Эндокринная система – это сложный комплекс, состоящий из центральных органов, расположенных в головном мозге и периферических желез и тканей, которые синтезируют гормоны. Ранее считалось, что жировая ткань не активна, это просто резервуар для накопления жировых отложений. Но сегодня уже известно, что это эндокринно-активная ткань. И она существенно влияет на аппетит и набор массы тела за счет синтеза адипоцитами (это научное название жировых клеток) гормона лептина. Но что это за вещество, как оно работает?
Лептин является белковым гормоном, который участвует в регуляции потребления энергии и ее расходовании организмом. Лептин является важным биологически активным веществом, которое играет ключевую роль в регуляции аппетита, частоты приема пищи и обмена веществ. Лептин представляет небольшой белок, содержащий 167 аминокислот. Синтез гормона кодируется геном ob, который находится на седьмой хромосоме человека.
Большая часть гормона лептина производится в области отложений белого жира. Уровень лептина напрямую связан с общим количеством жира в организме. Лептин также может производиться в бурой жировой ткани и других частях тела, таких как яичники, скелетные мышцы, фундальные железы в желудке, плацента, костный мозг, гипофиз и печень.
Как был открыт лептин?
В лаборатории Джексона еще в 50-х годах прошлого века было обнаружено, что определенный генетический штамм мышей, имеющих мутации в области гена ob на 7-ой хромосоме, потребляет чрезмерное количество пищи и страдает ожирением. Исследования мышей с похожим фенотипом в 60-х годах позволили исследователям подробнее описать дефектный ген. В течение 90-х годов ген ob был идентифицирован и разобран на составные части, и в конечном итоге идентифицирован как ответственный за выработку гормона, который может регулировать потребление пищи и массу тела. Один из ведущих исследователей, Джеффри Фридман, объявил об открытии гена ob в 1994 году и назвал гормон лептином. Термин происходит от греческого слова lepto, означающего «худой», ссылаясь на тот факт, что нормальный ген ob помогает поддерживать стройность.
Лептин является клеточным сигнальным гормоном, необходимым для регуляции аппетита, приема пищи и веса тела. Исследования показали, что отсутствие лептина в организме или резистентность (нечувствительность клеток) к нему может привести к неконтролируемому аппетиту и увеличению веса.
Как работает гормон лептин?
Лептин контролирует количество жировой ткани в организме, уменьшая или усиливая аппетит, и контролирует набор или потерю массы тела. Он также воздействует на специфические рецепторы в гипоталамусе, подавляя аппетит посредством противодействующих и стимулирующих механизмов:
- Лептин противодействует эффектам стимуляторов питания: выделяемого в кишечнике нейропептида Y, а также каннабиноидного нейротрансмиттера, называемого адандамидом, которые стимулируют аппетит;
- Лептин способствует синтезу вещества, подавляющего аппетита - α-меланоцит-стимулирующего гормона.
Когда жировая масса уменьшается, уровень лептина в плазме падает, так что аппетит стимулируется, пока жировая масса не будет восстановлена до заложенной генетически. Параллельно происходит снижение температуры тела, а расход энергии подавляется. Напротив, когда масса жира увеличивается, уровень лептина и аппетит уменьшаются, пока не произойдет потеря веса. За счет этих уникальных механизмов лептин регулирует потребление энергии и контроль запасов жира, что позволяет весу колебаться всего в пределах пары килограммов.
Лептин также играет важную роль в регуляции наступления половой зрелости. Например, недоедающие и худые девушки достигают половой зрелости позже, чем более крупные девочки. Излишне худые барышни часто не могут овулировать (выпустить яйцеклетку из яичника) во время менструальных циклов. Поэтому рост и запасы жира имеют жизненно важное значение работе репродуктивной системы. Исследователи уже выяснили, что лептин играет роль, по крайней мере, в начале полового созревания, так как девушки с отсутствием лептина или резистентностью к нему не вступают половое созревание, их тело остается не полноценно развитым на всю оставшуюся жизнь.
Гормон и рецепторы: сложная система взаимодействия
Действие лептина возможно, только когда он связывается с лептиновыми рецепторами. Известно, по меньшей мере, шесть вариантов этих рецепторов. Они именуются LepR- с приставкой латинских букв от а до f. Рецепторы расположены во многих частях тела, один из них также находится в области гипоталамуса, воспринимая сигналы от лептина, содержащегося в плазме крови. Пока не ясно, способен ли лептин преодолевать гематоэнцефалический барьер, чтобы достичь мозга. Пока считается, что он работает в сосудистом сплетении ствола мозга, где имеется много рецепторов к этому гормону.
Когда лептин связывается с рецептором, поступают сигналы о голоде, что повышает аппетит и, следовательно, потребление пищи. В экспериментах с животными было показано, что резистентность к лептину, если рецепторы не реагируют на его сигналы, подавляет потребление пищи и приводит к потере веса. Таким образом, если в организме возникают поломки лептинового механизма, может возникать ожирение или патологическая прибавка веса.
Что такое резистентность к лептину?
Выделяясь в кровь из жировой ткани, лептин взаимодействует со специфическими рецепторами, подавляя аппетит и употребление избытка пищи. Этот механизм придуман природой, чтобы не передать и не набирать вес. Но если рецепторы перестают реагировать на лептин, «не видят» и «не слышат» его – возможны проблемы с обменом веществ и здоровьем. Жировая ткань, пытаясь докричаться до рецепторов, увеличивает количество лептина в крови, но при этом он не работает и человек ест больше меры, формируется лишний вес и ожирение.
Считается, что резистентность к лептину у лиц с ожирением возникает из-за притупленной реакции организма на потребление калорий. Когда уровни лептина постоянно высокие из-за переедания, тело постепенно перестает отвечать на нормальные количества гормона, и тогда снижается контроль за аппетитом и весом. В этой ситуации человек неправильно чувствует голод и насыщение, из-за чего не может похудеть.
Пока ученые еще точно не знают, каким образом развивается резистентность к лептину. Существует несколько важных генетических и экологических факторов, которые могут регулировать и влиять на выработку лептина и чувствительность к гормону. Некоторые возможные основные механизмы устойчивости к лептину включают в себя:
- Лептин связывается рецепторами, но сигналы передаются неправильно или совсем не передаются;
- Высшие корковые центры в головном мозге, которые регулируют мотивацию и особенности пищевого поведения, не реагируют на сигналы;
- Лептин синтезируется с неправильной молекулой из-за мутации в генах, поэтому тело на него просто не реагирует;
- Рецепторы на клетках повреждаются из-за воспаления или иммунных реакций и не могут реагировать с лептином.
Любой из этих механизмов в результате приводит к тому, что ощущение голода не подавляется или срабатывает с сильным опозданием, когда тело получило уже слишком много калорий. В итоге лишние калории переводятся в жир, который копится под кожей и формирует ожирение.
Если речь идет о мутациях лептина, тогда ожирение может начинаться уже в детстве, и решить такую проблему крайне сложно. Во взрослом возрасте изменения в работе лептина можно корректировать, если постепенно снижать вес и восстанавливать обмен веществ.
Какие эффекты лептина возможны?
На фоне нарушений лептинового обмена возможны серьезные негативные эффекты со стороны организма:
- Гиперфагия (то есть чрезмерное питание);
- Более низкий расход энергии;
- Высокий уровень кортизола (гормон стресса);
- Нарушение метаболизма глюкозы и липидов;
- Бесплодие связанное с нарушением полового созревания и работой половых желез.
Мутации гена, который контролирует синтез лептина у людей, приводят к очень низкому его уровню в плазме и раннему ожирению. Дефицит гормона также вызывает:
- Снижение количества гормонов роста и щитовидной железы, снижение производства ТТГ в гипофизе;
- Повышение уровня инсулина в крови и проблемы с его работой в теле;
- Нарушение соотношения жиров в крови;
- Ожирение печени (жировой гепатоз);
- Задержка полового созревания;
- Снижение иммунитета.
Мутации гена лептина в настоящее время корректируют путем введения рекомбинантной формы человеческого лептина (метрелептина) в форме подкожных инъекций. Это сопровождается потерей веса, нормализацией или значительным уменьшением жировых отложений, а также улучшением общего состояния.
Мелатонин: гормон вечной молодости
Какое отношение лептин имеет к образу жизни, диете и стрессу?
Большинство людей, которые садятся на диету и худеют, в конечном итоге восстанавливают этот вес. Это связано с тем, что когда мы соблюдаем диету, мы часто едим меньше и поэтому накапливаем меньше жира. Это уменьшает количество произведенного лептина. Но если ваш уровень лептина опускается ниже определенной границы, ваш мозг ощущает голод. Организм отвечает запуском процессов, которые намереваются повысить уровень лептина и потребить больше пищи, запасти больше жира. Одним из этих процессов является симуляция блуждающего нерва, который является нервом, отвечающим за накопление энергии. Его раздражение также вызывает голод и попытки вернуть уровень лептина в равновесие (даже если человек считает, что ему нужно худеть).
Диета и выбор продуктов питания очень индивидуальны: они зависят от культуры, потребностей и даже определенных социальных влияний. Но когда дело доходит до здоровья – регуляторами аппетита и веса выступают лептин и его партнер по деятельности – грелин. Если мы питаемся так, чтобы удовлетворить наши индивидуальные потребности, вес поддерживается в относительном равновесии Голодание или вознаграждение себя пищей, переедание для подавления эмоций нарушает хрупкий баланс гормонов и провоцирует проблемы. Голодание может заставить нас похудеть быстрее, но долгосрочные последствия могут быть разрушительными – вес снова стремительно нарастает. Чем чаще колеблется вес, тем хуже в итоге работают гормоны.
