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| Verfasst am: FTW @ 10.09.06 | 18:08 |
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 Leptin kommt vom griechischen Wort "leptos" und bedeutet dünn. Schon 1953 gab es Vermutungen bzgl. eines Signals, das direkt von den Fettzellen ausgeht, einen negativen Feedback ausübt und somit durch seine Wirkung im Hirn die Nahrungsaufnahme, Fettdepots, Stoffwechsel etc. steuert bzw. beeinflusst. Mitte der 90er Jahre konnte man dann ein Protein ausfindig machen, das bei fettleibigen (obese) Mäusen zu Fettverlusten und einer geringeren Nahrungsaufnahme führte. (1)
Leptin gehört zu der Gruppe der Cytokine, ist ein Peptidhormon wie GH, Insulin usw. Leptin wird primär im Fettgewebe produziert, zu geringen Mengen in der Muskulatur, eventuell im Hirn, Magen etc. (2)
Dabei hängt die Leptinmenge sowohl von der Größe als auch Menge der Fettzellen ab, primär jedoch von der Größe. (3)
Eine Mutation des "ob Gens", zuständig für die Leptinproduktion führt bei Mäusen zu einem Mangel an Leptin und zu früher, schwerer Fettleibigkeit (4), bei Menschen ist dieser Defekt genauso wie der an den PPAR betreffenden Genen selten, es wäre aber nicht auszuschließen, dass das letztere in Aktivität des PPAR Alpha und Gamma von Mensch zu Mensch variiert, hier jedoch nicht von themenbezogener Relevanz.
Leptin wirkt vornehmlich im Hypothalamus bzw. Nucleus arcuatus (ARC). (5,6)
Nimmt man hierbei an (wie es zu Anfang der Fall war), der Mangel an Leptin wäre es, der bei Menschen Fettleibigkeit verursacht, so unterliegt man einem Irrtum. Menschen mit hohen KF Werten haben einen hohen Leptinspiegel (7), vielmehr ist es die schlechte Leptinsensibilität.
Es ist nicht genau geklärt, jedoch vermutet man einen verschlechterten Transport durch die Blut-Hirn-Schranke (BBB) [Blood Brain Barrier (BBB)]. (8)
Es kommen aber auch andere Möglichkeiten in Frage.
Hohe Leptin Blutwerte stehen niedrigen Konzentrationen im Hirn bei einem hohen KF gegenüber. Hohe Leptinkonzentrationen regeln den Leptinrezeptor/Transporter runter. (9)
Nahrungsaufnahme führt zu höheren, Diät zu niedrigen Leptinwerten. Hohe Leptinwerte führen zu geringerer Nahrungsaufnahme, niedrige zu einer gesteigerten, hohe Leptinwerte sorgen jedoch wie erwähnt für eine Verschlechterung der Leptinsens. und das wiederrum zu Fettleibigkeit, das macht die Sache, andere Faktoren erst einmal aussen vor gelassen, kompliziert. Vermutete man früher Leptin wäre das Schlankheitshormon, weiß man nun, dass es eher ein Hormon zum Schutz vor dem Verhungern ist (anti-starvation hormone). (10)
Eine Absenkung des Leptin kennt jeder durch seine Diäterfahrungen, irgendwann, oft parallel zum sinkenden KF steigt die Anzahl und Intensität der Hungerattacken, man fühlt sich müde und ausgelaugt. (11,12)
Das hat an sich nichts mit einem schwachen Willen zu tun, es ist rein physisch bedingt.
Dagegen führt die Nahrungsaufnahme zu einer Besserung dieser Symptome und eine Anregung des Stoffwechsels als auch Kalorienverbrauchs durch die Anhebung des Leptinlevels. (13,14)
Aus diesem Grund sind Refeeding Tage, also Tage an denen man in einer Diät wieder mehr Kalorien zuführt von einer gewissen Relevanz, da man hierbei hofft die Auswirkungen des absackenden Leptinlevels einzudämmen. Dabei spielen Kohlenhydrate eine wichtige Rolle, der Glucosegehalt in den Fettzellen bzw. der Glucosemetabolismus scheint von hoher Relevanz für die Ausschüttung von Leptin zu sein. (15)
Interessanterweise sind es eher hochglykämische Kohlenhydrate, die sich hierfür anbieten.
Diese diättypischen Auswirkungen werden zu einem großen Teil von Neuropeptid Y (NPY) und AgRP (hinzu kommen andere jetzt nicht relevante Faktoren, Ghrelin etc.) ausgelöst, das aufgrund niedriger Leptinwerte ausgeschüttet wird, Leptin senkt die NPY und AgRP (gouti-related peptide) Werte. NPY senkt den Stoffwechsel, favorisiert die Nahrungsumverteilung in Richtung Fettgewebe und regt den Hunger an. Mäuse die schon bei der Geburt einen Teil der für NPY/AgRP zuständigen Neurone verlieren, entwickeln einen schlanken, hypophagischen Phenotyp. (16)
Hyperphagie ist der Drang zum Essen, Hypophagie das Gegenstück dazu.
Hier kommt das Stichwort Phenotyp vor, etwas was in späteren Artikeln und Diskussionen zum Thema "Setpoint" behandelt werden soll, Phenotypen sind Ekto-, Meso-, und Endomorph. Zumindest ist hier wieder ein Bezug zwischen Leptin und anderen Peptiden zu der Körperzusammensetzung zu erkennen.
Leptin ist nicht nur wichtig wenn es um den Fettstoffwechsel und Fettverlust geht, für den Aufbau von Muskulatur ist es genauso relevant. Es wirkt also in der Phase des Verhungerns (starvation) als auch die des erreichten Sattheitsgrades (fed state).
Erreicht man den vom Körper laut der Setpointtheorie geforderten Leptinlevel, so sorgt es einerseits mitunter für die Auffüllung der Glucosespeicher (17), es wirkt sich aber auch auf andere Hormonwerte aus, unteranderem steigt der LH- und damit der Testosteronspiegel. (18,19,20). Die GH und eventuell auch die IGF-1 Ausschüttung wird durch Leptin erhöht. (19).
Der erwähnte Einfluss auf den Stoffwechsel durch Leptin findet auch durch eine Anregung der Schilddrüsenfunktion statt. (20)
Cortisonausschüttung wird dagegen direkt vorort (21) und indirekt durch die Reduktion des in der Hypophyse produzierten ACTH (adrenocorticotropes Hormon) gehemmt. (22)
(1)
Halaas JL, Gajiwala KS, Maffei M, Cohen SL, Chait BT, Rabinowitz D, Lallone RL, Burley SK, Friedman JM.
Weight-reducing effects of the plasma Protein encoded by the obese gene.
Science. 1995 Jul 28;269(5223):543-6.
(2)
Considine RV. Regulation of leptin production.
Rev Endocr Metab Disord. 2001 Oct;2(4):357-63. Review
(3)
Couillard C, Mauriege P, Imbeault P, Prud'homme D, Nadeau A, Tremblay A, Bouchard C, Despres JP. Hyperleptinemia is more closely associated with adipose Cell hypertrophy than with adipose tissue hyperplasia. Int J Obes Relat Metab Disord 2000 Jun;24(6):782-8
(4)
Montague CT, Farooqi IS, Whitehead JP, Soos MA, Rau H, Wareham NJ, Sewter CP, Digby JE, Mohammed SN, Hurst JA, Cheetham CH, Earley AR, Barnett AH, Prins JB, O'Rahilly S. Congenital leptin deficiency is associated with severe early-onset obesity in humans. Nature 1997 Jun 26;387(6636):903-8
(5)
Jacob RJ, Dziura J, Medwick MB, Leone P, Caprio S, During M, Shulman GI, Sherwin RS. The effect of leptin is enhanced by microinjection into the ventromedial hypothalamus.Diabetes 1997 Jan;46(1):150-2
(6)
Satoh N, Ogawa Y, Katsuura G, Hayase M, Tsuji T, Imagawa K, Yoshimasa Y, Nishi S, Hosoda K, Nakao K. Neurosci The arcuate nucleus as a primary site of satiety effect of leptin in rats. Lett 1997 Mar 21;224(3):149-52
(7)
Maffei M, Halaas J, Ravussin E, Pratley RE, Lee GH, Zhang Y, Fei H, Kim S, Lallone R, Ranganathan S, et al. Leptin levels in human and rodent: measurement of plasma leptin and ob RNA in obese and weight-reduced subjects. Nat Med 1995 Nov;1(11):1155-61
(8)
Banks WA.
Is obesity a disease of the blood-brain barrier? Physiological, pathological, and evolutionary considerations.
Curr Pharm Des. 2003;9(10):801-9. Review.
(9)
Martin RL, Perez E, He YJ, Dawson R Jr, Millard WJ.
Leptin resistance is associated with hypothalamic leptin receptor mRNA and Protein downregulation.
Metabolism. 2000 Nov;49(11):1479-84.
(10)
Unger RH.
Leptin physiology: a second look.
Regul Pept. 2000 Aug 25;92(1-3):87-95. Review.
(11)
Brunner L, Nick HP, Cumin F, et al. Leptin is a physiologically important regulator of food intake. Int J Obes Relat Metab Disord 1997;21:1152–60.
(12)
Keim NL, Stern JS, Havel PJ. Relation between circulating leptin concentrations and appetite during a prolonged, moderate energy deficit in women. Am J Clin Nutr 1998 Oct;68(4):794-801
(13)
Campfield LA, Smith FJ, Guisez Y, Devos R, Burn P. Recombinant mouse OB protein: evidence for a peripheral signal linking adiposity and central neural networks. Science 1995 Jul 28;269(5223):546-9
(14)
Doring H, Schwarzer K, Nuesslein-Hildesheim B, Schmidt I. Leptin selectively increases energy expenditure of food-restricted lean mice. Int J Obes Relat Metab Disord 1998 Feb;22(2):83-8
(15)
Mueller WM, Gregoire FM, Stanhope KL, Mobbs CV, Mizuno TM, Warden CH, Stern JS, Havel PJ.
Evidence that glucose metabolism regulates leptin secretion from cultured rat adipocytes.
Endocrinology. 1998 Feb;139(2):551-8.
(16)
Bewick GA, Gardiner JV, Dhillo WS, Kent AS, White NE, Webster Z, Ghatei MA, Bloom SR. Postembryonic ablation of AgRP neurons in mice leads to a lean, hypophagic phenotype.
FASEB J. 2005 Aug 11; [Epub ahead of print]
(17)
O'Doherty RM, Anderson PR, Zhao AZ, Bornfeldt KE, Newgard CB Sparing effect of leptin on liver glycogen stores in rats during the fed-to-fasted transition. Am J Physiol 1999 Sep;277(3 Pt 1):E544-50
(18)
Finn PD, Cunningham MJ, Pau KY, Spies HG, Clifton DK, Steiner RA.The stimulatory effect of leptin on the neuroendocrine reproductive axis of the monkey. Endocrinology 1998 Nov;139(11):4652-62
(19)
Nagatani S, Zeng Y, Keisler DH, Foster DL, Jaffe CA. Leptin regulates pulsatile luteinizing hormone and growth hormone secretion in the sheep. Endocrinology 2000 Nov;141(11):3965-75
(20)
Ahima RS, Prabakaran D, Mantzoros C, Qu D, Lowell B, Maratos-Flier E, Flier JS.
Role of leptin in the neuroendocrine response to fasting.
Nature. 1996 Jul 18;382(6588):250-2.
(21)
Pralong FP, Roduit R, Waeber G, Castillo E, Mosimann F, Thorens B, Gaillard RC. Leptin inhibits directly glucocorticoid secretion by normal human and rat adrenal gland. Endocrinology 1998 Oct;139(10):4264-8
(22)
Heiman ML, Ahima RS, Craft LS, Schoner B, Stephens TW, Flier JS. Leptin inhibition of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in response to stress. Endocrinology 1997 Sep;138(9):3859-63
© IvanDrago
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