Ormoni affamati e affamati - Parte 2

Noi di T-Nation adoriamo gli ormoni. E se non l'avessi capito dal nome stesso della nostra piccola pubblicazione, potresti averlo capito dalle dozzine di articoli relativi agli ormoni che abbiamo pubblicato nel corso degli anni. Sì, qui nella sede di T-mag amiamo il nostro testosterone, il nostro ormone della crescita, la nostra insulina e il nostro glucagone. Infatti, l'ultimo venerdì di ogni mese è dedicato agli ormoni anabolici. "Il venerdì degli ormoni, come viene chiamato, è un giorno in cui ogni membro dello staff di T-mag indossa il suo abbigliamento ormonale anabolico preferito. Avresti dovuto vedere JB il mese scorso. Diavolo, con quell'anello di sterani avvolto intorno a quella che chiamava la sua "fabbrica di testosterone", era un calzolaio per i massimi onori in costume.

Come risultato delle sue idee creative per i costumi e della sua abilità a punta di ago, JB non solo ha ottenuto la vera bambola di TC, "Jenny", per il fine settimana, ma si è anche guadagnato il diritto di rivedere un ormone relativamente nuovo che recentemente è stato la fonte di molto discussione e confusione. JB ha già coperto i biggies: Testosterone (The Big T, Parti I e II, The Steroid Manifesto, Parti 1, 2 e 3), Ormone della crescita (The Fountain of GH) e Insulina (The Anabolic Power of Insulin). Ora, è tempo che JB affronti quel nuovo fastidioso ragazzo del quartiere: l'ormone leptina.

Esprimiti

Come discusso la scorsa settimana, la leptina è un ormone prodotto quando viene espresso il gene OB (obesità). Anche se ho già discusso un meccanismo per indurre l'espressione del gene OB e la produzione di leptina, i tre principali segnali cellulari coinvolti sono:

• Aumento del flusso di energia / carboidrati attraverso l'HBP.

• Aumento dei metaboliti del triacilglicerolo (trigliceridi). Questi includono diacilgliceroli e / o acidi grassi liberi.

• Aumento della tensione nel tessuto adiposo a causa dello stiramento cellulare (aumento della dimensione adiposa).

Come puoi vedere, questi tre fenomeni forniscono meccanismi di risposta in base ai quali la sovralimentazione o la sottoalimentazione sia acuta che cronica influenzeranno l'espressione del gene OB e la produzione di leptina. Se la sovralimentazione, più carboidrati fluiranno attraverso HBP, più trigliceridi saranno metabolizzati e le dimensioni del tessuto adiposo aumenteranno. Questo porta a una maggiore produzione di leptina. Al contrario, se la sottoalimentazione diminuirà la disponibilità di carboidrati e trigliceridi, così come la dimensione del tessuto adiposo. Ovviamente questo significa meno leptina.

Dato che ora sappiamo perché si forma la leptina, che ne dici di discutere dove si è formata? Negli esseri umani adulti, la maggior parte della leptina del corpo si forma nel tessuto adiposo bianco. Questo dovrebbe essere evidente dai segnali discussi sopra. Tuttavia, la leptina è stata trovata anche nei seguenti tessuti, rendendola relativamente onnipresente.

• Tessuto adiposo bruno

• Epitelio gastrico

• Placenta

• Muscolo scheletrico

• Ghiandole mammarie

Di Ratto E Grasso

Quando è stata originariamente scoperta la leptina, gli scienziati hanno scoperto che i ratti che avevano mutazioni nel gene OB (e non potevano produrre la leptina) diventavano follemente obesi. Ora, quando dico obeso, non sto parlando un po 'di sovrappeso qui. Sto parlando così obeso che i membri della NAAFA hanno effettivamente indicato e riso. Nei ratti obesi, l'obesità estrema era causata da mutazioni nel gene Ob. In questi animali c'era semplicemente troppo poca leptina. È interessante notare che, quando somministrata la leptina, questi ratti tubby hanno visto grandi aumenti del tasso metabolico e perso enormi quantità di grasso corporeo.

Come risultato di questi risultati, i ricercatori hanno ipotizzato che la leptina potrebbe essere un magico ormone per la perdita di grasso. Sfortunatamente per le aziende farmaceutiche che hanno immediatamente saltato i diritti di vendere la leptina ricombinante, questa ipotesi non ha avuto successo. Vedete, è stato scoperto un altro modello di ratto, un modello obeso come i ratti carenti di leptina ma con adeguate concentrazioni di leptina nel sangue. Questi ratti, invece di una carenza di leptina, avevano problemi con la loro leptina recettore. Quindi la leptina che era presente non poteva fare il suo lavoro.

Oltre a questi nuovi dati sui roditori, che vanificano i potenziali miliardi da guadagnare dalle vendite di leptina, nuovi dati sull'uomo hanno anche mostrato che era improbabile che la leptina aiutasse gli obesi a eliminare quei pochi centinaio libbre indesiderate. La ricerca aveva chiaramente dimostrato che:

a) Pochissimi esseri umani obesi soffrono effettivamente di mutazioni del gene Ob

b) Pochissimi esseri umani obesi soffrono effettivamente di mutazioni del recettore della leptina

c) Gli esseri umani obesi hanno spesso concentrazioni molto elevate di leptina nel plasma

Poiché gli esseri umani obesi hanno spesso così tanta leptina, la ricerca è stata diretta verso come questi individui possono avere così tanta leptina, ma non riescono a rispondere con una riduzione del peso corporeo, come hanno fatto i nostri amici roditori pelosi. Un'ipotesi che ha guadagnato popolarità suggerisce che una resistenza alla leptina provoca l'obesità umana. In altre parole, gli stessi obesi sono diventati così perché erano in qualche modo intolleranti all'aumento della leptina. Come ha affermato un ricercatore, "La resistenza alla leptina non è ben definita, tuttavia questo termine viene solitamente utilizzato per indicare che la leptina non svolge le sue funzioni centrali e periferiche."

A questo punto, ci sono alcune prove per l'ipotesi della resistenza alla leptina. Poiché la leptina sembra avere effetti centrali, il sistema di trasporto saturabile della barriera ematoencefalica per la leptina può essere collegato all'obesità. Poiché gli esseri umani obesi hanno un rapporto tra CSF (liquido cerebrospinale) e plasma molto inferiore a quello degli esseri umani di taglia normale, sembra che solo una quantità minima di leptina possa attraversare il BBB nel cervello. Inoltre, nei ratti, l'obesità indotta dalla dieta (DIO) è accompagnata da elevate concentrazioni plasmatiche di leptina. Questa leptina non sembra prevenire l'obesità. Tuttavia, quando somministrate leptina intracerebroventricolare (leptina nel cervello), perdono peso, indicando un potenziale limite di trasporto di BBB.

Sebbene questi dati supportino l'idea che esiste un limite alla quantità di leptina consentita nel cervello e quindi esiste un tipo di "resistenza" alla leptina ai livelli più alti di produzione di leptina, alcuni autori ritengono che la resistenza alla leptina sia in realtà un termine improprio. Questi ricercatori sono dell'opinione che poiché la leptina potrebbe non essere progettata per funzionare in concentrazioni così elevate come si vede nell'obesità, la leptina potrebbe essere più importante in sua assenza che in presenza (i.e. può essere più importante nella restrizione calorica e non nell'eccesso calorico, come spesso si vede con l'obesità). In altre parole, non è che gli obesi rispondano "in modo improprio" alla loro leptina. Invece, questi autori suggeriscono che gli obesi non "dovrebbero" avere così tanta leptina e quindi non rispondono alla sua elevazione oltre un certo punto.

Cosa fa la leptina?

L'ormone leptina sembra influenzare quasi tutti i sistemi del corpo. Poiché ci sono recettori della leptina nel cervello e in tutto il corpo, possiamo discutere gli effetti della leptina come centrale o periferica.

Poiché la leptina viene rilasciata (principalmente) dai tessuti adiposi, il tessuto adiposo sembra essere un indicatore statico periferico dell'equilibrio energetico cronico del corpo. Una volta rilasciata nel sangue, in condizioni normali, la leptina viaggia attraverso la barriera ematoencefalica e viene rilevata dai recettori della leptina nell'ipotalamo. Poiché questi recettori hanno un'idea di cosa sia un segnale di leptina "normale", i cambiamenti nel legame della leptina avvia il rilascio di una serie di ormoni / neurotrasmettitori anabolici (oressigeni o stimolanti del pasto) e catabolici (anoressigeni o che prevengono i pasti). Un aumento della leptina porta all'espressione di diversi ormoni anoressigeni (catabolici) e neurotrasmettitori tra cui áMSH e CART. Queste sostanze chimiche riducono la fame e le dimensioni del pasto.

Al contrario, una diminuzione della leptina porta all'espressione di diversi ormoni oressigeni (anabolici) e neurotrasmettitori inclusi NPY e AgRP. Questi composti aumentano la fame e le dimensioni del pasto. Questo è un modo piuttosto carino per il corpo di affrontare il surplus energetico o il deficit energetico. Se c'è un surplus, la leptina aumenta, segnalando all'ipotalamo di dire al corpo di smettere di mangiare. Al contrario, se c'è un deficit, la leptina diminuisce, segnalando all'ipotalamo di renderci davvero affamati. Per voi studenti visivi, ecco una rappresentazione visiva di ciò che accade quando le concentrazioni di leptina aumentano nell'ipotalamo.

Sebbene abbia menzionato solo un paio di ormoni / neurotrasmettitori oressigeni e anoressigeni chiave, ce ne sono molti altri che possono interagire con la leptina o gli stessi sistemi di segnalazione della leptina. Questi sono elencati di seguito:

Orexigenico (stimola l'assunzione di cibo) - Può agire nei neuroni ipotalamici laterali

Anoressigenico (ridurre l'assunzione di cibo) -

Può agire sull'ipotalamo mediale ventrale e dorsale

Neuropeptide Y (NPY) - è il più potente orexiant conosciuto; può rispondere a segnali aberranti di leptina; l'antagonismo può ridurre la fame e la massa grassa

Agouti Related Peptide (AgRP) - potente orexiant; può rispondere alla leptina assente; l'antagonismo può ridurre la fame e la massa grassa

Ormone di concentrazione della melanina (MCH): riceve segnali da NPY per aumentare l'assunzione di cibo

Orexin: aumenta l'eccitazione e l'assunzione di cibo

Grelina - un potente ormone che rilascia GH rilasciato dallo stomaco, dall'ipofisi e dall'ipotalamo; aumenta l'assunzione di cibo e il peso corporeo; può competere con la leptina

Pro-Opiomelanocortin (POMC) - precursore di áMSH

Ormone stimolante i melanociti (áMSH) - riduce l'assunzione di cibo; può rispondere a un aumento della leptina; l'antagonismo aumenta l'appetito e il cibo

Recettore della melanocortina 4 (MC4R) - recettore áMSH; il legame dell'agonista riduce l'assunzione di cibo

Cocaine Amphetamine Related Transcript (CART) - riduce l'assunzione di cibo; può rispondere a un aumento della leptina

CCK - peptide rilasciato gastrico; aumenta la sazietà; riduce l'assunzione di cibo (alimentazione singola e frequenza dei pasti)

Fattore di rilascio della corticotropina (CRF) - regola gli ormoni surrenali e l'ACTH; diminuisce l'assunzione di cibo, aumenta il dispendio energetico

Insulina: l'aumento delle concentrazioni di insulina riduce l'appetito

Sebbene questi ormoni e neurotrasmettitori che regolano l'energia possano essere relativamente nuovi per te, il messaggio importante qui è che sono responsabili del rilevamento di una risposta di fame (con una diminuzione della leptina). In risposta a queste diminuzioni delle concentrazioni di leptina, queste sostanze chimiche sono responsabili della promozione dei seguenti effetti:

un. Maggiore assunzione di cibo

b. Diminuzione della crescita muscolare scheletrica

c. Diminuzione del dispendio energetico

d. Diminuzione della temperatura corporea

e. Diminuzione della funzione riproduttiva

f. Aumento della produzione surrenale di ormoni dello stress

g. Aumento del tono parasimpatico

Al contrario, questi ormoni e neurotrasmettitori che regolano l'energia sono responsabili del rilevamento di un surplus di energia (con aumento della leptina). Pertanto, quando le concentrazioni di leptina aumentano, vengono promossi i seguenti effetti:

un. Diminuzione dell'assunzione di cibo

b. Aumento del dispendio energetico

c. Aumento del tono simpatico

Di nuovo, per voi ragazzi visivi, ecco uno schema. Ricorda, la leptina è regolata in risposta all'alimentazione acuta e al bilancio energetico cronico (misurato dalla massa adiposa). Pertanto, mentre vedrai l'aumento e la perdita di peso come regolatori di seguito, potresti sostituire questi termini con sottoalimentazione e sovralimentazione.

Si noti che la discussione principale di oggi si è concentrata sugli effetti centrali della leptina (nell'ipotalamo). Tuttavia, la leptina, come discusso in precedenza, ha anche una serie di effetti periferici. Gli effetti periferici includono quanto segue.

• Nel muscolo scheletrico, la leptina aumenta l'ossidazione dei grassi e la sensibilità all'insulina, spiegando parte del suo effetto sulla riduzione del peso.

• La leptina può agire di concerto con il sistema immunitario poiché gli animali carenti di leptina hanno un'immunità ridotta. Questo può spiegare parte dell'effetto della dieta sulla funzione immunitaria indebolita.

• La leptina può svolgere un ruolo permissivo nel menarca femminile poiché esiste una relazione inversa tra le concentrazioni di leptina e l'età della prima mestruazione. Ciò significa che le ragazze con più grasso corporeo (e concentrazioni di leptina più elevate) possono avere le prime mestruazioni prima rispetto alle ragazze più magre.

• Le concentrazioni di leptina e le concentrazioni di testosterone sono inversamente proporzionali rispetto all'intervallo normale di testosterone. Ciò significa che quando la leptina aumenta, il testosterone diminuisce. Al contrario, quando la leptina diminuisce, il testosterone aumenta. Ciò non dovrebbe sorprendere poiché gli uomini molto sovrappeso sono spesso ipogonadici. Tuttavia, dovresti chiederti perché coloro che sono estremamente magri sono spesso anche ipogonadici.

• Il paradosso di questa relazione è che la leptina è in parte responsabile dell'aumento della secrezione di GnRH così come della secrezione di LH, FSH e testosterone. Pertanto, a concentrazioni molto basse si verificherebbe ipogonadismo. Ma a concentrazioni molto elevate, la leptina inibisce direttamente il rilascio di testosterone (la leptina riduce la secrezione di T dal testicolo, anche nonostante l'aumento dell'attività del GnRH), causando nuovamente l'ipogonadismo. Pertanto le migliori concentrazioni di leptina sarebbero nell'intervallo normale basso. Non a caso, questo di solito si verifica in quegli individui magri che sono ben nutriti.

Oltre a questi effetti periferici, la leptina ha mostrato le seguenti interazioni con altri ormoni:

• La leptina aumenta GnRH all'ipotalamo

• La leptina riduce il testosterone a livello dei testicoli

• I glucocorticoidi aumentano la leptina plasmatica

• L'attività del SNS (epinefrina) riduce la leptina plasmatica

• Il testosterone riduce la leptina plasmatica

• L'insulina agisce con la leptina stimolando le stesse popolazioni neuronali

• L'insulina aumenta l'espressione del gene Ob

• La grelina compete con la leptina a livello centrale, con azioni opposte come la leptina

• La leptina e l'insulina sensibilizzano il cervello posteriore all'ormone anoressigeno CCK

• Anche le seguenti adipocitochine (ormoni rilasciati dal tessuto adiposo) possono interagire con la leptina:

Resistina - adipocitochina che può regolare la sensibilità all'insulina

L'adiponectina - migliora la funzione dell'insulina - aumenta con l'insulina e diminuisce con l'obesità - aumenta l'UCP2 nel muscolo - aumenta la proteina trasportatrice degli acidi grassi - aumenta l'acil CoA ossidasi - diminuisce il contenuto di trigliceridi nel fegato e nei muscoli

L'adipsina - si trova in proporzione all'adiposità - è necessaria per la sintesi di ASP (proteina stimolante l'acilazione - è coinvolta nell'assorbimento e nell'esterificazione di TAG e FA) - stimola la sintesi di TAG più dell'insulina

Cos'è quel suono? Oh, questo è il campanello! Vorrei rapidamente ricapitolare la lezione di questa settimana. Prima di tutto, la leptina viene rilasciata da molti tessuti periferici, ma il più grande attore è l'adiposo bianco. Una volta rilasciata, la leptina ha tutti i tipi di effetti divergenti sui sistemi periferici del corpo, molti dei quali stanno appena venendo alla luce. Questi effetti periferici includono le interazioni con molti ormoni del corpo così come le interazioni con il muscolo scheletrico, il sistema immunitario e il sistema riproduttivo. Inoltre, la leptina agisce centralmente per mescolare una zuppa di neurotrasmettitori di sostanze chimiche stimolanti e riducenti il ​​pasto. Questi effetti centrali e periferici sono importanti da comprendere poiché sono in ultima analisi responsabili dei cambiamenti metabolici con l'alimentazione, nonché dell'aumento e della perdita di peso.

Quindi la lezione è ora sospesa per questa settimana. Ma non perdere la conferenza della prossima settimana. Esaminerò alcuni degli importanti studi sull'alimentazione e discuterò alcuni dati recenti che mostrano come le iniezioni di leptina ricombinante possono effettivamente aiutare a prevenire il declino metabolico associato alla dieta.