σύζυγό µου Στα παιδιά µου Ζωή και Γιώργο

6

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 1 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 3 1. ΛΕΠΤΙΝΗ Ιστορία ανακάλυψης της Λεπτίνης Το γονίδιο της λεπτίνης Πρωτεϊνική δοµή της λεπτίνης Υποδοχείς της λεπτίνης 6 2. ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΚΚΡΙΣΗΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ Παραγωγή της λεπτίνης Ρύθµιση έκκρισης της λεπτίνης Λεπτίνη και GH IGF Λεπτίνη και υποθάλαµος υπόφυση θυρεοειδής Ρυθµός έκκρισης της λεπτίνης Φυλετικός διµορφισµός ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ Κεντρικές δράσεις της λεπτίνης Ανατοµικό υπόστρωµα των δράσεων της λεπτίνης Νευροπεπτίδιο Υ Λεπτίνη και υποφύση Περιφερικές δράσεις της λεπτίνης Λεπτίνη και ινσουλίνη Λεπτίνη και οστικός µεταβολισµός Λεπτίνη και ανοσολογικό σύστηµα Λεπτίνη και αιµοποίηση Λεπτίνη και φλεγµονώδης αντίδραση Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ ΣΤΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Ανεπάρκεια και αντίσταση στη λεπτίνη In vivo πρότυπα αντίστασης στην λεπτίνη, ανεπάρκεια και υπερβολή έκκρισης Ο ρόλος της λεπτίνης στις διατροφικές διαταραχές ΛΕΠΤΙΝΗ ΚΑΙ ΓΕΝΝΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Εισαγωγικά στοιχεία Λεπτίνη και εφηβεία Λεπτίνη και όρχεις Λεπτίνη και ωοθήκες Λεπτίνη και σύνδροµο πολυκυστικών ωοθηκών Λεπτίνη και ενδοµήτριο Λεπτίνη και πλακούντας Λεπτίνη και εγκυµοσύνη και γαλούχια 37

8 6. ΠΑΧΥΣΑΡΚΙΑ ΚΑΙ ΚΑΡΚΙΝΟΣ Θετική συσχέτιση µεταξύ παχυσαρκίας και καρκίνου Συσχέτιση τύπου παχυσαρκίας και καρκινογένεσης Ορµονικός παθοφυσιολογικός µηχανισµός πρόκλησης της καρκινογένεσης στα παχύσαρκα άτοµα ΛΕΠΤΙΝΗ ΚΑΙ ΠΑΧΥΣΑΡΚΙΑ Ο ρόλος του ob γονιδίου στην παθογένεση της παχυσαρκίας Λεπτίνη και νευρογενής ανορεξία Λεπτίνη καχεξία και απώλεια βάρους 44 ΕΙ ΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Σκοπός Υλικό και µέθοδος Μέθοδος Μέτρησης της λεπτίνης Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσµατα Οµάδες γυναικών Συσχέτιση αποτελεσµάτων σε κάθε οµάδα χωριστά πριν την επέµβαση, 7 µέρες µετά και 2 µήνες µετά Συσχέτιση αποτελεσµάτων των τριών οµάδων πριν την επέµβαση, 7 µέρες µετά και 2 µήνες µετά Συζήτηση Συµπεράσµατα 95 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 97 SUMMARY 99 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 101

9 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ Σ.Ν.Σ. Συµπαθητικό Νευρικό Σύστηµα ΡΜΗ Έσω ραχιαίος πυρήνας VMH Έσω κοιλιακό πυρήνα VPH Προµαστικό πυρήνα NPV Νευροπεπτίδιο V AGRT Αγκούτι σχετιζόµενη πρωτείνη POMC προπιοµελανοκορτίνη CART Πεπτίδιο που ρυθµίζεται από την αµφεταµίνη και κοκαίνη CCK Χολοκυστοκινίνη MCH Μελανινοτρόπος ορµόνη LHA Υποθαλαµική περιοχή TRH Εκλυτικός παράγοντας της TSH ορµόνης TSH Θυρεοειδοτρόπος ορµόνη FSH Ωοθυλακοτρόπος ορµόνη LH Ωχρινοτρόπος ορµόνη GnRh Εκλυτικός παράγοντας των FSH+LH ACTH Φλοιοεπινερφιδοτρόπος ορµόνη CRH Εκλυτικός παράγοντας της ACTH LIF Ανασταλτικός παράγοντας λευχαιµίας CH Αυξητική ορµόνη IFG-1 Ινσουλίνης αυξητικός παράγοντα GLP-1 Γλουκαγόνο πέπτιδίο 1 PLC Φωσφολιπάσης C PKC Πρωτεϊνική κινάση TGF-α Transforming growth factors-α TGF-β Transforming growth factors-β ΕGF Epidermal growth factor EGFR Epidermal growth factor receptor TNF-a Tumor nectosis factor M-CSF Macrophiage/ monocyte colonic stimulating factor LPS Λιποπολυσακχαρίτες

10

11 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η ανακάλυψη της λεπτίνης, το µόριο της οποίας ταυτοποιήθηκε το , αποτέλεσε ένα από τα σηµαντικότερα γεγονότα της Ενδοκρινολογίας τα τελευταία χρόνια. Πάνω από 2500 χιλιάδες δηµοσιευµένα άρθρα έχουν εµφανισθεί µέχρι σή- µερα αφού η λεπτίνη και οι δράσεις της προσελκύουν την προσοχή πολλών επιστη- µόνων στον κόσµο, αλλά και το ενδιαφέρον των µέσων µαζικής ενηµέρωσης τα πρώτα χρόνια της ανακάλυψης της, αφού συνδέθηκε µε την παχυσαρκία και θεωρήθηκε ως µέσο αντιµετώπισής αυτής. Η λεπτίνη από την ελληνική λέξη «Λεπτός», το µόριο της οποίας ταυτοποιήθηκε το 1995, η δοµή της οποίας αναλύθηκε από την 1, 2, 3 οµάδα του Zhang τον εκέµβριο του Είναι πεπτίδιο 167 αµινοξέων µε µοριακό βάρος 16 KDa 1, 2. Θεωρείται ο συνδετικός κρίκος µεταξύ των αποθηκών ενέργειας του οργανισµού, που είναι ο λιπώδης ιστός και των νευρικών κυκλωµάτων του Κ.Ν.Σ. που συµµετέχουν στον καθορισµό της ενέργειας 3, 4 Η λεπτίνη αποκωδικοποιήθηκε από το γονίδιο ob της παχυσαρκίας και εκκρίνεται σχεδόν αποκλειστικά από τον λιπώδη ιστό και σε µικρό ποσοστό από τον πλακούντα. 4, 7, 8. Το 1993 ο Tartaglia και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν τους υποδοχείς της λεπτίνης που ανήκουν στην οικογένεια των κυτταροκινών. 5 Η ορµόνη, δρα στο κεντρικό νευρικό σύστηµα µέσω των υποδοχέων της που βρίσκονται στον υποθάλαµο και πολλαπλών νευροπεπτιδικών οδών, µε αποτέλεσµα την καταστολή της λήψης τροφής και την αύξηση κατανάλωσης ενέργειας. Έτσι, η λεπτίνη αποτελεί το συστατικό που πυροδοτεί ένα µηχανισµό αρνητικής παλίνδροµης ρύθµισης για 5, 6, 7 τον έλεγχο της µάζας του λιπώδη ιστού. Ο ρόλος του ob γονιδίου στην παθογένεση της παχυσαρκίας στον άνθρωπο, µέχρι τώρα, έχει διευκρινισθεί εν µέρει. Τα επίπεδα της λεπτίνης προσαρµόζονται 9, 10, 11 στις αλλαγές της ενεργειακής ισορροπίας. Οι παχύσαρκοι άνθρωποι αφ ενός παρουσιάζουν υψηλές συγκεντρώσεις λεπτίνης, η δε υπερλεπτιναιµία οφείλεται πιθανόν στην αντίσταση της λεπτίνης δηλαδή στην εξασθένιση της µεταφοράς του µηνύµατος της λεπτίνης στον εγκέφαλο και 12, 13, 14 ανωµαλία στην δράση των υποδοχέων της. Αφ' ετέρου σε σοβαρό υποσιτισµό, σε ασθενείς µε νευρογενή ανορεξία παρατηρούνται σηµαντικά µειωµένα επίπεδα λεπτίνης, ενώ η αποκατάσταση του βάρους στους ασθενείς αυτούς, αύξησε τα επίπεδα της λεπτίνης. 12, 13, 14 Η συσχέτιση παχυσαρκίας και καρκινογένεσης απασχολεί το επιστηµονικό ενδιαφέρον τα τελευταία 20 χρόνια. Είναι αποδεδειγµένο ότι ο καρκίνος του µαστού και ο καρκίνος του ενδοµητρίου έχουν µεγάλη συσχέτιση µε τον λιπώδη ιστό και την παχυσαρκία. 292 Η λεπτίνη, θεωρείται συνδετικός κρίκος µεταξύ των αποθεµάτων ενέργειας και του αναπαραγωγικού συστήµατος. Η ανακάλυψη δε των υποδοχέων της λεπτίνης στο ενδοµήτριο και στις ωοθήκες, ώθησε σε πολλές έρευνες, όσον αφορά την επίδραση της λεπτίνης στη λειτουργία του αναπαραγωγικού συστήµατος 222, 221. Επίσης, η καχεξία που παρατηρείται στα τρωκτικά µε καρκίνο τα οποία, χάνουν γρήγορα βάρος και γίνονται ανορεκτικά, συνοδεύονται µε µειωµένα επίπεδα mrna λεπτίνης. Αντίθετα, σε σοβαρές χρόνιες παθήσεις, όπου ενεργοποιούνται οι φλεγµονώδες κυτοκίνες (TNF, IL-1) και οι οποίες, οδηγούν σε αύξηση της έκκρισης της λεπτίνης µε τελικό αποτέλεσµα την απώλεια βάρους που είναι χαρακτηριστικό στις νόσους αυτές

12 Οι παρατηρήσεις αυτές, σε συνδυασµό µε την δυνατότητα µέτρησης των επιπέδων της λεπτίνης στον ορό των ανθρώπων, ώθησε στη διερεύνηση της συσχέτισης µεταξύ της λεπτίνης και της γυναικολογικής ογκολογίας. Από την µελέτη λοιπόν των επιπέδων λεπτίνης σε γυναίκες µε καλοήθεις και κακοήθεις όγκους του γεννητικού συστήµατος και την σχέση της µε την απώλεια βάρους και την καχεξία στους κακοήθεις όγκους, θα µπορούσαν να εξαχθούν συ- µπεράσµατα όσον αφορά την σχέση της λεπτίνης µε τους καλοήθεις και κακοήθεις όγκους του γυναικείου γεννητικού συστήµατος. Πιθανώς να διερευνηθεί η δυνατότητα η λεπτίνη να υπάρξει προγνωστικός ή διαγνωστικός δείκτης στην πορεία της νόσου. Σκοπός αυτού του εκπονήµατος ήταν η επιστηµονική συνεισφορά προς αυτή την κατεύθυνση. Θεωρώ υποχρέωσή µου να αναφέρω ότι η πρωταρχική σύλληψη του θέµατος έγινε από τον εισηγητή µου, τον αείµνηστο κ. Ιωάννη Καλαχάνη Αναπληρωτή Καθηγητή τότε στην Α' Μαιευτική και Γυναικολογική Κλινική, µε ιευθυντή της Κλινικής τον Καθηγητή κ. Σέργιο Μανταλενάκη, που τον ευχαριστώ ιδιαίτερα για την εµπιστοσύνη του στην ανάθεση της παρούσας µελέτης. Θα ήθελα να αναφέρω ότι υπήρχε έντονη διάθεση και επιστηµονικό ενδιαφέρον από τον αείµνηστο κ. Ιωάννη Καλαχάνη που θεωρώ ότι η εµπιστοσύνη του για την ανάθεση αυτής της µελέτης µε οδήγησε να φθάσω ως το τέλος, παρ' ότι ο θάνατος του µε απογοήτευσε και µε οδήγησε µερικές φορές σε αδιέξοδο. Θεωρώ, επίσης, υποχρέωσή µου να ευχαριστήσω θερµά τον καθηγητή κ. Ιωάννη Ν. Μπόντη, ιευθυντή της Α' Μαιευτικής και Γυναικολογικής Κλινικής, για την ουσιαστική στήριξή του και την ανάθεση της επίβλεψης του εκπονήµατος αυτού στον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Τρύφωνα Τσαλίκη, ο οποίος µέχρι τότε ήταν µέλος της τριµελούς επιτροπής µου. Στον νέο εισηγητή µου Αναπληρωτή κ. Τρύφωνα Τσαλίκη θα ήθελα να εκφράσω την εκτίµησή µου και τις ευχαριστίες µου από το βάθος της καρδιάς µου για την υποστήριξη του, τις παραινέσεις του για τη βήµα προς βήµα καθοδήγησή του, τις συµβουλές του και την υποµονή του σε όλα τα στάδια για την ολοκλήρωση της διατριβής µου. Ακόµη, θα ήθελα να ευχαριστήσω τα µέλη της τριµελούς επιτροπής τον καθηγητή κ. ηµήτριο Πανίδη ο οποίος µαζί µε τον αείµνηστο κ. Ιωάννη Καλαχάνη συνέλαβε το θέµα και µε βοήθησε στην οργάνωση του πρωτοκόλλου. Το άλλο µέλος της επιτροπής είναι η Αναπληρώτρια Καθηγήτρια κ. Βασιλική Ζουρνατζή - Κόϊου την οποία επίσης θεωρώ βασικό συντελεστή στην ολοκλήρωση της διατριβής µου, που µε βοήθησε σηµαντικά στον προσδιορισµό της λεπτίνης και στην ενθάρρυνση που µου παρείχε να προσπαθήσω ως το τέλος. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Λέκτορα κ. Λεωνίδα Ι. Ζεπειρίδη, ο οποίος εκτός από την συµπαράσταση και την παρότρυνση που µου προσέφερε µε βοήθησε στη στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τον σύζυγό µου για την κατανόηση του και την αντοχή του όλα αυτά τα χρόνια των προσπαθειών µου, για την ενθάρρυνση αλλά κυρίως για τον χρόνο που του στέρησα. Επίσης, ευχαριστώ τα παιδιά µου για την βοήθεια που µου προσέφεραν στις µεταφράσεις και τον γιό µου που µε βοήθησε πολύ στην συγγραφή της διατριβής µου µαθαίνοντας µου πολλά για την χρήση των η- λεκτρονικών υπολογιστών. 2

13 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 3

14 4

15 1. ΛΕΠΤΙΝΗ 1.1 Ιστορία ανακάλυψης της λεπτίνης Η αυξηµένη συχνότητα της παχυσαρκίας που τείνει να λάβει µορφή επιδηµίας στη σύγχρονη κοινωνία, µε όλες τις επιπτώσεις στην οργανική αλλά και ψυχολογική ευεξία του ανθρώπου, έχει οδηγήσει στην έρευνα ανεύρεσης µεθόδων και ουσιών µε σκοπό την ελάττωση του σωµατικού βάρους 3. Η λεπτίνη είναι το πρωτεϊνικό προϊόν του ob γονιδίου 1. Η ανακάλυψη της ήρθε να επιβεβαιώσει την θεωρία του «λιποστάτη» που είχε προτείνει ο Kennedy ήδη από το Σύµφωνα µε την θεωρία αυτή ο λιπώδης ιστός παράγει µια ορµόνη που ρυθµίζει το σωµατικό βάρος. 7 Η αρχική παρατήρηση για την υπόθεση αυτή βασίστηκε σε πειράµατα κατά τα οποία συνδέθηκαν παραβιωτικά ποντίκια που έφεραν µεταλλαγµένο είτε το γονίδιο της 3, 4, 7 παχυσαρκίας (ob/ob) είτε το γονίδιο του σακχαρώδους διαβήτη (db/db). Tα ποντίκια αυτά έχουν διαταραχή στη ρύθµιση του Σ και αναπτύσσουν παχυσαρκία. Τα πειραµατικά δεδοµένα έδειξαν ότι αν ένα db/db ποντίκι παραβιώσει µε ένα φυσιολογικό, το πρώτο παραµένει ως έχει ενώ το φυσιολογικό πεθαίνει από ασιτία. 7, 2 Όταν το ob/ob ποντίκι παραβιώσει µε ένα φυσιολογικό ποντίκι το πρώτο τρώει ελαφρά λιγότερο από ότι µόνο του, ενώ το φυσιολογικό δεν επηρεάζεται. Φαίνεται ότι υπάρχει ένας παράγοντας κορεσµού στον οποίο δεν παράγουν τα ob/ob ποντίκια ενώ τα db/db τον παράγουν µεν αλλά έχουν αντίσταση στη δράση του. 12 Ο παράγοντας αυτός έχει από την περασµένη δεκαετία ταυτισθεί µε το µόριο της 9, 10, 11, λεπτίνης, µιας κυτταροκίνης που παράγεται από την έκφραση του γονιδίου ob στα κύτταρα του λιπώδους ιστού (Zhang 1994). 1 Η λεπτίνη µεταφέρει στον υποθάλαµο την πληροφορία σχετικά µε το µέγεθος των αποθεµάτων του λίπους. Αναλυτικότερα τα ob/ob οµόζυγα ποντίκια έχουν µεταλλαγµένο γονίδιο της λεπτίνης και ως εκ τούτου η λεπτίνη που παράγουν δεν είναι βιολογικά δραστική.ο Φαινότυπος αυτών είναι παχυσαρκία και παρουσιάζουν αντίσταση στην ινσουλίνη και στείρωση 11, 12, 13. Τα db/db έχουν τον ίδιο φαινότυπο µε το ob/ob µε την διαφορά ότι η µετάλλαξη βρίσκεται στον υποδοχέα της λεπτίνης και ως εκτούτου εµφανίζουν αντίσταση στην ενδογενή λεπτίνη. 5, Το γονίδιο της λεπτίνης ( ob γονίδιο) Το γονίδιο της λεπτίνης κλωνοποιηθηκε για πρώτη φορά στους χοίρους. 10 Το γονίδιο αυτό στον άνθρωπο βρίσκεται στο χρωµόσωµα 7g31. Το DNA του αποτελείται πάνω από ζεύγη βάσεων περιέχει τρία εξόνια το µεγαλύτερο από τα οποία κωδικοποιεί περιοχές που οδηγούν στη σύνθεση της πρωτεϊνικής λεπτίνης. Η λεπτινη είναι πρωτεϊνική ορµόνη που αποτελείται από 167 αµινοξέα και έχει µοριακό βάρος 16 ΚDa. Η ονοµασία προέρχεται από την λέξη «λεπτός» και ανήκει στις 19, 21, 24, 25, 26 κυτταροκίνες. 1.3 Πρωτεϊνική δοµή της λεπτίνης Η λεπτίνη έχει τέσσερις κύριες παράλληλες έλικες. Η έλικα Α αρχίζει από την PRO2 έως την HIS26, η Β έλικα αρχίζει από τη LEU51, έως τη SER67,η C έλικα αρχίζει από την ARG71 έως την LYS94 21 και η D έλικα αρχίζει από την SER120 έως SER143.Το τµήµα της έλικας D από το GLN139 ως τη SER143 είναι µια περιστρεφόµενη έλικα 310 µοιρών. Υπάρχει και µια πέµπτη έλικα από τη θέση της 5

16 LEU107 ως τη GLU115. Αυτή η έλικα Ε, από τη θέση GLY111 έως και GLY112 παρουσιάζει κάµψη µεταξύ των αµινοξέων.επιπλέον, η έλικα Ε, βρίσκεται σε στενή σχέση µε τον σχηµατισµό των τεσσάρων κυρίων ελίκων, σχηµατίζοντας γωνιά 87 0 µοιρών µε την έλικα D. Οι έλικες σχηµατίζουν ένα υδρόφοβο πυρήνα όπως φαίνεται στο σχήµα Σχήµα 1. Τρισδιάστατη σχηµατική αναπαράσταση της πρωτεϊνικής δοµής της λεπτίνης Τέλος η λεπτινη περιέχει ένα δισουλφιδικο δεσµό µεταξύ της CYS96 και της CYS146. Τα τµήµατα της πρωτεΐνης µεταξύ της THR27 και της CLY38 είναι πολύ εύκαµπτα και έχουν υψηλού βαθµού δυνατότητα σύνδεσης µε τον υποδοχέα της λεπτίνης 18, 21. Η δοµή της λεπτίνης είναι παρόµοια µε την µακριά αλυσίδα της οικογένειας των κυτταροκινών, η οποία περιλαµβάνει, επίσης τις ιντερλευκίνες 6,11,12, τον ανασταλτικό παράγοντα της λευχαιµίας (LIF).και την ογκοστατίνη Μ. Οι ακολουθίες των αµινοξέων δεν είναι όµοιες. Οι υποδοχείς της λεπτίνης και οι υποδοχείς των κυτταροκινών ΙL-6 είναι παρά πολύ όµοιες. 7, 6, 17 Υπάρχει λοιπόν η άποψη ότι η λεπτινη δεν ανήκει στην οικογένεια των κυτταροκινών της ΙL-6 7, 6, 17 λόγω των παραπάνω διαφορών. Οι περισσότεροι όµως συγγραφείς δέχονται ότι η λεπτινη ανήκει σε αυτή την οικογένεια 18, 19 µε την οποία παρουσιάζει πολλές και σηµαντικές οµοιότητες. 1.4 Υποδοχείς της λεπτίνης Ο Tartaglia και οι συνεργάτες του 5 δηµοσίευσαν την κλωνοποίηση του υποδοχέα της λεπτίνης (ob-receptors) το εκέµβριο του Ο υποδοχέας αυτός βρίσκεται στην ίδια περιοχή του χρωµοσώµατος 4 του ποντικιού που βρίσκεταί και το γονίδιο db 6. Υπάρχουν έξι (6) ισοµορφές υποδοχέων της λεπτίνης ( ob- Receptors,ob-R) των οποίων η ονοµατολογία είναι ob-r ( a, b, c, d, e, f, ) και ανήκουν στην υπεροµάδα I 10, 11, 12, 13, 14, 15,17 gp -130 των κυτταροκινικών υποδοχέων, τάξη 1 (1L-6,LIF) Όλες οι ισοµορφές έχουν κοινά τα πρώτα 29 αµινοξέα. (Σχήµα 2) 6

17 Σχήµα 2. Ισοµορφές λεπτίνες Το εξωκυττάριο τµήµα τους περιέχει δυο περιοχές µε δράση κυτταροκίνης, καθεµία από τις οποίες περιέχει χαρακτηριστική αλληλουχία αµινοξέων Τrp-Ser-X- Trp-Ser και µία περιοχή φιµπρονεκτίνης τύπου ΙΙΙ 10. Η διαφορά στη σειρά των αµινοξέων µετά την θέση Lys889 και έχει σαν αποτέλεσµα πέντε διαφορετικά C-άκρα 10, 11.Το εξωκυττάριο τµήµα των έξι υποδοχέων είναι πρακτικά το ίδιο, η διαφορά µεταξύ αυτών βρίσκεται στο ενδοκυττάριο τµήµα, όπου µόνο ο δεύτερος υποδοχέας (ob-rb ) διαθέτει το πλήρες τµήµα της ενδοκυττάριας αλύσου που είναι απαραίτητη 10, 11 για την ενεργοποίηση των ενδοκυτταρικών σταδίων µεταφοράς του µηνύµατος. Ο υποδοχέας αυτός ονοµάζεται «µακρύς» στην βιβλιογραφία λόγου του µήκους του µορίου τους και φαίνεται να είναι ο δραστικός ιστικός υποδοχέας 3, 5, 19 Από τους άλλους υποδοχείς ο πέµπτος (οb-re) o οποίος έχει βραχύ µήκος του µορίου του στερούµενο και του διαµεµβρανικού τµήµατος, αναφέρεται ως «βραχύς» 9, 19, 2, υπάρχει ελεύθερος στην κυκλοφορία ως διάλυτος υποδοχέας και µάλλον συµµετέχει σαν 2, 3, 5, 6 πρωτείνη µεταφοράς της λεπτίνης στο Κ.Ν.Σ. Η ενδοκυτταρική µεταβίβαση 15 του µηνύµατος γίνεται µε την ενεργοποίηση του συστήµατος JAK STAT κινασών. Στον εγκέφαλο υπάρχουν υποδοχείς της λεπτίνης σε περιοχές όπως στον θάλαµο, στο χοριοειδές πλέγµα, στον κερκοφόρο πυρήνα και σε υποθαλαµικές περιοχές όπως στον τοξοειδή πυρήνα, τον µεσοκοιλιακό, 10, 12, 19, 21, 22 τον έσω ραχιαίο, τον έσω κοιλιακό (CVM 21) (PMH). Η είσοδος της λεπτίνης στον εγκέφαλο φαίνεται ότι επιτελείται µε τον βραχύ υ- ποδοχέα (ο πέµπτος υποδοχέας ob-re) σαν πρωτεΐνη µεταφοράς, διαµέσου των κυττάρων του χοριοειδούς πλέγµατος, των µηνίγγων και των αγγείων που περιβάλλουν το εγκεφαλικό περέγχυµα, φθάνοντας έτσι σε σχηµατισµούς που βρίσκονται στο βάθος του εγκεφάλου. 2, 5, 6, 9 Πέραν του µηχανισµού αυτού έχει υποστηριχθεί και η άµεση δίοδος του ελεύθερου κλάσµατος της λεπτίνης στην περιοχή του κοιλιακού βασικού υποθαλαµικού συστήµατος διαµέσου της µέσης εσοχής 3, 29 όπου δεν υφίσταται ο αιµατοεγκεφαλικός φραγµός, λόγω της ιδιαίτερης κατασκευής των αγγείων στην περιοχή αυτή. Μεταλλάξεις του ob-rb σαν αίτια παχυσαρκίας είναι σπάνιες και έχουν καταγραφή µόνο σε δύο οικογένειες.µία από το Πακιστάν και µία από την Τουρκία. Η πιθανότητα όµως να υπάρχουν διαταραχές της µεταφοράς της λεπτίνης στις θέσεις 7

18 στόχους σε περιπτώσεις αντίστασης στην λεπτίνη σε σχέση µε την παχυσαρκία φαίνεται ότι σαφώς είναι µεγάλες. 7, 87, 90 Στα ποντίκια η χορήγηση ανασυνδιασµένης λεπτίνης προκαλεί ενεργοποίηση του STAT3 υποδοχέα στον υποθάλαµο, στο φυσιολογικό αλλά και στο ob/ob ποντίκι. Η δηµιουργία σύµπλοκου ορµόνης-υποδοχέα, η συνάθροιση των υποδοχέων της λεπτίνης και οι κυτταροκινάσες Janus (JAK) που συνδέονται µε τον υποδοχέα θα προκαλέσουν φωσφορυλίωση (P) των υπολειµµάτων τυροσίνης (Υ) στο κυτταροπλασµατικό τµήµα του υποδοχέα, δηµιουργώντας σηµεία σύνδεσης φωσφοτυροσύνης για τους παράγοντες SΤΑΤ, αποσυνδέονται από τον υποδοχέα και διµερίζονται. Τα διµερή αυτά αποτελούν τους ενεργούς µεταγραφικούς ρυθµιστικούς παράγοντες. Μετά την είσοδο τους στον πυρήνα του κυττάρου, συνδέονται µε ειδικά στοιχεία για τους STAT και το DNA και υποκινούν τη µεταγραφή συγκεκριµένων γονιδίων στόχων 9, 12, 16 Σχήµα 3. Η δηµιουργία συµπλόκου ορµόνης υποδοχέα, η συνάθροιση των υποδοχέων της λεπτίνης και οι κυτταροκινάσες Janus (JAK) που συνδέονται µε τον υποδοχέα, θα προκαλέσουν φωσφορυλίωση (Ρ) των υπολειµµάτων τυροσίνης (Υ) στο κυτταροπλασµατικό τµήµα του υποδοχέα, δηµιουργώντας σηµεία σύνδεσης φωσφοτυροσύνης για τους παράγοντες STAT. Μετά τη φωσφορυλίωχση, τα υπολείµ- µατα τυροσίνης των παραγόντων STAT, αποσυνδέονται από τον υποδοχέα και διµερίζονται. Τα διµερή αυτά αποτελούν τους ενεργούς µεταγραφικούς ρυθµιστικούς παράγοντες. Μετά την είσοδό τους στον πυρήνα του κυττάρου, συνδέονται µε ειδικά στοιχεία για τους STAT και το DNA και υποκινούν τη µεταγραφή συγκεκριµένων γονιδίων στόχων. 8

19 2. ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΚΚΡΙΣΗΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ 2.1 Παραγωγή Κύριος τόπος σύνθεσης της λεπτίνης αποτελούν τα λιποκύτταρα του λευκού λιπώδους ιστού 2, 3, 4.Το µέγεθος και ο αριθµός των λιποκυττάρων καθορίζουν το ποσόν της παραγόµενης ορµόνης.υπάρχει θετική συσχέτιση µεταξύ του εκφραζόµενου mrna του ob γονιδίου και των επιπέδων της λεπτίνης στο πλάσµα 2, 5, 6. Εκτός από τον κύριο τόπο παραγωγής, τον λιπώδη ιστό, η λεπτίνη παράγεται σε µικρό βαθµό και σε άλλες θέσεις παραγωγής όπως ο πλακούντας, 8, 87 µε αύξηση των επιπέδων της σε περιπτώσεις βαριάς προεκλαµψίας όπου το ερέθισµα έκκρισης της θεωρείται η υποξαιµία 86, ο θόλος του στοµάχου όπως υποστηρίζουν δεδοµένα επί- µυων, οι σκελετικοί µυς 90. Τέλος πρόσφατά δεδοµένα υποστηρίζουν την τοπική παραγωγή της λεπτίνης στο Κ.Ν.Σ. 91, Ρύθµιση της έκκρισης Το παραγόµενο από τα λιποκύτταρα µόριο της λεπτίνης δεν αποθηκεύεται αλλά υπό την επίδραση των διαφόρων ερεθισµάτων προκαλείται άµεση σύνθεση De novo synthesis. 346 Τα επίπεδα της λεπτίνης στον ορό επηρεάζονται από διατροφικούς και ορµονικούς παράγοντες κυρίως ανάλογα µε την λήψη τροφής. Η νηστεία οδηγεί σε ελάττωση έκκρισής, ενώ αντίθετα, η υπερβολική λήψη τροφής σε αυξηµένη έκκριση της 37, 86 ορµόνης Ενώ, όµως, στα ποντίκια αυξάνεται άµεσα µετά την λήψη τροφής 22, 23 στους ανθρώπους η αύξηση παρατηρείται µετά από 2-3 ηµέρες 28. Αντίθετα, η νηστεία οδηγεί σε µείωση των επιπέδων της λεπτίνης άµεσα. Έτσι, αναλυτικότερα 24ωρη νηστεία ελαττώνει τα επίπεδα της λεπτίνης στο 30% των αρχικών τιµών ενώ η υπερβολική λήψη τροφής οδηγεί σε αύξηση της έκκρισης λεπτίνης κατά 50% 29. Έτσι λοιπόν, είναι προφανές ότι οι µεταβολές αυτές δεν αντανακλούν σε µεταβολές της µάζας των λιποκυττάρων, αλλά επιδράσεις διαφόρων άλλων παραµέτρων που τροποποιούν την έκφραση του ob γονιδίου. Η λεπτίνη φαίνεται ότι παίζει τον ρόλο του αγγελιοφόρου προς τον εγκέφαλο για τις συνθήκες της ενεργειακής κατάστασης σε κάθε στιγµή 27, 28, 33, 3, 30. Η έκκριση της λεπτίνης επηρεάζεται σηµαντικά από διάφορους παράγοντες όπως η ινσουλίνη, 3 τα γλυκοκορτικοειδή, οι κυτταροκίνες, οι κατεχολαµίνες,οι θυροειδικες ορµόνες, η προλακτίνη και στεροειδή του φύλου. Η ινσουλίνη άµεσα διεγείρει την έκφραση του οb γονιδίου σε καλλιέργειες λιποκυττάρων πειραµατόζωων 2 και ανθρώπων 34, 35. Η επίδραση της ινσουλίνης στην σύνθεσή και έκκριση της λεπτίνης δεν είναι άµεση αλλά εµφανίζεται µετά από 72 ώρες στον άνθρωπο. Τα γλυκοκορτικοειδή διεγείρουν την έκκριση της λεπτίνης in Vitro και in Vivo 34, 35.H χορήγηση δεξαµεθαζόνης προκαλεί αύξηση των επιπέδων πλάσµατος της λεπτίνης χωρίς το φαινόµενο να µπορεί να αποδοθεί σε µεταβολή της ευαισθησίας στην ινσουλίνη 30. Έχει αποδειχθεί ότι στην περιοχή (promoter region) όπου γίνεται η προώθηση του οb γονιδίου, υπάρχει κύτταρο στόχος του υποδοχέα των κορτικοειδών 29, 34, 35. Σε ασθενείςµε σύνδροµο Cushing τα επίπεδα της λεπτίνης έχουν βρεθεί αυξηµένα, ενώ µετά από ρύθµιση της υπερκορτιζολαιµίας δεν παρατηρήθηκε άµεση µείωση των επιπέδων της 35, 36, 37, 38, 39. Η διεγερτική αυτή δράση των κορτικοειδών φαίνεται ότι 9

20 είναι εντονότερη στα λιποκύτταρα των γυναικών παρά των ανδρών, γεγονός που υ- ποστηρίζει την ύπαρξη φυλετικού διµορφισµού 38 Οι κυτταροκίνες είναι και αυτές υπεύθυνες για την αύξηση της έκκρισης της λεπτίνης. In vitro και in vivo υποστηρίζεται η συµµετοχή των φλεγµονωδών (TNF, IL-1) κυτταροκινών, στην επαγωγή της έκφρασης του ob γονιδίου 5 και την αύξηση της έκκρισης της λεπτίνης σε ανθρώπους βαρέως πάσχοντες 35, 167. Η υποστηριζόµενη άποψη σχετικά µε την υπερέκκριση της λεπτίνης σαν αποτέλεσµα της αύξησης των κυτταροκινών στις φλεγµονές και βαριές καταστάσεις, συµβάλλει στην ανορεξία κα στην απώλεια βάρους που παρατηρείται σε αυτές τις καταστάσεις 167. Η ανεύρεση υψηλών επιπέδων λεπτίνης στους βαρέως πάσχοντες εµφανίζει προγνωστική άξια όσον αφορά την καλή έκβαση της νόσου, σε σχέση µε τους µη επιβιώσαντες 34, 35 που εµφάνιζαν επίπεδα λεπτίνης χαµηλά. Οι κατεχολαµίνες µειώνουν άµεσα την έκκριση της λεπτίνης διαµέσου β- αδρενεργικού υποδοχέα ενώ την ίδια στιγµή αυξάνουν την έκκριση της ινσουλίνης 32, 33, 34, 38, 39. Τα δεδοµένα που αφορούν το ρόλο που έχουν οι θυρεοειδικές ορµόνες στην ρύθµιση της έκκριση της λεπτίνης είναι τελείως αντιφατικά. Σε υποθυρεοειδικούς ασθενείς τα επίπεδα έχουν βρεθεί χαµηλά µε την ακόλουθη αύξηση τους µετά την χορήγηση θεραπείας υποκατάστασης 73, 74. Όµως ενώ θα περίµενε κανείς την α- ντίθετη ακριβώς εικόνα, στον υπερθυρεοειδισµό αυτό δεν ισχύει. Από την άλλη πλευρά, όµως, η λεπτίνη φαίνεται ότι έµµεσα εµπλέκεται στη θυρεοειδική λειτουργία µε την δράση της στο Κ.Ν.Σ. και επηρεασµό της εκκριτικής δραστηριότητας των TRH νευρώνων στον παρακοιλιακό υποθαλαµικό πυρήνα 67, 43, 45, 46. Η µείωση της λεπτίνης κατά την ασιτία, έχει σαν αποτέλεσµα την µειωµένη έκφραση του mrna ΤΡΗ είτε έµµεσα διαµέσου τροποποίησης της δραστηριότητας των NPY / POMC στον τοξοειδή πυρήνα είτε άµεσα µε απευθείας δράση στους TRH νευρώνες. Το κύκλωµα αυτό πιθανότατα να συµµετέχει στην εξισορρόπηση µείωση δαπάνης ενέργειας κάτω από συνθήκες κακής σίτισης ή νόσου και ίσως είναι ένας από τους µηχανισµούς της παρατηρούµενης µείωσης της TSH στο ευθυρεοδικό 42, 43, 44, σύνδροµο 45. Προλακτίνη και αυξητική ορµόνη φαίνεται ότι επηρεάζουν την έκκριση της λεπτίνης. Η προλακτίνη φαίνεται ότι αυξάνει την έκκριση της λεπτίνης χωρίς να σχετίζεται µε την ασιτία ή τη σίτιση. Το ίδιο συµβαίνει και µε την GH η οποία ασκεί διεγερτική δράση στα λιποκύτταρα του επιµυός 47. Όµως ισχύει και το αντίθετο δηλαδή η λεπτίνη δρα διεγερτικά στην έκκριση της GH είτε µε µείωση της σωµατοστατίνης είτε µε αύξηση του GnRH Λεπτινη και GH άξονας Κύρια δράση της GH στον άνθρωπο είναι η µεταβολή του ύψους και η ανάπτυξη του σώµατος. Μπορεί, ακόµη, µέσω της λιπολυτικής και της αζωτοσυντηρητικής δράσης καθώς και της τροποποίησης του ενεργειακού µεταβολισµού να επιφέρει µεταβολή στη σύνθεση του σώµατος και της κατανοµής του λίπους. Η παχυσαρκία σχετίζεται µε διαταραχές του άξονα GH-IGF-1 και συχνά συνοδεύεται από χαµηλά επίπεδα της GH και των IGF δεσµευτικών πρωτεϊνών τα οποία οδήγησαν σε αυξηµένα επίπεδα GH. Η χορήγηση GH σε ενήλικες µε ανεπάρκεια ορµόνης αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και µειώνει το σωµατικό λίπος. 49, 50, 51, 52, 54, 56. Η λεπτίνη µοιάζει δοµικά µε την GH αφού και οι δύο ορµόνες ανήκουν στην ίδια οικογένεια κυτταροκινών και έτσι η πιθανότητα να συνδέεται µε τις δεσµευτικές 10

21 πρωτεΐνες της GH δεν µπορεί να αποκλειστεί. Το γεγονός δε, ότι και οι δυο ορµόνες ασκούν την δράση τους σε πολλά κύτταρα του οργανισµού, τα δε επίπεδά τους ε- ξαρτώνται από µεταβολές του λίπους και της ενεργειακής οµοιοστασίας, οδήγησε στη διερεύνηση των µηχανισµών πιθανής αλληλορύθµισης µεταξύ δύο ορµονών. Έχει αναφερθεί ότι η λεπτίνη ρυθµίζει την έκκριση της αυξητικής ορµόνης (GH). εν είναι δυνατές όµως µελέτες στους ανθρώπους, η δε ρύθµιση του άξονα της αυξητικής ορµόνης είναι διαφορετική από ότι στα τρωκτικά, δεν είναι δυνατό να βγουν οριστικά συµπεράσµατα. Μόνο έµµεσες µελέτες είναι διαθέσιµες και παρέχουν ενδείξεις ότι η λεπτίνη ρυθµίζει την έκκριση της αυξητικής ορµόνης. Κάποιες µελέτες 52, 53, 54, όχι όµως όλες, 55 ανέφεραν µια αντίστροφη συσχέτιση µεταξύ λεπτίνης και αυξητικής ορµόνης στους ανθρώπους. Πρέπει, λοιπόν να τονιστεί ότι η έκκριση της λεπτίνης δεν έχει διευκρινιστεί εάν επηρεάζεται από την αυξητική ορµόνη GH. Οι περισσότερες µελέτες πάντως τείνουν προς την ύπαρξη µιας ανασταλτικής δράσης του GH άξονα στην έκκριση της λεπτίνης. εν είναι επίσης ξεκαθαρισµένο αν πρόκειται για µια απευθείας δράση ή βεβαίως για µια έµµεση δράση µέσω διέγερσης της λιπόλυσης των λιποκυττάρων. Οι υποδοχείς της GH, όπως εκφράζεται στα λιπώδη κύτταρα, µπορεί να προκαλέσουν άµεση επίδραση της GH στη σύνθεση της λεπτίνης από τα λιπώδη κύτταρα. Η χρόνια in vitro επώαση λιπωδών κυττάρων µε την GH ή µε τον παρόµοιο µε την ινσουλίνη αυξητικό παράγοντα ΙGF-I δεν είχε καµία επίδραση στην έκφραση και έκκριση της λεπτίνης. Χορήγηση IGF-I, σε ασθενείς µε ανεπάρκεια επινεφριδίων, ελαττώνει τα επίπεδα της λεπτίνης, 55 δηλώνοντας ότι και στους ανθρώπους ο IGF-I µπορεί να έχει ανασταλτική δράση στην έκκριση της λεπτίνης. Η οξεία χορήγηση GH σε υγιείς ανθρώπους δεν έχει καµία επίδραση στα επίπεδα της λεπτίνης. 55, 56 Σε άνδρες µε κεντρικού τύπου παχυσαρκία (χαµηλά επίπεδα IGF-1 και ανεπάρκεια GH), η µακροχρόνια θεραπεία µε GH ελάττωσε τα επίπεδα λεπτίνης ύστερα από 6 βδοµάδες, αλλά ύστερα από 9 µήνες δεν βρέθηκε καµία µεταβολή ούτε στα επίπεδα της λεπτίνης ούτε στην έκφραση του mrna της λεπτίνης, ανεξάρτητα από την απώλεια βάρους και λίπος. 59 Όταν χορηγήθηκε σωµατοστατίνη, ινσουλίνη και GH για 2 ώρες, ελάττωσε σηµαντικά τη λεπτίνη ορού, σε άτοµα φυσιολογικά 59, 108. Σε ασθενείς µε ανεπάρκεια της GH (υποϋποφυσιακούς ασθενείς) που χαρακτηρίζονται από αυξηµένο ποσοστό σπλαχνικού λίπους εµφανίζουν υψηλότερα επίπεδα λεπτίνης, από τους υγιείς µάρτυρες, ενώ ο νυχθήµερος ρυθµός της λεπτίνης παραµένει φυσιολογικός. Η θεραπεία υποκατάστασης των ασθενών αυτών µε αυξητική ορµόνη οδήγησε σε µείωση των επιπέδων της λεπτίνης παράλληλα µε τη µείωση του λίπους 61 αλλά όχι ανεξάρτητη από τις µεταβολές στη σύνθεση του σώµατος. Οι περισσότερες ανακοινώσεις σε ασθενείς µε θεραπεία υποκατάστασης µε GH έδειξαν µια πτώση 58, 60, 6, 1, 62, 63 των επιπέδων της λεπτίνης ανάλογη µε τη µείωση του λιπώδη ιστού. Οι ασθενείς µε µεγαλακρία που έχουν αυξηµένη GH εµφανίζουν µειωµένο σωµατικό λίπος και χαµηλά επίπεδα λεπτίνης, σε σχέση µε υγιείς µάρτυρες στην ίδια ηλικία, το φύλο και τον δείκτη µάζας του σώµατος Μετά από επιτυχή αντιµετώπιση της νόσου αναφέρεται µείωση των επιπέδων της λεπτίνης η οποία δεν οφείλεται στη µείωση του Β.Μ.Ι. αλλά είναι πιο πιθανό να οφείλεται στην πτώση της GH, της ινσουλίνης και του FFA που συµµετέχουν στη ρύθµιση της έκκρισης της 62, 63 λεπτίνης. Συµπερασµατικά η λεπτίνη αποτελεί µάλλον ένα µεταβολικό ανασταλτικό 11

22 σήµα για την έκκριση της GH. Ο άξονας της GH-IGF-1 θα µπορούσε να ενέχεται στη ρύθµιση της λεπτίνης αλλά παραµένει αδιευκρίνιστο το αν ασκεί άµεση δράση ή µόνο έµµεση, µέσα από µεταβολές της σύνθεσης του σώµατος και των επιπέδων της ινσουλίνης και των FFA Λεπτινη και υποθάλαµος υπόφυση θυρεοειδή Η θυρεοειδική λειτουργία παίζει σπουδαίο ρόλο στη ρύθµιση της ενεργειακής ισορροπίας. Μεταβολές του θυρεοειδικού status συχνά συνοδεύονται από µεταβολές του σωµατικού βάρους, της όρεξης και της θερµογένεσης Έτσι, σε άτοµα µε υπερθυρεοειδισµό παρατηρείται αυξηµένη όρεξη, απώλεια σωµατικού βάρους και αυξηµένη θερµογένεσης ενώ σε υποθυρεοειδικά άτοµα παρατηρείται µειωµένος βασικός µεταβολισµός, αύξηση του βάρους και µείωση της 6, 4, 65 θερµοκρασίας του σώµατος. Η λεπτίνη, επίσης, όπως και οι θυρεοειδικές ορµόνες είναι ένας δείκτης της ποσότητας του λίπους στο σώµα. Επίσης, µειώνει την όρεξη και αυξάνει την θερµογένεση. Έχουµε λοιπόν τη λεπτίνη και τις θυρεοειδικές ορµόνες να ασκούν όµοιες ή παρόµοιες δράσεις στη θερµογένεση και στον ενεργειακό µεταβολισµό. Έτσι προκύπτει το ερώτηµα ότι και οι δύο πιθανότατα να ασκούν τη δράση τους µέσω µιας κοινής οδού, επηρεάζοντας τη δραστηριότητα του συµπαθητικού συστήµατος κυρίως µε µια προς τα πάνω αδρενεργική ρύθµιση 64. Η ρύθµιση της έκκρισης των θυρεοειδικών ορµονών ξεκινά από τον υποθαλαµικό παρακοιλιακό πυρήνα όπου παράγεται η TRH η οποία ρυθµίζει την έκκριση της TSH από τον πρόσθιο λοβό της υπόφυσης. Η λεπτίνη φαίνεται να επηρεάζει την παλίνδροµη ρύθµιση των νευρώνων του TRH από τις θυρεοειδικές ορµόνες. Σε αυτή την κεντρική δράση της λεπτίνης είναι πιθανή η µεσολάβηση του ΝΡΥ και η CRH αφού έχει αποδειχθεί ότι οι νευρώνες που εκφράζουν τα παραπάνω πεπτίδια αλληλεπιδρούν µε τους TRH νευρώνες 67. Τα πρόσφατα στοιχεία προτείνουν ότι η λεπτίνη προωθεί την in vitro βιοσύνθεση TRH µέσω της δράσης της στους νευρώνες TRH (Nillni 2000) 68. Επίσης άλλη µελέτη προτείνει ότι το κυρίαρχο σήµα στον εγκέφαλο που καταστέλλει την έκφραση του TRH στον παρακοιλιακό πυρήνα είναι µια πτώση της λεπτίνης. Τα πρόσφατα στοιχεία υποστηρίζουν ότι και άλλα νευροπεπτίδια από τον τοξοειδή πυρήνα µεσολαβούν στην επίδραση της λεπτίνης στον TRH όπως αναφέρθηκε παραπάνω για το ΝΡΥ 66, 67, 68. Οι Legradi et al (1998) χηµικά αφαίρεσαν τον τοξοειδή πυρήνα στους αρουραίους και παρατήρησαν ότι ο λιµός απέτυχε να καταστείλει τα επίπεδα των θυρεοειδικών ορµονών. 69 Στον άνθρωπο, µελέτες που αφορούν περιπτώσεις µε µετάλλαξη είτε του γονιδίου ob είτε του γονιδίου obr, έδειξαν κάποιες ανωµαλίες τον θυρεοειδικό άξονα όπως αυξηµένα επίπεδα της TSH στην πρώτη περίπτωση (ob) και εικόνα υποθαλαµικού υποθυρεοειδισµού στη δεύτερη περίπτωση µε µετάλλαξη στο γονίδιο obr. Χωρίς να είναι ξεκάθαρο αν αυτές όντως οι ανωµαλίες οφείλονται στην ανεπαρκή πραγµατική λειτουργία της λεπτίνης. Μέχρι τώρα οι αναφορές αφορούν την επίδραση της λεπτίνης στις θυρεοειδικές ορµόνες γεννιέται όµως το ερώτηµα εύλογα κατά πόσον οι θυρεοειδικές ορµόνες τυποποιούν ή επηρεάζουν την έκφραση και την έκκριση της λεπτίνης. Θεωρητικά θα περίµενε κανείς µια ανασταλτική δράση των θυρεοειδικών ορµονών στην έκκριση της λεπτίνης που στηρίζεται στο γεγονός ότι οι θυρεοειδικές ορµόνες έχουν επιτρεπτικό ρόλο στη δράση των κατεχολαµινών στους 12

23 β- αδρενεργικούς υποδοχείς, η διέγερση των οποίων καταστέλλει την έκφραση της λεπτίνης στα λιποκύτταρα. Αυτή η θεωρία επιβεβαιώθηκε στα τρωκτικά, όπου φαίνεται ότι υπάρχει µια αρνητική συσχέτιση µεταξύ των επιπέδων των θυρεοειδικών ορµονών και της λεπτίνης 163, 65. Έτσι σε αρουραίους που υποβλήθηκαν σε θυρεοειδεκτοµή η λεπτίνη αυξάνει, ενώ η χορήγηση Τ 3 και Τ 4 σε αυτούς τους αρουραίους ελαττώνει τα επίπεδα της λεπτίνης. Τα αποτελέσµατα όµως των µελετών στον άνθρωπο είναι αντικρουόµενα 65. Σε υπερθυρεοειδικούς ασθενείς µία µελέτη αναφέρει ότι η λεπτίνη εµφανίζει αυξηµένα επίπεδα ενώ µια άλλη αναφέρει µειωµένα επίπεδα, ενώ σε άλλες πέντε µελέτες δεν διαπιστώθηκε σηµαντική µεταβολή των επιπέδων της λεπτίνης, πάντα 70, 71, 72, 73, 74, 75 συγκριτικά µε ευθυρεοειδικούς µάρτυρες. Σε υποθυρεοειδικούς ασθενείς τα επίπεδα της λεπτίνης βρέθηκαν χαµηλότερα ή ίδια ή υψηλότερα των υγιών µαρτύρων. Η χορήγηση Τ 3 για µια εβδοµάδα σε υγιείς άνδρες δεν είχε καµµία επίδραση στα επίπεδα της λεπτίνης. 67 Ενώ ακολουθώντας την λογική ότι ο υπερθυρεοειδισµός χαρακτηρίζεται από απώλεια µυϊκής µάζας και σχετική διατήρηση του λίπους του σώµατος, ενώ αντιθέτως ο υποθυρεοειδισµός χαρακτηρίζεται από αύξηση του λίπους θα αναµένονταν φυσιολογικά επίπεδα λεπτίνης στους υποθυρεοειδικούς ασθενείς και υψηλά στον υπερθυρεοειδισµό. 73, 74 Τα αποτελέσµατα των µέχρι τώρα ερευνών δεν διευκρινίζουν αν τα επίπεδα λεπτίνης σχετίζονται µε την θυρεοειδική δυσλειτουργία άµεσα στον άνθρωπο Ρυθµός έκκρισης λεπτινης Η έκκριση της 16KDa πρωτεΐνης εµφανίζει ηµερονύκτιο ρυθµό έκκρισης µε χρόνο ηµίσιας ζωής 90 mιn. Τα µέγιστα επίπεδα στο 24 ωρο καταγράφονται µεταξύ 24:00 02: Παρόλη την προαναφερθείσα διαφορά απόλυτων επιπέδων µεταξύ ανδρών και γυναικών τα ποσοστά µεταβολών των εκκριτικών αιχµών δεν διαφέρουν µεταξύ των δύο φύλων 4. Η λεπτίνη στο αίµα κυκλοφορεί σε δύο µορφές α) την συνδεδεµένη µε πρωτεΐνες σε ποσοστό που φαίνεται να διαφέρει µεταξύ λεπτόσωµων (45%) και παχυσάρκων (20%) ατόµων και β) την ελεύθερη µορφή 110. Μια δεξαµενή λεπτίνης, πέραν της συνδεδεµένης µορφής, είναι το µόριο το συνδεδεµένο πάνω στους υποδοχείς, ιστούς στόχους, προσφέροντας σταθερά επίπεδα της ορµόνης στους ιστούς 110, Φυλετικός διµορφισµός Τα επίπεδα της λεπτίνης έχει αποδειχθεί ότι είναι υψηλότερα στις γυναίκες από τους άντρες µε συγκεντρώσεις 2-3 φορές 75. Η σχέση αυτή είναι ανεξάρτητη από τον δείκτη µάζας του σώµατος η το ποσοστό αποθεµάτων λίπους γεγονός που αποδεικνύει µια συσχέτιση µεταξύ λεπτινης και των στεροειδών των φυλών που υ- πάρχει ήδη από την ενδοµήτρια ζωή. Μετά την 18η βδοµάδα της κύησης τα επίπεδα της λεπτινης που εκκρίνονται κυρίως από το έµβρυο και λιγότερο από τον πλακούντα αυξάνουν παράλληλα µε τη αύξηση του λιπώδους ιστού για να φτάσουν σε υψηλά επίπεδα στο τέλος της κύησης. Ο ρόλος της λεπτινης στην εµβρυϊκή ζωή φαίνεται να σχετίζεται µε την ανάπτυξη των χόνδρων και οστών του εγκέφαλου του αιµοποιητικού συστήµατος καθώς και την µετάδοση σηµάτων που αφορούν την ενεργειακή κατάσταση µεταξύ µητέρας και εµβρύου 76, 77, 78, 79, 80, 85. Κατά την γέννηση τα επίπεδα της λεπτίνης στα θήλεα νεογνά είναι κατά 40% υψηλότερα από τα άρρενα και µετά από δύο βδοµάδες αργότερα πέφτουν για να α- 13

24 νέβουν πάλι πριν την έναρξη της ήβης και στα δυο φύλα παράλληλα µε το σωµατικό βάρος και φθάνουν στο τέλος σου σταδίου V κατά Tanner τα επίπεδα στα αγόρια αλλά όχι στα κορίτσια. Φαίνεται, λοιπόν, ότι αυτό που κάνει να διαφέρουν τα επίπεδα της λεπτινης στα δυο φύλα είναι τα γοναδικά στεροειδή. Η τεστοστερόνη και η οιστραδιόλη κάνει, λοιπόν, την διαφορά της ευαισθησίας των λιποκυττάρων. Έτσι έχει αποδειχθεί ότι η οιστραδιολη αυξάνει την σύνθεση και την έκκριση της λεπτίνης 362. Η τεστοστερόνη µειώνει τα επίπεδα όπως έχει φανεί σε µελέτη, µε τη χορήγηση τεστοστερόνης σε υπογοναδικούς άντρες 251 καθώς και σε transsexual

25 3. ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ 3.1 Κεντρικές φυσιολογικές δράσεις της λεπτίνης στο Κ.Ν.Σ. Η ανακάλυψη της λεπτίνης έχει προωθήσει σηµαντικά τις γνώσεις µας για τους φυσιολογικούς µηχανισµούς που ρυθµίζουν το σωµατικό βάρος και έχει τροφοδοτήσει ελπίδες για την αντιµετώπιση της παχυσαρκίας. 86 Τόσο η ύπαρξη υποδοχέων λεπτίνης (Ob-Rd) στο Κ.Ν.Σ., όσο και η διαπίστωση ότι η λεπτίνη είναι περισσότερο δραστική µετά από κεντρική χορήγηση στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό πειραµατοζώων, σε σχέση µε τη χορήγηση της στην περιφέρεια, οδήγησαν στο συµπέρασµα ότι το ΚΝΣ αποτελεί σηµαντικό όργανο-στόχο της λεπτίνης. Οι υποθαλαµικοί νευρώνες έχουν ιδιαίτερα σηµαντικό ρόλο στην εκδήλωση των δράσεων της λεπτίνης στο ΚΝΣ. 86, 87 Η χορήγηση λεπτίνης στα παχύσαρκα (µε έλλειψη λεπτίνης) ob/ob πειραµατόζωα, οδηγεί σε ταχεία µείωση της πρόσληψης τροφής και ελάττωση της µάζας του λευκού λιπώδους ιστού και του σωµατικού βάρους. Φυσιολογικά πειραµατόζωα εµφανίζουν ποιοτικά ανάλογη αλλά ποσοτικά µικρότερη ανταπόκριση 87. Τα δεδοµένα από µελέτες στον άνθρωπο είναι παρόµοια. Έτσι η χορήγηση λεπτίνης σε σπάνιες περιπτώσεις παιδιών µε γενετικά καθορισµένη έλλειψη λεπτίνης και µεγάλου βαθ- µού παχυσαρκία οδήγησε σε δραµατική µείωση της πρόσληψης τροφής και ελάττωση του σωµατικού λίπους 88 Αντίθετα, η χορήγηση λεπτίνης σε άτοµα µε κοινή παχυσαρκία που χαρακτηρίζεται από αυξηµένα επίπεδα ενδογενούς λεπτίνης στην κυκλοφορία, είχε πολύ λιγότερο εντυπωσιακά αποτελέσµατα, επιβεβαιώνοντας έτσι την άποψη ότι η κοινή παχυσαρκία στον άνθρωπο οφείλεται στην µεγαλύτερη πλειοψηφία σε αντίσταση στη λεπτίνη 2. Η χορήγηση λεπτίνης οδηγεί επίσης σε κεντρική ενεργοποίηση του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος, η οποία ενεργοποίηση προηγείται χρονικά της παρατηρούµενης µείωσης της τροφής 89. Η αυξηµένη δραστηριότητα του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος οδηγεί σε ενεργοποίηση των β3 ανδρενεργικών υποδοχέων και συνεισφέρει στη µείωση του σωµατικού λίπους µέσω πολλαπλών µηχανισµών. 89 Συγκεκριµένα παρατηρείται αύξηση της ενεργειακής κατανάλωσης και παραγωγής θερµότητας και αύξηση αποδό- µησης του λευκού λίπους λιπόλυσης. 85 Επίσης η ενεργοποίηση του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος αναστέλλει την έκκριση ινσουλίνης και λεπτίνης, ολοκληρώνοντας έτσι ένα µηχανισµό αρνητικής παλίνδροµης ρύθµισης µεταξύ λευπτίνης και συµπαθητικού νευρικού συστήµατος. 86 Νεότερα δεδοµένα υποδεικνύουν ότι η λεπτίνη πληροφορεί το ΚΝΣ ως προς το µέγεθος των ενεργειακών αποθεµάτων λευκού λίπους στην περιφέρεια. Ωστόσο φαίνεται ότι η έκκριση λεπτίνης είναι αναγκαία, αλλά όχι ικανή για την αποτελεσµατική λειτουργία των οµοιοστατικών µηχανισµών που αποσκοπούν στην διατήρηση του σωµατικού βάρους και την πρόληψη της παχυσαρκίας. Η διαπίστωση αυτή προκαλεί την ερώτηση τελικά ποιος είναι ο κύριος φυσιολογικός ρόλος της λεπτίνης. Έχει, λοιπόν, προταθεί ότι η παρατηρούµενη µείωση της λεπτίνης µετά από στέρηση τροφής έχει σηµαντικό ρόλο στη ρύθµιση νευροενδοκρινικών µηχανισµών, καθώς και της λειτουργίας του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος. Πράγµατι η στέρηση τροφής συνοδεύεται από µείωση των ενεργειακών δαπανών και της δρα- 15

26 στηριότητας του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος παρατηρείται λοιπόν ελάττωση της αρτηριακής πίεσης και της καρδιακής συχνότητας, καταστολή της λειτουργίας του υποθαλαµο υποφυσιακού θυρεοειδικού άξονα και του υποθαλαµο- υποφυσιακού γοναδικού άξονα. 86, 87, 88, 90 Αντίθετα, παρατηρείται αύξηση της δραστηριότητας του υποθαλαµουποφυσιακού φλοιοεπινεφριδιακού άξονα µετά από στέρηση τροφής. Τόσο σε ποντικούς όσο και σε πιθήκους, έχει δειχθεί ότι η χορήγηση λεπτίνης οδηγεί σε νευροενδοκρινικές µεταβολές που συνοδεύουν τη στέρηση τροφής καθώς και σε µερική τουλάχιστον αποκατάσταση της λειτουργίας του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος. 86, 87 Σηµειώνεται ότι στον άνθρωπο οι παραπάνω νευροενδοκρινικές µεταβολές είναι λιγότερο έκδηλες και ο σχετικός ρόλος της λεπτίνης είναι προς το παρόν υποθετικός. Είναι πάντως πιθανόν ότι η λεπτίνη είναι αναγκαία για την φυσιολογική λειτουργία του υποθάλαµο-υποφυσιακού γοναδικού άξονα ακόµη και όταν υπάρχει ε- 86, 87 πάρκεια πρόσληψης τροφής. Πράγµατι τα ποντίκια ob/ob δεν εµφανίζουν ήβη, παρά µόνο µε την χορήγηση λεπτίνης. Επιπλέον η χορήγηση λεπτίνης σε θηλυκά άνηβα ποντίκια επιταχύνει την εµφάνιση της ήβης 86, 87. Στον άνθρωπο φαίνεται ότι η λεπτίνη έχει «επιτρεπτικό» ρόλο στην εµφάνιση της ήβης και στη διατήρηση της λειτουργίας του υποθαλαµο-υποφυσιακούγοναδικού άξονα 86, 87. Έτσι, άτοµα µε υπολειπόµενη µετάλλαξη του γονιδίου του υποδοχέα της λεπτίνης παρουσιάζουν κεντρικό υπογοναδισµό και εκσεσηµασµένη παχυσαρκία. Τα χαµηλά επίπεδα λεπτίνης σε αθλήτριες χαµηλού σωµατικού βάρους πιθανόν να συµβάλλουν στην εµφάνιση υποθαλαµικής αιµηνόρροιας 87, 88. Η χορήγηση της λεπτίνης σε άτοµα µε συγγενή έλλειψη της λεπτίνης δεν έχει προς το παρόν οδηγήσει σε εµφάνιση πρώιµης ενήβωσης, παρατήρηση που ενισχύει την άποψη ότι η ύπαρξη της λεπτίνης είναι αναγκαία αλλά όχι ικανή συνθήκη για την εµφάνιση της ενήβωσης. Στα άτοµα αυτά που εµφανίζουν συγγενή έλλειψη της λεπτίνης ή µε µετάλλαξη του γονιδίου του υποδοχέα της λεπτίνης εµφανίζουν µειωµένα επίπεδα αυξητικής ορµόνης και θυρεοειδικών ορµονών, υποδηλώνοντας ότι η λεπτίνη είναι α- ναγκαία φυσιολογική δραστηριότητα πολλαπλών νευροενδοκρινικών µηχανισµών 89. Επίσης έχει προταθεί ότι η λεπτίνη συµµετέχει στη ρύθµιση της λειτουργίας του υποθαλαµο- υποφυσιακού-επινεφριδιακού άξονα. Συγκεκριµένα, η λεπτίνη οδηγεί σε µείωση της δραστηριότητας του άξονα αυτού µε κεντρικές και περιφερικές 85, 86, 87, 88, 91 δράσεις. Άλλα δεδοµένα από µελέτες σε ποντίκια ob/ob υποδηλώνει ότι η ύπαρξη της λεπτίνης είναι αναγκαία για τη φυσιολογική σύνθεση του ΚΝΣ. Τόσο το βάρος του εγκεφάλου, όσο και η κινητικότητα ποντικών ob/ob είναι µειωµένα σε σχέση µε το 86, 87 φυσιολογικό και εµφανίζουν µείωση εγκεφαλικών πρωτεϊνών. Χορήγηση λεπτίνης στα ποντίκια ob/ob αποκαθιστά τα επίπεδα των πρωτεϊνών και βελτιώνει την κινητικότητα. εν έχει προς το παρόν δηµοσιευθεί περιγραφή σε άτοµα µε έλλειψη λεπτίνης ή υποδοχέων των εγκεφαλικών λειτουργιών, αν και τα άτοµα αυτά δεν έχουν νοητική καθυστέρηση ή νοητικές διαταραχές Ανατοµικό υπόστρωµα των δράσεων της λεπτίνης Η λεπτίνη δρα σε πολλαπλές περιοχές του ΚΝΣ εικόνα 1. Οι υποδοχείς της λεπτίνης Ob/Rb εκφράζονται σε περιοχές του υποθαλάµου, 16

27 θαλάµων, παραγκεφαλίδος, καθώς και σε περιοχές του εγκεφαλικού στελέχους. Με εξαίρεση ορισµένους πυρήνες και περιοχές του υποθαλάµου, οι µηχανισµοί µέσω των οποίων επηρεάζει τη νευρωνική λειτουργία είναι 86, 87, 90, 91, άγνωστοι. 92 Εγκεφαλικός φλοιός (πρόσληψη τροφής) Νευρώνες του συµπαθητικού συστήµατος LHA PVN DMH VMH Τοξοειδής πυρήνας Υποθάλαµος Υπόφυση (έκκριση ορµονών) ΛΕΠΤΙΝΗ ΠΛΑΣΜΑΤΟΣ Σχήµα 3. Νευροανατοµικό πρότυπο των κεντρικών δράσεων της λεπτίνης Ο υποθάλαµος αποτελεί τον κύριο στόχο της λεπτίνης στο ΚΝΣ. 86, 87, 90 Ή- ταν ήδη γνωστό εδώ και 50 χρόνια. Παίζει σηµαντικό ρόλο στη ρύθµιση της πρόσληψης τροφής. Οι υποδοχείς της λεπτίνης (Ob/Rb) εκφράζονται σε αυξηµένα επίπεδα ιδιαίτερα στον τοξοειδή πυρήνα, στον έσω ραχιαίο, (DMH) έσω κοιλιακό (VMH) και προµαστικό (VPM) υποδηλώνοντας ότι οι πυρήνες αυτοί επηρεάζονται άµεσα από την λεπτίνη. Σηµειώνεται ότι η περιφερική χορήγηση λεπτίνης οδηγεί σε ταχεία ενεργοποίηση νευρώνων Ηλεκτροφυσιολογικά δεδοµένα συνηγορούν υπέρ της άποψης ότι η λεπτίνη επηρεάζει τη δραστηριότητα άµεσα υποθαλάµιων νευρώνων και επίσης έχει γίνει αντιληπτό ότι η λεπτίνη επηρεάζει την έκφραση και τα επίπεδα νευροπεπτιδίων του ΚΝΣ οι οποίοι έχουν σχέση µε τη ρύθµιση της τροφής και της ενεργειακής ισορροπίας. Τέτοια νευροπεπτίδια είναι το νευροπεπτίδιο Υ (ΝΡΥ), ή προοπιοµελανοκορτικόνη (POMC), η αγκούτι (AGRP) σχετιζόµενη πρωτείνη, το πεπτίδιο που ρυθµίζεται από την αµφεταµίνη και τη κοκαΐνη (CART), η χολοκυστοκινίνη (CCK) και 86, 90, 92, 93 (MCH) Νευροπεπτίδιο Υ (ΝPΥ) Είναι το πρώτο νευροπεπτίδιο που συνδέθηκε µε την ρύθµιση της ενεργειακής ισορροπίας. Η κεντρική χορήγηση ΝΡΥ (στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ή εντός των 17

28 περιοχών του υποθαλάµου οδηγεί σε ταχεία αύξηση της τροφής, ενώ η επανειληµ- µένη χορήγηση του οδηγεί σε αύξηση του σωµατικού βάρους. Επιπλέον αυξάνεται η έκφραση του στον τοξοειδή πυρήνα µετά από στέρηση τροφής ενώ η χορήγηση λεπτίνης µετά από στέρηση τροφής στα πειραµατόζωα καταστέλλει την αύξηση του 87, 95 Ν.ΡΥ. Αυξηµένη έκφραση ΝΡΥ παρατηρείται επίσης στον τοξοειδή πυρήνα ob/ob η οποία καταστέλλεται µετά από χορήγηση λεπτίνης. Η ύπαρξη υποδοχέων λεπτίνης σε νευρώνες του τοξοειδούς πυρήνα που εκφράζουν ΝΡΥ υποδηλώνει ότι οι νευρώνες αυτοί αποτελούν άµεσο στόχο της λεπτίνης. 87, 92, 95 Το CART είναι ένας ακόµη πιθανός στόχος της λεπτίνης στο ΚΝΣ. Το πεπτίδιο αυτό εκφράζεται σε πλήθος νευρώνων του ΚΝΣ, µεταξύ των οποίων είναι και ορισµένοι νευρώνες του τοξοειδούς πυρήνα που εκφράζουν POMC. 88, 93. Η έκφραση του πεπτιδίου αυτού είναι ελαττωµένη σε ζώα που έχουν υποστεί στέρηση τροφής ή 95, 96, 97, 102, 104, σε ζώα µε γενετικά καθορισµένη έλλειψη λεπτίνης (ποντίκια ob/ob). 105, 106 Η έκφραση του CART αυξάνεται και στα δύο πειραµατικά µοντέλα µετά από χορήγηση λεπτίνης. Επιπλέον το CART οδηγεί σε ταχεία µείωση της πρόσληψης τροφής µετά από κεντρική χορήγηση σε πειραµατόζωα. Πρόσφατα µια νέα κατηγορία ορεξιογόνων πεπτιδίων αποµονώθηκαν και χαρακτηρίστηκαν στο εργαστήριο: οι ορεξίνες Α και Β (Hert 1 Hert 2). Οι νευρώνες που παράγουν αυτά τα πεπτίδια βρίσκονται κυρίως στη ραχιαία και στη πλάγια περιοχή των υποθαλάµων. Το σύστηµα επίσης προ-οπιοµελανοκορτίνης (POMC) αυξάνει τις δράσεις της λεπτίνης. 108 Η χολοκυστίνη επίσης θεωρείται ως περαιτέρω στόχος της λεπτίνης στον υ- ποθάλαµο (πυρήνα DMH & VMH). Η CCK µειώνει την πρόσληψη τροφής είτε από κεντρική είτε περιφερική χορήγηση Άλλο σύστηµα που αλληλεπιδρά µε την λεπτίνη είναι εκείνο του παρόµοιου µε το γλουκαγόνο πεπτιδίου 1 (GLP-1). 98, 95 Έχει αναφερθεί συνέκφραση του υποδοχέα της λεπτίνης µε το GLP-1 mrna στους νευρώνες του στελέχους του εγκεφάλου (ΒS). Επίσης η εξενδίνη, ένας ανταγωνιστής του υποδοχέα GLP-1 97 διακόπτει την προκαλούµενη από την λεπτίνη αναστολή της λήψης τροφής και του βάρους του σώµατος. Με αυτόν τον τρόπο φαίνεται ότι το σύστηµα GLP 1 µπορεί να παίζει τον ρόλο του µεσολαβητή των ανορεκτικών αποτελεσµάτων της λεπτίνης 101. Η µελανινοτρόπος ορµόνη (MCH) εκκρίνεται από την πλάγια υποθαλαµική περιοχή (LHA) επηρεάζεται από την λεπτίνη. Η έκφραση της MCH καταστέλλεται από την χορήγηση της λεπτίνης. Η MCH οδηγεί σε αύξηση της πρόσληψης τροφής µετά από κεντρική χορήγηση 88, 93. Εξάλλου ποντίκια µε γενετικά καθορισµένη έλλειψη MCH είναι ισχνότερα των φυσιολογικών.η λεπτίνη εξάλλου δρα άµεσα και έµµεσα στον παρακοιλιακό υποθαλαµικό πυρήνα (PVN), αυξάνοντας την έκφραση της εκλυτικής (TRH) ορµόνης της θυρεοτρόπου προκαλώντας άµεση αύξηση της έκκρισης της TSH. Ακόµη αυξάνει η λεπτίνη των GnRΗ και µειώνει την έκφραση της σωµατοστατίνης στον υποθάλαµο. Επίσης η λεπτίνη αυξάνει την έκκριση της GnRΗ προκαλώντας αύξηση της LH από την υπόφυση. Επίσης έχει δράση άµεσα στα γοναδοτρόπα κύτταρα της υπόφυσης, αυξάνοντας την απόκριση τους στην GnRΗ. Αντίθετα η λεπτίνη µειώνει την έκκληση εκλυτικής ορµόνης της φλοιεπινεφριδιοτρόπου ορµόνης CRH προκαλώντας µείωση της 88, 93 (ACTH). 18

29 Σαν προοπτική όλων αυτών και η ταυτοποίηση νευροπεπτιδίων και υποδοχέων αναµένεται να οδηγήσει στην ταυτοποίηση πληθώρας φαρµακολογικών ουσιών χρησίµων για την θεραπεία διαταραχών σωµατικού βάρους, παχυσαρκία και νευρογενή ανορεξία Λεπτίνη και υπόφυση Εκτός από τη διεγερτική της επίδραση στο επίπεδο του υποθαλάµου στον άξονα υποθάλαµος-υπόφυση-γονάδες, η λεπτίνη έχει, επίσης, άµεσες επιδράσεις και στην αδενοϋπόφυση 49. Περίπου το 90% των γοναδοτρόπων κυττάρων του τµήµατος της υπόφυσης που βρίσκεται σε άµεση επαφή µε το πρόσθιο πυλαίο αγγειακό σύστηµα και το 30% των γοναδοτρόπων κυττάρων του τµήµατος της υπόφυσης που είναι αποµακρυσµένο από το πρόσθιο πυλαίο αγγειακό σύστηµα, εκφράζουν τον υ- ποδοχέα της (Ob-R) 112. Έχουν βρεθεί, επίσης, µεταγραφείς του mrna, που κωδικοποιούν τον υποδοχέα της λεπτίνης σε υπόφυση αρουραίων 113, σε ανθρώπινη εµβρυϊκή υπόφυση, σε αδένωµα της υπόφυσης 112, καθώς και στην αδενοϋπόφυση προβάτων 115. Τέλος, άλλες µελέτες επιβεβαίωσαν την παρουσία της λεπτίνης και του υποδοχέα της, σε νεοπλασµατικά κύτταρα ανθρώπινης υπόφυσης 116. Η λεπτίνη, µπορεί άµεσα να υποκινήσει την απελευθέρωση από την υπόφυση της ωχρινοτρόπου (LH) και σε µικρότερη έκταση, της ωοθυλακιοτρόπου (FSH) ορ- µόνης, µέσω της ενεργοποίησης της συνθετάσης των, στα γοναδοτρόπα κύτταρα 118. Επίσης, περισσότερα από 20%-25% των κυττάρων της αδενοϋπόφυσης, κυρίως τα βασεόφιλα και τα κορτικοτρόπα, εκφράζουν τη λεπτίνη, γεγονός που αποδεικνύει, ότι η λεπτίνη µπορεί να ρυθµίσει την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων της υπόφυσης, εκτός από την άµεση επίδραση της στην έκκριση της LH και της FSH 116. In vitro πειράµατα µε υποφυσιακά αδενώµατα, έδειξαν απελευθέρωση λεπτίνης στο µέσο επώασης των κυττάρων αυτών, αλλά η απελευθέρωση της λεπτίνης δε σχετιζόταν µε το είδος του αδενώµατος ή µε την απελευθέρωση άλλων ορµονών της υπόφυσης 117. Άλλες in vitro µελέτες έδειξαν, επίσης, ότι επώαση πρόσθιας υπόφυσης ενήλικα αρσενικού αρουραίου µε λεπτίνη οδήγησε σε δοσοεξαρτώµενη απελευθέρωση γοναδοτροπινών 118. Επιπλέον, έχει αποδειχθεί ότι υψηλές συγκεντρώσεις ( Μ) λεπτίνης, αναστέλλουν in vitro, τον πολλαπλασιασµό των κυττάρων της υπόφυσης στον άνθρωπο και στον αρουραίο 116. Συµπερασµατικά, λοιπόν, φαίνεται, ότι η λεπτίνη έχει τη δυνατότητα να ρυθ- µίζει τη λειτουργία της υπόφυσης, µέσω ενδοκρινικών, παρακρινικών ή/και αυτοκρινικών µηχανισµών και πιο συγκεκριµένα, µπορεί να επηρεάζει άµεσα και θετικά τη λειτουργία των γοναδοτρόπων κυττάρων 19

30 Σχήµα 4. Λεπτίνη και στεροειδογένεση στις γονάδες Η λεπτίνη και ο λιπώδης ιστός είναι συστηµατικοί ρυθµιστές του άξονα υποθάλαµος-υπόφυση-γονάδες (HPG). Η λεπτίνη δρα σε διάφορα επίπεδα του αναπαραγωγικού άξονα και η διαφορετική δράση της εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις της στο αίµα. Το µεταφορικό σύστηµα κορεσµού της λεπτίνης µέσω του αιµατοεγκεφαλικού φραγµού αποτρέπει τη συγκέντρωση Όψηλών επιπέδων λεπτίνης στους υποθαλαµικούς υποδοχείς, όπου η λεπτίνη ασκεί τις διεγερτικές δράσεις της στην GnRH και στη συνέχεια στην έκκριση των γοναδοτροπινών. Αντίθετα, τα αυξηµένα επίπεδα της λεπτίνης έχουν τη δυνατότητα επίδρασης στους περιφερικούς υποδοχείς της και άσκησης των ανασταλτικών δράσεων της στην ωοθηκική και αρχική στεροειδογέννεση. Η µακροχρόνια επίδραση της τεστοστερόνης (Te) στο λιπώδη ιστό, αναστέλλει τη σύνθεση και την έκκριση της λεπτίνης και κλείνει το σύνθετο κύκλο αλληλεπίδρασης µεταξύ λεπτίνης και άξονα HPG. Συντµήσεις: Ε 2 : 17βοιστραδιόλη, FSH: ωοθυλακιοτρόπος ορµόνη, LH: ωχρινοτρόπος ορµόνη. 3.2 ΠΕΡΙΦΕΡΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ ΣΤΑ ΠΕΡΙΦΕΡΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ Λεπτίνη και ινσουλίνη Όλο και περισσότερες ενδείξεις προάγουν την υπόθεση ότι η λεπτίνη µπορεί να ρυθµίσει την έκκριση και τη δράση της ινσουλίνης, δρώντας κατασταλτικά στην ινσουλίνη και στη γλυκόζη 147, 148, 149. Στο ob/ob ποντίκι, που εµφανίζει υπεργλυκαιµία, υπερινσουλιναιµία και α- ντίσταση στην ινσουλίνη, η θεραπεία µε λεπτίνη µπορεί να διορθώσει τις µεταβολικές αυτές βλάβες, πριν από την οποιαδήποτε απώλεια βάρους. Σε φυσιολογικά σιτισµένα ποντίκια η χορήγηση λεπτίνης οδηγεί σε πτώση της ινσουλίνης στο πλάσµα και άνοδο της γλυκόζης, ενώ η χορήγησή της σε αρουραίους που υποβάλλονται σε νηστεία ελαττώνει και την ινσουλίνη και τη γλυκόζη. Υποδοχείς της λεπτίνης βρέθηκαν στα β-κύτταρα των νησιδίων του παγκρέατος που εκκρίνουν την ινσουλίνη. Η πτώση της δραστικότητας της ινσουλίνης µετά 20

31 την χορήγηση της λεπτίνης µπορεί να οφείλεται, κατά συνέπεια, στην άµεση δράση µέσω αυτών των υποδοχέων. Η µακροχρόνια δράση της λεπτίνης,καθώς και υψηλές συγκεντρώσεις αυτής, προκαλεί αναστολή τόσο της βασικής έκκρισης της ινσουλίνης, όσο και στην προκαλούµενη από την γλυκόζη έκκριση. 120, 124. Ο µηχανισµός δράσης της λεπτίνης στην έκκριση ινσουλίνης φαίνεται µέσω της οδού φωσφολιπάσης C (PLC) προς τη πρωτεϊνική κινάσης C (PKC).Στο µηχανισµό αυτόν παρατηρούµε α) πτώση των ενδοκυττάριων συγκεντρώσεων και ιόντων Ca2+ και ενεργοποίηση του ΑΤΡ ευαίσθητων διαύλων Κ +, β) ειδική αναστολή της έκκρισης της ινσουλίνης µέσω της πρωτεϊνικής κινάσης ( PLC )η οποία ενισχύεται στο ob/ob ποντίκι και γ) µείωση της PKC,η οποία εξαρτάται από τα ιόντα Ca2καιείναι ενδιάµεσος παράγοντας.της δεύτερηςφάσης της οδούτης PLC. Τέλος, έχει περιγραφεί άµεση επίδραση της λεπτίνης στη µεταγραφή του γονιδιότη ινσουλίνης στα β-κύτταρα του παγκρέατος µε αποτέλεσµα τη µείωση κατά 50% του mrna της προϊνσουλίνης 120, 124. Συµπερασµατικά, η λεπτίνη δρα σε διαφορετικά ενδοκυτταρικά επίπεδα, από τη µεταγραφή ως την µεταβολή της διαπερατότητας της κυτταρικής µεµβράνης µε αποτέλεσµα να αναστέλλει την έκκριση και σύνθεση της ινσουλίνης. 144, 146, 149 Ο υποδοχέας της λεπτίνης αποδείχτηκε ότι βρίσκεται στα ηπατικά κύτταρα στους σκελετικούς µυς και στα λιποκύτταρα. Αυτό µπορεί να σηµαίνει ότι η λεπτίνη µπορεί να επηρεάζει τη λειτουργία των τριών κλασικών στόχων της ινσουλίνης και πιθανώς να έχει επίπτωση στη δράση της ινσουλίνης 127, 128. Κεντρική ή ενδοφλέβια χορήγηση λεπτίνης ενισχύει την ηπατική και περιφερική ευαισθησία στην ινσουλίνη και αυξάνει τη κατανάλωση γλυκόζης. Όταν τα ob/ob θεραπεύονται µε λεπτίνη, τα επίπεδα γλυκόζης στο αίµα επανέρχονται στα 121, 122, 123, 124, 125 φυσιολογικά όρια. Η λεπτίνη ανταγωνίζεται την ινσουλίνη προκαλώντας αύξηση της γλυκογένεσης και µείωση της γλυκογόνόλυσης. Τα αποτελέσµατα των υψηλών συγκεντρώσεων λεπτίνης στο ήπαρ, µπορεί να συµβάλλουν στην ανάπτυξη της ηπατικής αντίστασης στην ινσουλίνη Λεπτίνη και οστικός µεταβολισµός Αρκετές επιδηµιολογικές µελέτες αναφέρουν ότι οι παχύσαρκες γυναίκες εµφανίζουν µεταεµµηνοπαυσιακά µεγαλύτερη οστική µάζα και λιγότερα κατάγµατα από αδύνατες γυναίκες της ίδιας ηλικίας. Η προστατευτική δράση της παχυσαρκίας αποδίδεται σε µηχανικούς παράγοντες και στο αυξηµένο ποσοστό λίπους το οποίο συνεπάγεται αυξηµένη αρωµατοποίηση των ανδρογόνων σε οιστρογόνα, χαµηλότερα επίπεδα SHBG και πιθανή αύξηση της οστικής σύνθεσης από τα κυκλοφορούντα υψηλά επίπεδα ινσουλίνης. Επίσης είναι γνωστό ότι τα παχύσαρκα άτοµα έχουν αυξηµένα επίπεδα λεπτίνης και υψηλή οστική µάζα. Έτσι, ήταν αυτονόητο να υποτεθεί 130, 131, 132, 133, ότι η λεπτίνη µπορεί να παίζει κάποιο ρόλο στον οστικό µεταβολισµό. 134 Μια πρόσφατη µελέτη σε µεταλλαγµένα ποντίκια που είχαν ανεπάρκεια της έκκρισης λεπτίνης (ob/ob) ή ανεπάρκεια της δράσης αυτής (db/db) έδειξε ότι αυτή εµφανίζει αυξηµένη οστική σύνθεση και υψηλή οστική µάζα, παρ όλο που συνυπάρχει υπογοναδισµός και υπερκορτιζολαιµία, δύο παράγοντες που προκαλούν ο- στική απώλεια. Ο φαινότυπος αυτός στα πειραµατόζωα είναι επικρατής, ανεξάρτητος από την παρουσία λίπους και ειδικός για την έλλειψη µεταβιβάσεως του σήµα- 21

32 135, 106 τος της λεπτίνης δια της stat-3 κινάσης µέσω φωσφορυλίωσης. Οι οστεοβλάστες στερούνται υποδοχέων λεπτίνης και του ειδικού σήµατος µεταβίβασης αυτής. Αν γίνει έγχυση λεπτίνης στις κοιλίες του εγκεφάλου προκαλεί οστική απώλεια. Σύµφωνα µε την µελέτη αυτή η λεπτίνη φαίνεται σαν ένας δυνητικός αναστολέας του οστικού σχηµατικού που δρα κεντρικά µέσω του ΚΝΣ και ειδικότερα του Ν.ΡΥ. 135, 136 Στον άνθρωπο φαίνεται ότι η λεπτίνη αυξάνει την διαφοροποίηση των κυττάρων του στρώµατος του µυελού των οστών προς- οστεοβλάστες, χονδροκύτταρα ή λιποκύτταρα, in vitro. Σε κορίτσια πριν της εµµηναρχής, τα επίπεδα λεπτίνης σχετίζονται σηµαντικά µε αύξηση του φλοιώδους οστού, ενώ σε µελέτες προ και µετά την εµµηνόπαυση τα επίπεδα λεπτίνης δε φαίνεται να σχετίζονται τόσο µε την οστική µάζα, όσο και µε διάφορους δείκτες οστικής σύνθεσης και αποδόµησης. 138 Συµπερασµατικά λοιπόν η δράση της λεπτίνης είναι λιγότερο σηµαντική στον ώριµο απ ότι στον αναπτυσσόµενο σκελετό. Η απάντηση δε στο ερώτηµα πως η παχυσαρκία ασκεί προστατευτική δράση στην οστική µάζα, θα µπορούσε να είναι ότι τα παχύσαρκα άτοµα έχουν ένα είδος αντίστασης στις βιολογικές δράσεις της λεπτίνης όπως συµβαίνει και στους διαβητικούς τύπου 2, οι οποίοι εµφανίζουν ινσουλινοαντοχή. 139, Λεπτίνη και ανοσολογικό σύστηµα Είναι γνωστό ότι η διατροφική στέρηση αλλά και η παχυσαρκία συνοδεύονται από µεταβολές της ανοσολογικής απάντησης. 151 Μειωµένη κυτταρική ανοσία και χαµηλά επίπεδα λεπτίνης αποτελούν χαρακτηριστικά του χαµηλού σωµατικού βάρους στον άνθρωπο 154. Η διαπίστωση ότι ποντίκια µε µειωµένη κυτταρική ανοσία είχαν ανεπάρκεια λεπτίνης (ob/ob) ή του υποδοχέα της (db/db) οδήγησε στη διερεύνηση της λεπτίνης στην ρύθµιση ανοσολογικής αντίδρασης. Τα ob/ob ποντίκια εµφανίζουν λεµφαδενική ατροφία, η οποία συνοδεύεται από µείωση των κυκλοφορούντων λεµφοκυττάρων και αύξηση των κυκλοφορούντων µυοκυττάρων 152, 153, 154. Τα αποτελέσµατα των µέχρι σήµερα µελετών συνοψίζονται στα εξής: α) τα ανθρώπινα CD4(+) και CD8(+) T λεµφοκύτταρα φέρουν υποδοχείς λεπτίνης που έχουν ταυτοποιηθεί και αφορούν την µακρά ισοµορφή (ob/rb) που απαντάται στον υποθάλαµο Η µακρά ισοµορφή απαντάται συνήθως όπου η δράση της ορµόνης είναι ταχεία και ισχυρή. β) η λεπτίνη in vitro διεγείρει τον πολλαπλασιασµό των CD4(+) Τ λεµφοκυττάρων και την παραγωγή κυτταροκινών από Th1 (βοηθητικά λεµφοκύτταρα) κύτταρα, δηλ. IL-2 και IFN-γ οι οποίες προάγουν την κυτταρική ανοσία. Ανεπαρκής έκκριση ή δράση της λεπτίνης προάγει την παραγωγή κυτταροκινών Th2, δηλ. IL-4 και IL-5, οι οποίες συντηρούν την παραγωγή αντισωµάτων. γ) Σε παχύσαρκα πειραµατόζωα παρατηρείται µειωµένη παραγωγή IL-2 από τα σπληνικά λεµφοκύτταρα, ενώ η παραγωγή IFN-γ και IL-A είναι αυξηµένη. Φαίνεται ότι η παχυσαρκία σχετίζεται µε διαταραχές στην παραγωγή κυτταροκινών που πιθανά οφείλονται σε λειτουργικές βλάβες του υποδοχέα της λεπτίνης µε αποτέλεσµα µεταβολή της απάντησης των λεµφοκυττάρων. 152, 153, 154 Μετά την απώλεια βάρους αναστρέφονται οι διαταραχές αυτές της ανοσολογικής απάντησης, σε καταστάσεις όπου τα επίπεδα λεπτίνης είναι χαµηλά, όπως είναι η παρατεταµένη ασιτία, οργανισµός αναπτύσσει µια προσαρµοστική νευροενδο- 22

33 κρινική απάντηση για να διατηρήσει ενέργεια για ζωτικές λειτουργίες, όπως ο µεταβολισµός του ΚΝΣ και να αναστείλει λιγότερο σηµαντική όπως το αναπαραγωγικό και το ανοσολογικό. Ενεργοποιείται ο υποθάλαµος υποφυσιακό- επινεφριδιακός 153, 154 άξονας και καταστέλλεται ο γοναδικός και θυρεοειδικός άξονας. Η λεπτίνη έχει δεχθεί ότι αµβλύνει αυτές τις προσαρµοστικές µεταβολές και ειδικά για το ανοσολογικό σύστηµα ασκεί µάλλον απευθείας δράση. Η λεπτίνη αποτελεί δηλαδή τον κρίκο κλειδί µεταξύ του διαφορικού status- και µιας «ευνοϊκής» ανοσολογική απάντηση Λεπτίνη και αιµοποίηση Η δηµιουργία νέων κυττάρων, καθώς και η αύξηση των αιµοσφαιρίων και των ανοσοκυτάρων ως αντίδραση σε παθολογικά και µη ερεθίσµατα, επιτυγχάνεται µε τη διαδικασία που λέγεται αιµοποίηση. Οι πρώτες ενδείξεις ότι η λεπτίνη µπορεί να παίξει κάποιο ρόλο στην αιµοποίηση έρχονται από τα «κυτταροκινητικά» χαρακτηριστικά της ίδιας και του υποδοχέα της. Οι υποδοχείς της λεπτίνης αναγνωρίζονται στους περισσότερους αιµοποιητικούς ιστούς και κυρίως στα λιποκύτταρα του µυελού των οστών 151, 280, Λεπτίνη και φλεγµονώδης αντίδραση Όπως είναι γνωστό οι κυτταροκίνες οργανώνουν την αντίδραση του οργανισµού σε µολυσµατικά και φλεγµονώδη ερεθίσµατα. Η ενεργοποίηση του καταρράκτη των κυτταροκινών, ο οποίος περιλαµβάνει τον TNF, του IL-6 και την IL-1, οδηγεί σε παθοφυσιολογικές µεταβολές όπως είναι υπογλυκαιµιακή η ενεργοποίηση των πρωτεϊνών της οξείας φάσης (acute-phase response ARP proteins), και της ανορεξίας 282, 156 Οι υποδοχείς της λεπτίνης όπως, έχει αναφερθεί, είναι οµόλογος µε τους υ- ποδοχείς των κυτταροκινών πρώτης τάξης και ιδίως της οµάδας µεταγωγής σηµάτων gp130, οι οποίοι είναι σηµαντικοί µεσολαβητές της APR 156. Όπως προκύπτει από τα κοινά δοµικά χαρακτηριστικά τους, η έκφραση της λεπτίνης ρυθµίζεται κατά την διάρκεια της APR. Τα επίπεδα της λεπτίνης αυξάνονται πάρα πολύ από τα µολυσµατικά και φλεγµονώδη ερεθίσµατα όπως είναι οι λιποπολυσακχαρίτες (LPS), η τερεβινθίνη (turpent) και οι κυτταροκίνες 156, 157, 158, 159. Επιπλέον, η έκφραση της λεπτίνης κατά την διάρκεια µόλυνσης και φλεγµονής διαµορφώνεται µε παρόµοιο τρόπο µε την αντίδραση των κυτταροκινών στη µόλυνση και στο τραύµα. Τα επίπεδα της λεπτίνης είναι αυξηµένα κατά τη διάρκεια προκαλούµενης περιτονίτιδας σε πειραµατόζωα και σε αυτή την αύξηση µεσολαβεί ο T.NF 160. Κατά συνέπεια η συνολική αύξηση της λεπτίνης κατά την διάρκεια µόλυνσης και φλεγµονής είναι τµήµα της ανοσολογικής αντίδρασης και της άµυνας του οργανισµού. Είναι απόλυτα αποδεδειγµένο ότι αυξάνει την ευαισθησία των µονοκύτταρων / µακροφάγων στα ob/ob ποντίκια 161, 162. Επίσης στα ob/ob ποντίκια ο αριθµός των µονοκυττάρων που κυκλοφορεί είναι αυξηµένη. Τα µακροφάγα, όµως, των ποντικιών µε ανεπάρκεια λεπτίνης, έχουν µειωµένες φαγοκυτταρικές ικανότητες µια και δεν µπορούν να σκοτώσουν την Esherichia coli που κυκλοφορεί στο αίµα, όπως µπορούν τα µακροφάγα των φυσιολογικών ποντικιών 163, 164. Τα µακροφάγα των ob/ob ποντικιών έχουν αυξηµένη βασική έκφραση IL-6 και κυκλοοξυγενάσης-2 και παράγουν περισσότερη προσταγλανδίνη E 2 (PGΕ 2 ) και υπεροξείδιο του υδρογόνου 165,

34 Εκτός από την ρύθµιση της φαγοκυττάρωσης και της παραγωγής κυτταροκινών από τα µακροφάγα, η λεπτίνη φάνηκε να ρυθµίζει και µια άλλη πτυχή της φλεγ- µονώδους αντίδρασης. Ανακαλύφθηκαν λειτουργικοί υποδοχείς λεπτίνης στην κυτταρίνη µεµβράνη των ουδετεροφίλων πολυµορφοπύρηνων (ΡΜΝ) οι οποίοι φαίνονται να ενισχύουν την παραγωγή οξειδωτικών παραγόντων από τα ενεργοποιηµένα ΡΜΝ 166. Κατά συνέπεια η λεπτίνη µπορεί να διαµορφώνει λειτουργίες των ΡΜΝ, ρυθµίζοντας την οξειδωτική τους ικανότητα. Στον άνθρωπο η ρύθµιση της έκφρασης της λεπτίνης ως αντίδραση στη µόλυνση και τη φλεγµονή είναι πολύ πιο περίπλοκη 167, 335. Αν οι κυτταροκίνες φαίνεται να αυξάνουν πολύ γρήγορα τα επίπεδα της λεπτίνης στους ανθρώπους δεν φαίνεται να αυξάνουν τα επίπεδα της λεπτίνης που κυκλοφορεί στο αίµα οι LPS (λιποπολυσακχαρίτες). Άλλα όµως ερεθίσµατα όπως η χολοκυστεκτοµή αυξάνουν τα επίπεδα λεπτίνης στον άνθρωπο. Εντούτοις σε χρόνιες παθήσεις φλεγµονώδεις και µολυσµατικές όπως το AIDS, η ρευµατοειδής αρθρίτιδα και φλεγµονώδεις παθήσεις του εντέρου, δεν παρατηρήθηκαν αλλαγές στα επίπεδα λεπτίνης στο πλάσµα. Αλληλοσυγκρουόµενα στοιχεία έχουν ανακοινωθεί για τα ε- πίπεδα λεπτίνης σε κατάσταση σήψης 340, 341. ύο ανεξάρτητες µελέτες εµφανίζουν θετική συσχέτιση µεταξύ των επιπέδων λεπτίνης και της επιβίωσης ατόµων µε σήψη 342, 343. Στην οικογένεια Τούρκων, µε συγγενή ανεπάρκεια λεπτίνης, 7 από 11 µέλη που έπασχαν πέθαναν από µολυσµατικές νόσους σε παιδική ηλικία 45. Επιπλέον τα ποντίκια µε ανεπάρκεια της λεπτίνης χαρακτηρίζονται από σοβαρή καθυστέρηση της επούλωσης των τραυµάτων

35 4. Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΛΕΠΤΙΝΗΣ ΣΤΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Τα επίπεδα του Ob mrna στα λιποκύτταρα και τα επίπεδα της λεπτίνης στον ορό του αίµατος σχετίζονται τόσο στα φυσιολογικά όσο και στα παχύσαρκα άτοµα, µε τη συνολική µάζα του λιπώδη ιστού, καθώς και µε το βάρος των ατόµων αυτών 169, 170, 171, 176, 177. Τα επίπεδα της λεπτίνης του αίµατος έχουν, επίσης θετική συσχέτιση µε το δείκτη µάζας σώµατος (ΒΜΙ), µε συγκεντρώσεις στον ανθρώπινο ορό περίπου 1 10 ng/ml 249. Αυτή η συσχέτιση, εντούτοις, αλλάζει δραµατικά µε τις αλλαγές της ενεργειακής ισορροπίας. Η στέρηση τροφής (12 µε 48 ώρες), έχει ως αποτέλεσµα τη γρήγορη και δραστική πτώση της έκφρασης του γονιδίου της λεπτίνης 173, 174, 175, 178. Επίσης, πιο µικρές µεταβολές της ενεργειακής ισορροπίας έχουν µεγάλες επιδράσεις στην έκφραση της λεπτίνης. Μία µικρή µείωση κατά 10% του βάρους σε παχύσαρκους ανθρώπους για παράδειγµα, έχει ως αποτέλεσµα τη µείωση κατά 53% της λεπτίνης του ορού 171, ενώ µία αύξηση κατά 10% του σωµατικού βάρους προκαλεί αύξηση κατά 300% της λεπτίνης του ορού 175. Στους ανθρώπους, η έκκριση της λεπτίνης είναι οργανωµένη σε 24ωρη βάση και σχετίζεται µε τη διατροφική συµπεριφορά. Γενικά, ο νυχθήµερος ρυθµός έκκρισης, χαρακτηρίζεται από χαµηλά επίπεδα της λεπτίνης µεταξύ της 08:00-12:00, και µέγιστα επίπεδα µεταξύ 24:00-04:00, τα οποία υποχωρούν σταδιακά στα ελάχιστα περί τη 12: Η λεπτίνη εκκρίνεται µε ένα κυµατοειδή ρυθµό, µε το µέγιστο διάστηµα του κύµατος να διαρκεί περίπου 44 λεπτά 110, 181, και ο νυχθήµερος ρυθµός της αποδίδεται, απλώς, στην αύξηση του ύψους του κύµατος. Ενδιαφέρον είναι, επίσης, ότι ο κιρκάδιος ρυθµός της έκκρισης της λεπτίνης παραµένει και σε παχύσαρκους ασθενείς, και τα ανεβασµένα επίπεδα στο αίµα θα µπορούσαν να οφείλονται στο αυξηµένο ύψος του κύµατος της έκκρισης της λεπτίνης. Στις γυναίκες µε νευρογενή ανορεξία, τα επίπεδα της λεπτίνης παραµένουν στα κατώτερα τους επίπεδα 182. Αυτοί οι νυχθήµεροι και κυµατοειδείς ρυθµοί των διακυµάνσεων των επιπέδων της λεπτίνης στο αίµα, στηρίζουν την άποψη ότι νευρικοί και νευροχυµικοί παράγοντες στον εγκέφαλο ρυθµίζουν την έκκριση της από τα λιποκύτταρα. Η θεραπεία µε λεπτίνη στα ζώα έχει δείξει ότι προκαλεί δοσοεξαρτώµενη µείωση της λήψης τροφής, απώλεια σωµατικού βάρους, απώλεια λίπους και αύξηση του µεταβολισµού 183, 353. Η θεραπεία µε λεπτίνη µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την εξαφάνιση του µακροσκοπικού λιπώδους ιστού στα τρωκτικά 184. Στους ανθρώπους, η θεραπεία µε λεπτίνη µειώνει το σωµατικό βάρος και το λίπος, αυξάνοντας τις ε- νεργειακές δαπάνες και µειώνοντας τη λήψη τροφής 353. Η µείωση του βάρους που προκαλείται από τη χορήγηση της λεπτίνης διαφέρει από τη µείωση λόγω ελάττωσης της τροφής, δεδοµένου ότι η απώλεια σωµατικού βάρους και λίπους δεν αποκαθίσταται για αρκετές εβδοµάδες µετά τον τερµατισµό της θεραπείας µε λεπτίνη 86, 183, 184, 185. Επιπλέον, τα ζώα στα οποία χορηγείται λεπτίνη, δεν εµφανίζουν άνοδο των ελεύθερων λιπαρών οξέων ή των κετονών στον ορό τους, η οποία εµφανίζεται σε νηστικά ζώα µε έντονη απώλεια βάρους 102. Αυτές οι επιδράσεις παρατηρήθηκαν ανεξάρτητα από την οδό χορήγησης της λεπτίνης (κεντρική έναντι συστηµατική), αν 86, 186 και υψηλότερες δόσεις απαιτήθηκαν µε τη συστηµατική χορήγηση Ο µηχανισµός µε τον οποίο η λεπτίνη ασκεί τις µεταβολικές της δράσεις α- ποτελεί θέµα µε έντονη έρευνα. Ένας µηχανισµόςπου περιγράφηκε σχετικά πρόσφατα, βασίστηκε στην παρατήρηση, ότι η λεπτίνη είναι ικανή να ενεργοποιήσει την 5'- 25

36 ΑΜΡ-ενεργοποιηµένη πρωτεϊνική κινάση (ΑΜΡΚ) στους µυς και στο ήπαρ, δρώντας άµεσα και στους δύο αυτούς ιστούς, καθώς επίσης και κεντρικά, διαµέσου του κεντρικού νευρικού συστήµατος 187. Όταν ενεργοποιείται η ΑΜΡΚ, ελαττώνει τις εξαρτώµενες από το ΑΤΡ αναβολικές οδούς, όπως είναι η µεταγραφική ρύθµιση της γλυκόζης, η σύνθεση των πρωτεϊνών, η σύνθεση της χοληστερόλης και η σύνθεση των λιπαρών οξέων και των τριγλυκεριδίων. Επίσης, αυξάνει τις εξαρτώµενες από το ΑΤΡ καταβολικές οδούς, όπως είναι η αύξηση της µεταφοράς της γλυκόζης, η β- οξείδωση, η γλυκόλυση και η µιτοχονδριακή βιογένεση. Ασθενείς µε λιποδυστροφία έχουν λιπώδη διήθηση στο ήπαρ και στους µυς. Χορήγηση λεπτίνης σε αυτούς τους ασθενείς αυξάνει σηµαντικά την ευαισθησία της ινσουλίνης, βελτιώνει το λιπιδαιµικό προφίλ και ελαττώνει τη συσσώρευση των λιπιδίων στο ήπαρ και στους µύες 261, Ανεπάρκεια και αντίσταση στη λεπτίνη Η συγγενής αντίσταση στη λεπτίνη ήταν το πρώτο από τα µονογονιδιακά σύνδροµα παχυσαρκίας που περιγράφηκε, το οποίο ακολουθούσε τους νόµους του Mendel 191. Τα κλινικά χαρακτηριστικά της γνωρίσµατα έχουν µέχρι τώρα ανευρεθεί και ανακοινωθεί σε δύο οικογένειες Πακιστανικής καταγωγής στη Βρετανία (τρία οµόζυγα άτοµα) και σε µία οικογένεια Τούρκων (δύο οµόζυγα ζώντα άτοµα) 45. Αν και αυτές οι οικογένειες των Πακιστανών δε φαίνεται να έχουν συγγένεια µεταξύ τους για πάνω από πέντε γενεές, φέρουν όλοι την ίδια γονιδιακή µετάλλαξη, δηλαδή, τη διαγραφή της γουανίνης στη θέση 133 ( Ο133). Πιθανόν οι γενάρχες αυτών των οικογενειών να είχαν επηρεασθεί, ή αυτή η διαγραφή της γουανίνης στη θέση 133 που συµβαίνει, να αποτελεί µια δυναµική ζώνη, (δηλαδή µια περιοχή στο γονίδιο όπου υπάρχει µεγαλύτερη πιθανότητα λάθους στην αντιγραφή του DNA, µε προδιάθεση στη διαγραφή ή στην εισαγωγή µεταλλάξεων). Η Ο133 µετάλλαξη έχει ως αποτέλεσµα µια βραχεία µορφή λεπτίνης, µε διαταραγµένη στερεοχηµική δοµή που δεν εκκρίνεται 192. Τα παχύσαρκα άτοµα της οικογένειας των Τούρκων, µε την ανεπάρκεια της λεπτίνης, είναι οµόζυγα ως προς µία µη εκφραζόµενη µετάλλαξη η ο- ποία φαίνεται να έχει σχέση µε χαµηλά επίπεδα λεπτίνης, αν και οι ακριβείς µοριακοί µηχανισµοί δεν έχουν ακόµη µελετηθεί 44, 45. Ο φαινότυπος των ανθρώπων µε συγγενή ανεπάρκεια της λεπτίνης είναι παρόµοιος µε το φαινότυπο του ob/ob ποντικού. Κατά συνέπεια, όπως και στο ποντίκι, οι άνθρωποι µε ανεπάρκεια της λεπτίνης έχουν έναρξη της παχυσαρκίας σε µικρή ηλικία, αυξηµένη λήψη τροφής, υπογοναδοτροπικό υπογοναδισµό, υπερινσουλιναι- µία, δυσλειτουργία του άξονα υποθάλαµος - υπόφυση - θυρεοειδής, και βλάβες στη λειτουργία και στον αριθµό των Τ λεµφοκυττάρων 45, 193, 194. Η χαµηλή απαντητικότητα των Τ λεµφοκυττάρων, που καταδείχθηκε πρόσφατα σε δύο παιδιά µε ανεπάρκεια της λεπτίνης, ήταν έντονη και γεννά ερωτήµατα σχετικά µε την ευαισθησία αυτών των παιδιών σε µολυσµατικές νόσους. Οι γονείς από τις οικογένειες στη Μεγάλη Βρετανία, ανέφεραν πιο συχνές και σοβαρότερες λοιµώξεις του ανώτερου αναπνευστικού στα παιδιά τους που έχουν το πρόβληµα, σε σχέση µε τα παιδιά τους που δεν εµφανίζουν τη νόσο. Στην οικογένεια των Τούρκων, οι οποίοι ζουν σε µια απο- µακρυσµένη περιοχή χωρίς άµεση πρόσβαση στις υπηρεσίες υγείας, υπάρχει ιστορικό υψηλής θνησιµότητας από πολύ νωρίς στα παχύσαρκα παιδιά τους 195. Υπάρχουν κάποιοι φαινότυποι, όπου οι παραλληλισµοί µεταξύ ανθρώπου και ποντικού δεν είναι ξεκάθαροι. Έτσι, τα ob/ob ποντίκια εµφανίζουν καθυστέρηση 26

37 σωµατικής ανάπτυξης και έχουν υψηλά επίπεδα κορτικοστερόνης 266, καταστάσεις που δεν εµφανίζονται στις περιπτώσεις των ανθρώπων. Μελέτες σε ετερόζυγα µέλη των AG133 οικογενειών, έδειξαν ότι τα επίπεδα της λεπτίνης στον ορό τους ήταν χαµηλότερα από τα αντίστοιχα επίπεδα της οµάδας ελέγχου, που αποτελούνταν από άτοµα της ίδιας εθνικότητας 196. Επίσης, αυτή η µερική ανεπάρκεια της λεπτίνης, σχετίζεται µε µέση µάζα λίπους κατά 23% µεγαλύτερη από την προβλεπόµενη για το βάρος και το ύψος τους 196. Αυτά τα ευρήµατα είναι παρόµοια µε το φαινότυπο του ετερόζυγου ob ποντικού 197. Εικόνα 1. Κλινική ανταπόκριση της συγγενούς ανεπάρκειας της λεπτίνης µετά τη χορήγηση λεπτίνης Από τα µονογονιδιακά σύνδροµα, που προκαλούν παχυσαρκία στον άνθρωπο και έχουν αναγνωριστεί µέχρι τώρα, η ανεπάρκεια της λεπτίνης είναι µοναδική, διότι υπόκειται σε αιτιολογική θεραπεία. Έχουν ανακοινωθεί πρόσφατα τα θεαµατικά α- ποτελέσµατα από την ηµερήσια χορήγηση λεπτίνης σε τρία πάσχοντα παιδιά 194. Αυτά τα αποτελέσµατα επετεύχθησαν µε δόση ισοδύναµη µε το 10% από την προβλεπόµενη συγκέντρωση λεπτίνης στον ορό (0.01 mg/kg βάρους σώµατος), σε αντίθεση µε τις πάνω από το φυσιολογικό δόσεις ( mg/kg βάρους σώµατος) που απαιτήθηκαν για να προκαλέσουν απώλεια βάρους σε παχύσαρκους µε φυσιολογική λεπτίνη ορού 198 Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγµα αυτής της πάθησης ήταν ένα τρίχρονο αγόρι µε πολύ έντονη παχυσαρκία (42 kg), το οποίο µετά τη θεραπεία µε λεπτίνη για 48 µήνες, ζύγιζε 32 kg (75 η εκατοστιαία θέση στην καµπύλη του βάρους) (Εικόνα 2). Η χορήγηση λεπτίνης επέτρεψε την κανονική έναρξη της εφηβείας στα άτο- µα αυτά, αλλά δε φάνηκε να προκαλεί πρόωρη έναρξη της σε πιο µικρά παιδιά 194. Τα επίπεδα της ελεύθερης T 4, αν και βρίσκονταν µέσα στα φυσιολογικά όρια πριν την έναρξη της θεραπείας, ακολούθως έδειξαν µια αύξηση αµέσως µετά το τέλος της 27