Leptyna i grelina to hormony przede wszystkim znane z kontroli łaknienia, zwane „hormonami głodu” i „hormonami sytości”.
I faktycznie, są to ich główne funkcje, a grelina i leptyna w kontekście właściwości są sobie przeciwstawne, działają antagonistycznie.
Co warto wiedzieć o tych dwóch hormonach, jak ich działanie wpływa na funkcjonowanie organizmu i jakie są naukowe fakty dotyczące leptyny i greliny?
Spis Treści
Leptyna: Hormon Sytości
Leptyna to białko (konkretniej: cytokina) zbudowane ze 167 aminokwasów o masie cząsteczkowej ok. 16 kDa.
Cząsteczka ta jest kodowana przez gen otyłości ob (skrót od ang. „obese” – otyłość) znajdujący się na 7. chromosomie.
Leptyna została odkryta w 1994 roku w tkance tłuszczowej myszy. Leptyna, obok greliny jest hormonem pełniącym funkcję regulatora łaknienia.
Powszechnie nazywana jest „hormonem sytości” ponieważ jej wysoki poziom we krwi powoduje zmniejszenie apetytu. Głównym miejscem syntezy tego hormonu jest białka tkanka tłuszczowa.
Jednakże naukowcy zaobserwowali, że w mniejszych ilościach leptyna jest produkowana również przez m.in. tkankę tłuszczową brunatną, mózg, mięśnie szkieletowe, komórki wątroby, nabłonek żołądka, gruczoł piersiowy, a także łożysko.
Leptyna krążąc we krwi dociera do różnych narządów i łączy się ze swoistymi receptorami obecnymi na ich powierzchni. Stwierdzona obecność receptorów leptyny w różnych miejscach ludzkiego organizmu wskazuje, że hormon ten wykazuje wielokierunkowe działanie [1].
Na wytwarzanie i wydzielanie leptyny wpływ ma wiele różnych czynników. Pobudzająco na syntezę leptyny działają:
- Prolaktyna
- Insulina
- Estrogeny
- Glukokortykoidy
- Czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-alfa)
- Interleukina 1-beta
- Prostaglandyna E2
- Dieta wysokowęglowodanowa
- Adenozyna
- Stany zapalne i infekcje
Istnieje również szereg czynników, które mogą zmniejszać wytwarzanie i uwalnianie leptyny.
Należą tu przede wszystkim:
- Adrenalina
- Noradrenalina
- Testosteron
- Hormon wzrostu (GH)
- Melatonina
- Agoniści adrenoreceptora beta3
- Hormon uwalniający tyreotropinę
- Czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-alfa)
- Dieta wysokotłuszczowa
- Głodówki
- Kofeina
- Cholina
- Karnityna
- Alkohol etylowy (etanol)
- Wolne kwasy tłuszczowe
- Wysoka aktywność fizyczna
- Niektóre leki (np. troglitazon, diazoksyd, izoproterenol) [2, 3].
Wspomniano, że głównym kierunkiem działania leptyny jest sygnalizowanie stanu sytości w organizmie. Innymi słowy, jej synteza powoduje zmniejszenie łaknienia.
Czytaj też: Kawa odchudzająca – Sprawdź jak działa Cappuccino MCT!
Jednak funkcja regulatorowa bilansu energetycznego to nie jedyna, choć jak na razie najlepiej poznana rola leptyny.
Inne kierunki jej działania w organizmie człowieka to między innymi:
- Wpływ na zmniejszenie masy ciała
- Spadek lipogenezy (syntezy kwasów tłuszczowych) przy jednoczesnym zwiększeniu procesów lipolizy i utleniania kwasów tłuszczowych
- Zwiększenie procesu hematopoezy (produkcji krwinek) oraz limfopoezy (produkcji limfy)
- Wzrost agregacji (zlepiania) płytek krwi
- Zwiększenie wrażliwości tkanek na działanie insuliny
- Aktywacja układu współczulnego
- Zmniejszenie produkcji androgenów i kortykosteroidów
- Zwiększenie produkcji cytokin prozapalnych
- Wzrost syntezy hormonów takich, jak TSH, FSH, LH, GH
- Zwiększenie programowanej śmierci chondrocytów (komórek tkanki chrzęstnej) [2, 4].
W jaki sposób leptyna może regulować masę ciała?
Działanie leptyny w związku z odczuwaniem łaknienia, a przez to z regulacją masy ciała jest bardzo szerokie i opisanie wielu skomplikowanych procesów, w jakich bierze ona udział wymagałoby stworzenia całej książki.
Jednak pokrótce mówiąc, leptyna oddziałuje na funkcjonowanie podwzgórza, enzymów w organizmie, pracę komórek wątroby, trzustki, i wielu innych.
Łącząc się z receptorami w podwzgórzu, powoduje pobudzenie ośrodka odpowiadającego za regulację łaknienia i masy ciała, a także zmniejsza produkcję tak zwanego neuropeptydu Y, MCH (ang. melanin concentrating hormone) i oreksyny – przez co zmniejsza się nasza ochota na spożywanie pokarmu, a jednocześnie organizm zwiększa wydatkowanie energii.
Co ważne, leptyna ma zdolność zmniejszania odczuwania słodkiego smaku, czego dowiodły badania na myszach, i może być to kolejny sposób, w jaki wpływa ona na zmniejszenie łaknienia.
Dzieje się tak dlatego, że leptyna łącząc się z receptorami smakowymi (co do których również ma ona powinowactwo), pobudza je i w konsekwencji obniża ich wrażliwość na cząsteczki cukru [2, 5, 6].
Jak wspomniano, leptyna może nie tylko zmniejszać łaknienie, ale też jednocześnie podwyższać poziom wydatkowania energii przez organizm. To dzięki obecności receptorów leptyny w brunatnej tkance tłuszczowej.
Gdy leptyna do nich dociera, aktywuje tam produkcję ciepła (czyli termogenezę), a także zwiększa zużywanie glukozy z krwi i utlenianie kwasów tłuszczowych. Leptyna ma też właściwości zwiększające tworzenie się naczyń krwionośnych, czyli wpływa na angiogenezę.
Im więcej drobnych naczyń krwionośnych, tym łatwiej o utratę ciepła z organizmu, a więc o wydatkowanie z niego energii (choć angiogeneza nie zawsze jest procesem pożądanym, jak na przykład w procesie nowotworzenia).
Ciekawostka:
Po podaniu leptyny w badaniach zauważono zachodzenie apoptozy (programowanej śmierci komórek) tkanki tłuszczowej. To bardzo ważne odkrycie silnie potwierdzające tezę o bezpośrednich właściwościach regulowania masy ciała przez leptynę.
Wpływ leptyny na metabolizm
Dość, że działanie tego hormonu opiera się między innymi na wykorzystywaniu kwasów tłuszczowych jako substratu energetycznego, to dodatkowo w konsekwencji metabolizmu tłuszczów z adipocytów (komórek tkanki tłuszczowej) komórki te zostają w pewnym stopniu zniszczone [2, 3].
Co ciekawe, najlepszy wpływ na regulację stężenia leptyny poza odpowiednią kalorycznością diety, ma spożycie węglowodanów złożonych bogatych w błonnik oraz tłuszczów (zarówno nasyconych, jedno- i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych).
Dieta bogata w węglowodany proste o wysokim indeksie glikemicznym może prowadzić do oporności na leptynę, zaś zawartość białka w diecie pozostaje nadal kwestią wymagającą dokładniejszych badań, jeśli chodzi o wpływ na regulację stężenia leptyny [7, 8].
Wpływ leptyny na płodność
Niedobór opisywanego hormonu lub zaburzenia we wrażliwości receptorów na leptynę mogą, jak już wiadomo, prowadzić do nadmiernego łaknienia, a w konsekwencji do otyłości.
Jednak stosunkowo nowym faktem jest istotny wpływ poziomu leptyny na procesy reprodukcyjne. Odpowiednio wysokie stężenie tego hormonu reguluje funkcjonowanie osi podwzgórze-przysadka-gonady, wpływając na produkcję głównego hormonu uwalniającego hormony płciowe – GnRH (gonadoliberyny).
Ma też liniowy związek z pobudzaniem produkcji hormonów LH i FSH w przysadce mózgowej. Sytuacje związane z niedoborem leptyny lub zaburzeniami jej działania są szczególnie dotkliwe dla kobiet, ponieważ mogą prowadzić do wtórnego braku miesiączki.
Najczęstszym powodem takich dysregulacji jest długotrwałe głodzenie, zbyt niska podaż kalorii na diecie odchudzającej, jadłowstręt, nadmierny wydatek kaloryczny prowadzący do długotrwałego deficytu kalorycznego.
Wszelkie działania skutkujące nadmiernym zmniejszeniem ilości tkanki tłuszczowej w organizmie są czynnikiem wysokiego ryzyka dla syntezy leptyny, a tym samym dla płodności.
Co ciekawe, w badaniach wykazano że zewnętrzne (egzogenne) podawanie leptyny w przypadku zaburzeń płodności miało wpływ na cofanie tych negatywnych zmian w organizmie [9, 10, 11].
Grelina: Hormon Głodu
Grelinę odkryto stosunkowo niedawno, bo dopiero w 1999 roku. To peptyd złożony z 28 aminokwasów, powstający z prekursora zwanego preprogreliną.
Grelina to hormon o bardzo silnym (najsilniejszym spośród poznanych do tej pory białek) działaniu pobudzającym ośrodek głodu. Jego właściwości są zatem antagonistyczne do „hormonu sytości”, leptyny.
Grelina powstaje przede wszystkim w dwóch miejscach organizmu – pierwsze to błona śluzowa dna żołądka, gdzie mamy do czynienia z najwyższym stężeniem greliny oraz największą liczbą jej receptorów w ciele człowieka.
Powstaje tam aż do 70% całkowitej ilości greliny w organizmie, zaś po operacji resekcji żołądka obserwuje się nawet do 65% obniżenie stężenia greliny w osoczu. Inne elementy układu pokarmowego także charakteryzują się obecnością greliny, choć w dużo mniejszym stopniu.
Zaś drugim głównym rejonem występowania tego hormonu jest układ nerwowy, a konkretniej podwzgórze i jego element zwany jądrem łukowatym [3, 12, 13].
Do głównych czynników związanych ze stężeniem greliny w organizmie należą:
- Spożywanie pokarmu (powoduje redukcję stężenia greliny)
- Wiek (im wyższy wiek, tym niższe stężenie greliny)
- Płeć (u kobiet zauważa się wyższe wyjściowe stężenie greliny, niż u mężczyzn)
- BMI (stężenie greliny maleje wraz ze wzrostem BMI)
- Hormon wzrostu (jego synteza powoduje hamowanie produkcji greliny)
- Glukoza (im wyższe stężenie glukozy we krwi, tym niższa produkcja greliny)
- Insulina (im wyższe stężenie insuliny, tym mniejszy poziom greliny)
Podwyższone w stosunku do normy stężenie greliny obserwuje się u osób naturalnie odczuwających głód, a więc w okresach przed posiłkami.
Świadczy to o fakcie, że grelina bezpośrednio jest powiązana z odczuwaniem głodu. Ale jej wysokie stężenie może się też wiązać z pewnymi zaburzeniami.
Na przykład u cierpiących na jadłowstręt psychiczny (potocznie anoreksję) oraz u przewlekle niedożywionych poziom greliny jest podwyższony, jednak zauważa się, że w przebiegu tej choroby następuje swoista oporność na jej działanie i dopiero powrót do regularnego spożywania dobrze zbilansowanych posiłków prowadzi do wyrównania produkcji greliny.
Z kolei osoby otyłe charakteryzują się zmniejszonymi wartościami greliny w osoczu, prawdopodobnie jako efekt nadmiernego spożycia pokarmów (do którego natomiast mogło dojść wskutek wyjściowego podwyższonego stężenia greliny, zanim doszło do nadwagi i otyłości).
Jak widać, synteza greliny może się bardzo wahać, ale ma to ogromne przełożenie na produkcję innych czynników (np. leptyny i insuliny) oraz na masę ciała (mierzoną poprzez wartość wskaźnika BMI) [14].
Wpływ greliny na organizm człowieka
Jaki jest mechanizm działania greliny?
W momencie, gdy żołądek przestaje być wypełniony, a we krwi maleje stężenie glukozy – produkowana w jego dnie grelina powoduje wzmożenie produkcji kwasu solnego w komórkach błony śluzowej tego narządu.
Co ważne, samo wypełnienie żołądka nie jest wystarczającym czynnikiem do zahamowania produkcji greliny, bowiem wypicie wody nie wpływa na jej stężenie. Dopiero podanie roztworu glukozy (lub innego produktu dostarczającego energii) prawdopodobnie poprzez wpływ na zwiększenie poziomu leptyny – skutkuje obniżeniem syntezy greliny [15-18].
Wpływa ona też na wydzielanie gastryny (aktywującej kwas solny), regulowanie ruchów perystaltycznych żołądka oraz jelit. Grelina działa też przyspieszająco na opróżnianie żołądka, by był on gotowy na trawienie kolejnej porcji pokarmu.
Badania wskazują także na szerszą aktywność biologiczną tego hormonu. Wykazano, że grelina może hamować rozwój komórek nowotworowych (szczególnie raka piersi i prostaty), choć na razie takie badania przeprowadzono tylko na liniach komórkowych [19].
Grelina bierze udział w regulacji stężenia glukozy we krwi, co dzieje się poprzez wpływ na syntezę insuliny – hormonu obniżającego glikemię. W badaniach z udziałem ludzi wykazano, że przy podawaniu greliny z zewnątrz (egzogennie) dochodziło do szybkiego podniesienia poziomu glukozy oraz w konsekwencji insuliny.
Jej synteza nasila proces glukoneogenezy w wątrobie. Stwierdzono też, że grelina może zwiększać wrażliwość tkanek na insulinę, co może stwarzać pewne szanse terapeutyczne w kontekście insulinooporności czy cukrzycy typu II.
Polecane: Opinie o SlimPerfect – Czy tabletki naprawdę odchudzają?
Podobnie jak leptyna, także i poziom greliny wiąże się z funkcjonowaniem, a konkretniej z gonad u człowieka. Stwierdzono, że grelina ma właściwości regulujące w stosunku do procesu steroidogenezy oraz produkcji testosteronu. Stężenie greliny koreluje ponadto z poziomem testosteronu, bowiem podobnie ich ilości zmniejszają się wraz z wiekiem.
Wskazuje się też, że poprzez wpływ na przysadkę grelina może regulować funkcjonowanie osi podwzgórze-przysadka-gonady. Ponadto grelina znana jest z wpływu na produkcję hormonu wzrostu i uznaje się ją za fizjologiczny, naturalny związek uwalniający hormon wzrostu.
Wykazano, że najskuteczniej na zmniejszenie poziomu greliny oddziałuje podanie glukozy i/lub aminokwasów. Wiąże się to prawdopodobnie z szybkością absorbcji tych związków po spożyciu. Tłuszcze, z uwagi na wolniejsze ich trawienie i absorbcję z jelit do krwi, powodują opóźniony efekt w stosunku do produkcji greliny [20].
W przeciwieństwie do leptyny, synteza greliny prowadzi do zwiększenia lipogenezy (czyli magazynowania kwasów tłuszczowych jako substratu energetycznego), obniżenia tym samym procesu lipolizy, a także termogenezy.
Grelina ma za zadanie wprowadzić organizm w stan magazynowania i oszczędzania energii, nie zaś jak leptyna – jej wydatkowania.
Podsumowując
Oba te związki są jednak hormonami o działaniu wielokierunkowym i nadal trwają badania nad różnymi rolami, które mogą one pełnić w organizmie.
Być może w niedalekiej przyszłości – bowiem badania w tej materii trwają już od kilku lat – leptynę i grelinę będzie można wykorzystywać w terapii chorób cywilizacyjnych takich, jak otyłość, cukrzyca czy miażdżyca [21, 22].
Literatura:
- Kelesidis T. i wsp.: Narrative Review: The Role of Leptin in Human Physiology: Emerging Clinical Applications. Ann Intern Med, 2010, 152, 2: 93-100.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20083828 - Nogalska A. i wsp.: Leptyna – hormon o wielu funkcjach. Postępy Biochemii, 2001, 47, 3.
https://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.agro-article-ecf1770b-b028-4fb6-8117-793cb68ea45d - Belinova L. i wsp.: The effect of meal frequency in a reduced-energy regimen on the gastrointestinal and appetite hormones in patients with type 2 diabetes: A randomised crossover study. PLoS One, 2017, 12, 4: e0174820.
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0174820 - Korek E. i wsp.: Regulacja hormonalna łaknienia. Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu, 2013, 19, 2: 211-217.X
https://agro.icm.edu.pl/agro/element/bwmeta1.element.agro-fa9f0068-5dca-45d2-9487-361dbd00f6c6/c/fulltext256.pdf - Jasińska A. i wsp.: Adipocytokiny – białka o wielokierunkowym działaniu. Diagnostyka Laboratoryjna, 2010, 46, 3: 331-338.
https://diagnostykalaboratoryjna.eu/journal/DL_3_2010._str_331-338.pdf - Gogga P. i wsp.: Rola leptyny w regulacji metabolizmu lipidów i węglowodanów. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 2011, 65: 255-262.
https://www.phmd.pl/api/files/view/26146.pdf - Izadi V. i wsp.: Dietary intakes and leptin concentrations. ARYA Atheroscler, 2014, 10, 5: 266-272.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4251481/ - Vasselli JR. i wsp.: Dietary Components in the Development of Leptin Resistance. Adv Nutr, 2013, 4, 2: 164-175.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3649097/ - Jagielska G. i wsp.: Zaburzenia miesiączkowania w jadłowstręcie psychicznym. Psychiatria Polska, 2010, XLIV, 2: 277-286.
https://www.psychiatriapolska.pl/uploads/images/PP_2_2010/Jagielskas277PP2010v44nr2.pdf - Rechberger T. i wsp.: Wiek menarche w zależności od stanu odżywienia i polimorfizmu sekwencji intronu 1 genu receptora estrogenowego alfa. Pediatria Polska, 2008.
https://www.researchgate.net/publication/241075699_Wiek_menarche_w_zaleznosci_od_stanu_odzywienia_i_polimorfizmu_sekwencji_intronu_1_genu_receptora_estrogenowego_alfa - Stachowicz M. i wsp.: Rola leptyny w zaburzeniach odżywiania się – współczesne poglądy. Psychiatr. Pol., 2013, 47, 5: 897-907.
https://strona.ppol.nazwa.pl/uploads/images/PP_5_2013/897StachowiczPsychiatrPol5_2013.pdf - Geloneze B. i wsp.: Ghrelin: a gut-brain hormone: effect of gastric bypass surgery. Obes Surg, 2003, 13, 1: 17-22.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12630608 - Young ER. i wsp.: Biochemistry, Ghrelin.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK547692/ - Klok MD. i wsp.: The role of leptin and ghrelin in the regulation of food intake and body weight in humans: a review. Obesity Reviews, 2007, 8, 1: 21–34.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17212793 - Kędzia A. i wsp.: Grelina – nowy hormon zaangażowany w regulację wzrastania i homeostazę metaboliczną ustroju. Endokrynologia Pediatryczna, 2007, 6, 3.
https://www.endokrynologiapediatryczna.pl/contents/files/a_95.pdf - Makris CM. i wsp.: Ghrelin and Obesity: Identifying Gaps and Dispelling Myths. A Reappraisal. In Vivo, 2017, 31, 6: 1047-1050.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29102924 - Polińska B. i wsp.: Rola greliny w organizmie. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 2011, 65: 1-7.
https://www.phmd.pl/api/files/view/26098.pdf - Potempa M. i wsp.: Grelina – hormon regulujący energetyczny metabolizm ustroju, znaczenie kliniczne. Część 2. Wpływ na metabolizm węglowodanów i lipidów. Medycyna Metaboliczna, 2014, XVIII, 3.
- Pradhan G. i wsp.: Ghrelin: much more than a hunger hormone. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2013, 16, 6: 619-624.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24100676 - Abdalla MM.: Ghrelin – Physiological Functions and Regulation. Eur Endocrinol, 2015, 11, 2: 90-95.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29632576 - Rehman K. i wsp.: Leptin: A new therapeutic target for treatment of diabetes mellitus. J Cell Biochem, 2018, 119, 7: 5016-5027.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29236298 - Pereira JA. i wsp.: The Impact of Ghrelin in Metabolic Diseases: An Immune Perspective. J Diabetes Res, 2017: 4527980.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29082258
Dodaj komentarz