Szérum immunreaktív leptin koncentrációk normál testsúlyú és elhízott embereknél

Absztrakt

Háttér

Leptin, a ob gén, az adipociták által kiválasztott hormon. A mutációval rendelkező állatok a ob gének elhíznak és fogynak, ha leptint adnak, de keveset tudunk a leptin emberben kifejtett fiziológiai hatásáról.

Mód

Egy újonnan kifejlesztett radioimmun-assay segítségével mértük a leptin szérumkoncentrációját 136 normál testsúlyú és 139 elhízott alanynál (testtömegindex,> 27,3 a férfiaknál és> 27,8 a nőknél; a testtömeg-indexet súlyként határozták meg kilogrammban osztva a magasság négyzetével (méterben). A méréseket hét elhízott alanynál megismételtük súlycsökkenés és az alacsonyabb súly fenntartása után. A ob Az adipociták messenger RNS (mRNS) tartalmát 27 normál testsúlyú és 27 elhízott alanynál határoztuk meg.

Eredmények

Az átlagos (± SD) szérum leptin-koncentráció elhízott egyéneknél 31,3 ± 24,1 ng/milliliter volt, normál testsúlyú egyéneknél 7,5 ± 9,3 ng/milliliter (P

Bevezetés

A ob gén egy adipocita-specifikus gén, amely a testtömegét szabályozó fehérjét, a leptint kódolja. 1 Egerekben mutációk a ob a keringő leptin hiányát eredményező gén elhízást okoz. Rekombináns leptin beadása súlyvesztést okoz ezekben az egerekben. 2-4

Beszámoltunk az emberi teljes kódoló szekvenciáról ob komplementer DNS (cDNS), 5 ezt a megállapítást mások nemrégiben megerősítették. 6 Öt elhízott alanynál nem találtunk mutációt a génben. Nyolc normál testsúlyú és nyolc elhízott alanynál a mennyiség ob az adipocitákban levő messenger RNS (mRNS) korrelált a testtömeggel. A. Kifejeződésének növekedése ob elhízott alanyok génjéről azóta más kutatók beszámoltak. 7,8 Ezek az eredmények arra engednek következtetni, hogy a ob a gén egy olyan fehérjét kódol, amely tájékoztatja az agyat a testben jelenlévő zsírszövet mennyiségéről.

Ebben a tanulmányban azt vizsgáltuk, hogy a leptin kimutatható-e a szérumban olyan koncentrációban, amely korrelál a testtömeggel, és hogy a szérum leptin koncentrációja csökken-e a súlycsökkenéssel.

Mód

Tárgyak

136 sovány alanyot (84 nő és 52 férfi; átlagos [± SD] életkor, 29 ± 7 év) és 139 elhízott alanyot (99 nő és 40 férfi; átlagéletkor 37 ± 11 év) vizsgáltunk. Az átlagos testtömeg-index (BMI), amelyet úgy határoztak meg, hogy a kilogrammban kifejezett súlyt elosztották a magasság négyzetméterével, normál testsúlyú alanyok esetében 23,0 ± 2,5, az elhízottak esetében pedig 35,1 ± 7,2. Az elhízás a BMI-ként> 27,3, nőknél> 27,8 volt, ami az ideális testtömeg körülbelül 120 százaléka. 9 Az alanyok egyike sem szedett gyógyszert, vagy az elhízáson kívül semmilyen anyagcsere-betegségre utaló bizonyíték nem volt, és mindannyian arról számoltak be, hogy testtömegük a vizsgálat előtt legalább három hónapig stabil volt. Minden alanyból vérmintát vettünk böjt közben, és a szérumot az elemzésig -80 ° C-on fagyasztottuk.

A hasi szubkután zsírszövet biopsziáját 10-en végeztük a sovány alanyok közül 27-ben (15 nő és 12 férfi) és 27-ben az elhízott alanyokban (17 nő és 10 férfi). A szövetmintákat sóoldattal szállítottuk a laboratóriumba, ahol azonnal emésztettük őket kollagenázzal és a sejteket izoláltuk. 10.

A fogyás hatásának tanulmányozásához az elhízott alanyok közül hetet (hat nő és egy férfi; BMI, 40,4 ± 5,2; életkor, 37 ± 13 év) folyékony-fehérjetartalmú étrendet tápláltak, napi 800 kcal mennyiségben (Optifast 800, Sandoz Táplálkozás, Minneapolis). A fent leírt alapszintű vizsgálatok mellett vért vettek és biopsziákat hajtottak végre, amikor az alanyok 10% -kal csökkentették testsúlyukat, és újra, miután négy hétig megtartották az alacsonyabb testsúlyt.

Az ételfogyasztás szérum leptin koncentrációra gyakorolt hatását négy normál testsúlyú alany (két nő és két férfi; BMI, 24,3 ± 2,6; életkor, 40 ± 8 év) és három elhízott nő (BMI, 32,2 ± 2,7; életkor, 43 ± 4 év). Egy éjszakai böjt után 60 percenként 8 órán át vérmintákat vettünk. Reggelit (teljes energia, 848 kcal: fehérje, 14%; szénhidrát, 52%; és zsír: 34%) adtak az éhomi minta összegyűjtése és az ebéd után (összenergia: 902 kcal; fehérje: 13%; szénhidrát: 52%). és zsír, 35 százalék) négy órával később adták.

Az összes jegyzőkönyvet a Thomas Jefferson Egyetem intézményi felülvizsgálati testülete hagyta jóvá, és minden alany megalapozott beleegyezést adott.

Radioimmunoassay a szérum Leptinhez

Rekombináns leptinnel immunizált nyulakban antihuman leptin antiszérum keletkezett. 11 Ez az antiszérum nem reagált keresztreakcióval inzulinnal, inzulinszerű növekedési faktorral 1 vagy glükagonnal 10 μg/milliliter dózisban. A leptint jóddal 125 jelöltük a Bolton – Hunter 12. módszerrel, és gélszűréssel tisztítottuk Sephadex G-25 alkalmazásával (Pharmacia Biotech, Piscataway, N. J.). A fajlagos aktivitás körülbelül 30 μCi/mikrogramm volt. A jelöletlen és a 125 I-vel jelölt leptin legalább 30 napig stabil volt 4 ° C-on. 11.

Fordított transzkriptáz polimeráz láncreakció

A teljes adipocita RNS-t guanidinium-tiocianát – fenol – kloroform extrakcióval nyertük. A 14. reverz transzkriptáz-polimeráz láncreakciót egy hőkezelővel hajtottuk végre (9600 modell, Perkin-Elmer, Foster City, Kalifornia), a végső primer-koncentráció 10 pmol/100 μl reakció, az előzőekben leírtak szerint. 5 Az adatokat a ob cDNS az aktin cDNS-é. A vizsgált alanyok között nem volt különbség az aktin cDNS mennyiségében.

Egyéb elemzések

A szérum inzulint radioimmun vizsgálattal (Linco Research, St. Charles, Mo.) mértük. A szérum glükózszintet glükóz-oxidáz módszerrel mértük 2-es glükózanalizátorral (Beckman, Brea, Kalifornia). A testzsír százalékát meghatároztuk 108 normál testsúlyú és 71 elhízott alany esetében bioelektromos impedancia analízissel (RJL Systems, Mt. Clemens, Mich.).

Statisztikai analízis

Eredmények

A betét mutatja a szérum leptin koncentrációjának természetes logját ábrázolva a testzsír százalékához viszonyítva.

Az átlagos szérum leptin koncentráció a 139 elhízott alanyban 31,3 ± 24,1 ng/milliliter volt, szemben a normál testsúlyú alanyok 7,5 ± 9,3 ng/milliliterével (P 1. ábra). A szérum leptin koncentrációi szintén korreláltak a BMI-vel (r = 0,66, P 2 = 0,72) a legjobb illeszkedés érdekében. A modell illeszkedése nem javult a BMI, az életkor, az éhomi szérum inzulin- vagy glükózkoncentráció, a nem vagy a faj hozzáadásával. Ezek a tényezők tehát nem gyakoroltak független hatást a szérum leptin koncentrációjára, miután kontrolláltuk a testzsír százalékát.

2. ábra.

2. ábra. Összefüggés a ob A zsír az adipocitákban és a testzsír százalékos aránya 27 normál testsúlyú és 27 elhízott alanyban.

Az adatokat a ob cDNS az aktin cDNS-é. A vizsgált alanyok között nem volt különbség az aktin cDNS mennyiségében.

Ob mRNS-t hasi szubkután adipocitákban 54 alanynál mértünk. A ob Az mRNS-tartalom a 27 elhízott alanyban körülbelül kétszer olyan magas volt, mint a 27 normál testsúlyú alanynál (29,0 ± 8,7 vs. 18,8 ± 10,9 relatív egység, P = 0,005). A szérum leptin koncentrációjához hasonlóan a ob Az adipociták mRNS-tartalma korrelált a testzsír százalékával (r = 0,68, P 2. ábra), BMI-vel (r = 0,70, P 3. ábra. 3. ábra. A súlyvesztés hatása a szérum leptin koncentrációira és a ob Gén hét elhízott alanyban, a kezdeti érték százalékában kifejezve.

Hét elhízott alanynál 10 százalékos testsúlycsökkenést értek el. A csökkent testtömeg ezután négy hétig fennmaradt. A bemutatott értékek átlag ± SD. A kezdeti értékek a következők voltak: szérum leptin, 50,2 ± 9,8 ng/milliliter; ob mRNS, 44,6 ± 9,4 relatív egység; és súlya 111,4 ± 13,9 kg. A csillag a kezdeti értékkel való összehasonlításhoz P = 0,05-et jelöl.

1. táblázat: 1. táblázat: Testtömeg-index és éhomi szérum biokémiai értékek hét elhízott alanyban fogyás előtt és után.

A hét elhízott alany közül, akiket napi 800 kcal-mal tápláltak, négyen 8 hét alatt, három hét 12 hét alatt vesztették el kezdeti súlyuk 10 százalékát (3. ábra). A súlycsökkentés után ezeknek az alanyoknak az éhomi éhomi szérum inzulin koncentrációja jelentősen csökkent, de az éhomi szérum glükóz koncentrációjuk nem változott jelentősen (1. táblázat). Az átlagos szérum leptin koncentráció 53 százalékkal csökkent, és a ob Az adipociták mRNS-tartalma 38 százalékkal csökkent ugyanebben az időszakban (3. ábra). Az ezt követő négyhetes súlymegőrzési időszak alatt az átlagos szérum leptin koncentráció ismét kissé megemelkedett, és a ob Az mRNS-tartalom emelkedett, de nem a súlycsökkenést megelőző értékektől jelentősen eltérő értékekre.

A szérum leptin koncentrációja nem változott szignifikánsan a két vizsgált alanyban két étkezés előtt és után. A szérum inzulin- és glükózkoncentrációja átmenetileg emelkedett minden étkezés után.

Vita

Megállapítottuk, hogy a leptin, a ob gén kimutatható a szérumban, és hogy az elhízott alanyok szérum leptin koncentrációja magasabb, mint a normál testsúlyú alanyoké. Bár számos tényező járulhat hozzá a szérum leptin koncentrációjának emelkedéséhez az elhízásban, az értékek szorosabban korreláltak a testzsír százalékával. A testzsír meghatározásának pontossága bioelektromos impedancia analízissel korlátozott, 15 de a korreláció erőssége (r = 0,85, P 7,8 és a 16-18 rágcsálók) alátámasztják azt az elgondolást, hogy a szérum leptin koncentrációját az expresszió közvetlen változásai szabályozzák. a ob gén. Ezért úgy tűnik, hogy a testzsír változásai a szérum leptin szintjének változásává alakulnak át ob génexpresszió.

Megállapítottuk, hogy a testtömeg 10 százalékos csökkenése a szérum leptin 53 százalékos csökkenésével járt, de a szérum leptin koncentrációja kissé növekedett a fenntartó periódus alatt, amely alatt a testtömeg nem változott. A szérum leptin koncentrációjának nagy ingadozása a testtömeg viszonylag kis változásainak jelenlétében arra utal, hogy a leptin szekrécióját a zsírszövet depó méretén kívül más tényezők is szabályozzák. E tényezők egyike lehet a kalóriabevitel. Napi 800 kcal evés közben az alanyok negatív kalóriatartalmúak voltak, ami jelzést jelenthet a test számára a leptintermelés csökkentésére, hogy az étvágy ne gátolódjon. A fenntartási időszak alatt az alacsonyabb testtömeg fenntartása érdekében az élelmiszer-bevitelt megnövelték. Az energiafogyasztás valószínűleg a fenntartási időszak alatt is csökkent, 19 hozzájárulva a kalóriaegyensúly helyreállításához, és ezáltal lehetővé téve a szérum leptin koncentrációk ismét növekedését.

Számos potenciális jel közvetítheti a szérum leptin koncentrációjának csökkenését a kalóriakorlátozás hatására. Az éhomi szérum inzulin koncentrációja csökkent a fogyás során, de a szérum inzulin étkezés utáni emelkedése a gyakori mintavétel ideje alatt nem társult a szérum leptin koncentrációjának változásához. Az etetési kísérlet nem zárja ki annak lehetőségét, hogy az inzulin szekréciójának hosszú távú változásai megváltoztassák a szérum leptin koncentrációját.

A szérum leptin-koncentráció és a testzsír százalékának szignifikáns összefüggése arra utal, hogy az adipociták jelzik az agynak a zsírszövet-raktár méretét. Ha az emberekben a leptin hatása hasonló a rágcsálókhoz, akkor a 2-4 étvágy csökkenjen és az energiafelhasználás növekedjen, ami együttesen fogyást eredményezhet. Az elhízott betegeknél a megnövekedett szérum leptin-koncentráció megállapítása a leptin iránti csökkent érzékenységre utal, bár a leptin immunológiai módszerekkel történő kimutatása nem bizonyítja, hogy biológiailag aktív. Jelenleg nem ismertek a leptin-effektor rendszer funkcionális és strukturális rendellenességei. Az étrend által kiváltott elhízás normál egerekben azonban példa a leptin iránti csökkent érzékenységre, mivel ezeknél az egereknél nagyobb leptin adagokra volt szükség a súlycsökkenés kiváltásához, mint leptinhiányos egereknél. 4 A db/db az egér példát mutat a leptinre való reagálhatatlanságra. 3,4

Összefoglalva: a leptin, a ob gén, kimutatható a szérumban; koncentrációja korrelál a testzsír százalékával, és elhízott egyéneknél magasabb. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az emberek elhízása inkább az élelmiszer-bevitelt és az energiafogyasztást szabályozó központi mechanizmusoknak köszönhető, mint az adipociták hibás jelzése ezeknek a központi mechanizmusoknak.

Finanszírozás és közzétételek

Részben az Országos Egészségügyi Intézet támogatásával (R01 DK45592) és a Margaret Q. Landenberger Alapítvány támogatásával.

Köszönettel tartozunk Irina Opentanovának és Stuart Triester úrnak a kiváló technikai segítségért, és Dr. Richard DiMarchinak az intellektuális ösztönzésért.

Szerzői kapcsolatok

Az endokrinológiai és anyagcsere-osztályok (RVC, MKS, MRN, JPO, CCM, JFC) és a Klinikai Farmakológia, Biostatisztikai Szakosztály (LJM), Orvostudományi Tanszék, valamint a Sebészeti Osztály (TLB), Jeffersoni Orvosi Főiskola, a Thomas Jefferson Egyetem, Philadelphia; és Eli Lilly Research Laboratories, Indianapolis (M.L.H., A.K., T.W.S.).

Cím újranyomtatási kérelmek Dr. Considine-hez a Thomas Jefferson Egyetemen, 1025 Walnut St., 813 College Bldg., Philadelphia, PA 19107.

Referenciák (19)

1. Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold L, Friedman JM. Az elhízott egér gén és humán homológjának helyzeti klónozása. Nature 1994; 372: 425 - 432 [Erratum, Nature 1995; 374: 479].

2. Pelleymounter MA, Cullen MJ, Baker MB és mtsai. Az elhízott géntermék hatása az ob/ob egerek testtömeg-szabályozására. Science 1995; 269: 540-543

3. Halaas JL, Gajiwala KS, Maffei M és mtsai. Az elhízott gén által kódolt plazmafehérje súlycsökkentő hatása. Science 1995; 269: 543-546

4. Campfield LA, Smith FJ, Guisez Y, Devos R, Burn P. Rekombináns egér OB fehérje: bizonyíték az adipozitást és a központi idegi hálózatokat összekötő perifériás jelre. Science 1995; 269: 546 - 549

5. Considine RV, Considine EL, Williams CJ és mtsai. Bizonyíték egy idő előtti stop kodon vagy az elhízott gén mRNS hiánya ellen az emberi elhízásban. J Clin Invest 1995; 95: 2986 - 2988

6. Masuzaki H, Ogawa Y, Isse N és mtsai. Humán elhízott gén expresszió: adipocita-specifikus expresszió és regionális különbségek a zsírszövetben. Diabetes 1995; 44: 855 - 858

7. Lonnqvist F, Arner P, Nordfors L, Schalling M. Az elhízott (ob) gén túlzott expressziója elhízott emberek zsírszövetében. Nat Med 1995; 1: 950 - 953

8. Hamilton BS, Paglia D, Kwan AYM, Deitel M. Fokozott elhízott mRNS-expresszió tömegesen elhízott emberek omentális zsírsejtjeiben. Nat Med 1995; 1: 953–956

9. NIH Technology Assessment Conference PanelMódszerek az önkéntes fogyáshoz és kontrollhoz. Ann Intern Med 199; 116: 942 - 949

10. Kolaczynski JW, Morales LM, Moore JH Jr és mtsai. Az emberi hasi zsír biopsziájának új technikája helyi érzéstelenítésben lidokainnal. Int J Obes Relat Metab Disord 1994; 18: 161–166

11. Stephens TW, Basinski M, Bristow PK és mtsai. Az Y neuropeptid szerepe az elhízott géntermék elhízásgátló hatásában. Nature 1995; 377: 530 - 532

12. Bolton AE, Hunter WM. A fehérjék magas specifikus radioaktivitásra való jelölése egy 125I-t tartalmazó acilezőszerrel történő konjugációval. Biochem. J., 1973; 133: 529 - 539

13. Chomczynski P, Sacchi N. Egylépéses módszer az RNS izolálására savas guanidinium-tiocianát-fenol-kloroformos extrakcióval. Anal Biochem., 162, 156-159

14. Saiki RK, Scharf S, Faloona F és mtsai. A béta-globin genomi szekvenciák enzimatikus amplifikációja és restrikciós elemzés a sarlósejtes vérszegénység diagnosztizálásához. Science 1985; 230: 1350-1354

15. Jebb SA, Elia M. A testösszetétel mérésének technikái: gyakorlati útmutató. Int J Obes Relat Metab Disord 199; 17: 611-621

16. De Vos P, Saladin R, Auwerx J, Staels B. Az ob gén expressziójának kortikoszteroidokkal történő kiváltása testtömeg-csökkenéssel és csökkent táplálékfelvételsel jár. J Biol Chem 1995; 270: 15958-15961

17. Funahashi T, Shimomura I, Hiraoka H és mtsai. A patkány elhízott (ob) gén fokozott expressziója a ventromedial hypothalamus (VMH) -ionált patkányok zsírszöveteiben. Biochem Biophys Res Commun 1995; 211: 469 - 475

18. Murakami T, Shima K. Patkány elhízott cDNS klónozása és expressziója elhízott patkányokban. Biochem Biophys Res Commun 1995; 209: 944-952

19. Leibel RL, Rosenbaum M, Hirsch J. A megváltozott testtömegből fakadó energiafogyasztás változásai. N Engl J Med 1995; 332: 621-628

Cikkeket idézve (3817)

Csak az 1000 legfrissebb cikket sorolja fel itt.