Співвідношення лептину та цинку У регулюванні споживання їжі та імунітету Балтаці А.К., Могулкок Р - індіанець

Співвідношення лептину та цинку: регулювання споживання їжі та імунітету

Абдулкерім Касім Балтаджі, Расим Могулкоч
Кафедра фізіології медичної школи Селкуклу, Університет Сельчук, м. Конья, Туреччина

Дата публікації в Інтернеті

4 січня 2013 р

Адреса для кореспонденції:
Абдулкерім Касим Балтачі
Кафедра фізіології, медична школа Селькуклу, Університет Сельчук, 42075, м. Конья
Туреччина

Джерело підтримки: Жоден, Конфлікт інтересів: Жоден

DOI: 10.4103/2230-8210.105579

Анотація

Ключові слова: d0 ієтарна регуляція, клітинний імунітет, лептин і цинк

Як цитувати цю статтю:
Балтачі А.К., Могулкок Р.Велики лептину та цинку: В регулюванні споживання їжі та імунітету. Indian J Endocr Metab 2012; 16, Suppl S3: 611-6

Як цитувати цю URL-адресу:
Балтачі А. К., Могулкок Р. Лептин і цинк: В регулюванні споживання їжі та імунітету. Indian J Endocr Metab [серійний онлайн] 2012 [цитоване 2020 17 грудня]; 16, Suppl S3: 611-6. Доступно з: https://www.ijem.in/text.asp?2012/16/9/611/105579

Лептин - нещодавно описаний гормон зі структурою білка. Він синтезується і виділяється жировою тканиною. [1] Лептин, який передає інформацію про енергетичні запаси організму до мозку, контролює споживання їжі, впливаючи на NPY, який здійснює посилюючий прийом їжі через відповідні рецептори в гіпоталамусі. [1] З'являється все більше доказів, що підкреслюють важливість лептину, який є ключовим гормоном у регуляції маси тіла та харчування як тварин, так і людей. [1], [2] Цинк, який, як відомо, відіграє велику та ключову роль у системі ссавців, приймається як мікроелемент, який має вирішальне значення у зростанні людей та багатьох видів тварин. [3] Кажуть, що цинк бере участь у метаболізмі жирів, інсулінорезистентності та ожирінні, тоді як дефіцит цинку у тварин, як стверджується, призводить до анорексії, втрати ваги, поганої ефективності харчування та порушення росту. [3], [4] Цинк, важливий мікроелемент, також відіграє роль у регуляції апетиту. [3], [4], [5] Той факт, що люди з ожирінням мають низький рівень цинку і високий рівень лептину, свідчить про те, що існує зв'язок між цинком і харчуванням, а отже, також між цинком і лептином.

Загальна оцінка наведеної вище інформації свідчить про те, що між споживанням їжі, лептином та цинком, з одного боку, та між клітинним імунітетом, лептином та цинком, з іншого, існують складні взаємозв'язки. Наявність звітів, що вказують, що цинк може бути посередником у виробництві лептину, є вагомим підтвердженням цієї точки зору. Метою цього огляду було звернути увагу на можливий зв'язок між цинком і лептином у регулюванні харчування та клітинним імунітетом.

Концентруючий гормон меланоцитів (МСН) - це нейропептид, який діє для збільшення харчування. [15] Рівень мРНК MCH підвищений у щурів із ожирінням і відновлюється до норми після введення лептину. [15]

Рецептори лептину були показані в нейронах гормону, що вивільняє кортикотропін (CRH), в паравентрикулярному ядрі (PVN), який має інгібуючий ефект на прийом їжі. Лептин збільшує мРНК CRH у PVN та стимулює вироблення CRH. [16]

Відомо, що збільшення секреції норадреналіну після стимуляції симпатичної системи призводить до втрати ваги. Лептин викликає збільшення споживання енергії, відіграючи ключову роль у стимулюванні симпатичної системи. [17]

Також існує взаємозв’язок між інсуліном і лептином. Кількість лептину в циркуляції падає під час голоду, тоді як спостерігалося збільшення рівня лептину у щурів, які годувались вуглеводами. Наявність рецепторів лептину в β-клітинах підшлункової залози вказує на те, що лептин впливає на синтез інсуліну через негативні відгуки. [18]

Цинк відіграє важливу роль у регулюванні харчування. Граничний дефіцит цинку пов'язаний як зі зниженням апетиту, так і з низькою масою тіла, і обидві ці негативні ситуації можна виправити за допомогою добавок цинку. [19] Зміни у відчутті смаку приймаються як значний вплив цинку на апетит. [19] Однак найбільш загальноприйнятим механізмом є те, що зміни апетиту виникають внаслідок загальних або місцевих змін концентрацій нейромедіаторів на рівні гіпоталамусу, пов'язаних із регулюванням рівня цинку. [20] Дефіцит цинку, як відомо, викликає специфічну та глибоку анорексію у експериментальних тварин. Важливіше те, що добавки цинку щурам, які харчуються на дієті з дефіцитом цинку, призводять до зростаючого впливу на знежирену масу тіла. [19], [20] Особливості, що спостерігаються при дефіциті цинку, такі як відсутність апетиту, втрата ваги, затримка росту та аменорея, - все це спостерігається у пацієнтів з нервовою анорексією (АН). [21] Тому повідомлялося, що дефіцит цинку сприяв симптомам АН. [21] Відновлення маси тіла в процесі відновлення АН повинно обов'язково включати достатню кількість цинку в раціон. Насправді було показано, що рівень цинку в гіпоталамусі знижує АН, тоді як добавки цинку збільшували масу тіла. [21]

Динорфін - опіоїдний пептид, внутрішньомозково-судинна інфузія стимулює споживання їжі щурами. [25] У ході дослідження вливання 1 та 10 мкг динорфіну в правий шлуночок спричинило відповідь цинку адекватних щурів на прийом їжі дозозалежним збільшенням. Цинк-дефіцитні щури не реагували на інфузію 1 мкг динорфіну, тоді як їх реакція на 10 мкг динорфіну виявилася досить низькою у порівнянні з реакцією щурів, що відповідають цинку. [25] У дослідженні, яке оцінювало зв'язок між налоксоном та цинком як показником місць опіоїдних пептидних рецепторів, було продемонстровано високу спорідненість до налоксону в мембранах тканини мозку щурів з дефіцитом цинку. [25]

Цинк є сильним модулятором зв'язування амінокислот з рецепторами, пов'язаними з нейромедіацією. [25] Наявність цинку є необхідною умовою для синтезу білків, необхідних для виробництва γ-аміномасляної кислоти (ГАМК), яка, як відомо, стимулює споживання їжі. Рецептори, утворені з α та β субодиниць GABA, особливо чутливі до цинку. Ессатера, та ін. [25] досліджував взаємозв'язок між центральними ефектами мусцимолу, агоніста γ-аміномасляної кислоти (ГАМК) та цинку та живлення. Введення цієї речовини не призвело до стимулюючого впливу на споживання їжі у щурів з дефіцитом цинку. Отже, зацікавлені дослідники дійшли висновку, що знижена харчова реакція у цих щурів була пов’язана зі зниженою реакцією рецепторів мозку через дефіцит цинку. [25]

Цинк необхідний для синтезу серотоніну, який є критично важливим нейромедіатором. [26] Серотонін стимулює відчуття ситості та зменшує споживання їжі. [26] Так само активація дофаміну зменшує споживання їжі. [27] Однак було показано, що введення цинку у високих дозах інгібує зв'язування дофаміну з рецепторами D 1 і D 2, що є важливим для ефекту інгібування прийому їжі дофаміном. [26] Ці, здавалося б, суперечливі результати у взаємозв'язку між нейромедіаторами та цинком дозволяють припустити, що цинк може відігравати роль регулятора в споживанні їжі через нейромедіатори.

Цинк також пов'язаний з гормонами щитовидної залози, які мають критичний вплив на швидкість метаболізму. [28] Дефіцит цинку пригнічує вивільнення ТТГ у передньому гіпофізі та призводить до зниження рівня гормонів щитовидної залози. [28] Цинк також бере участь у структурі ферменту 1,5-дейодинази, який перетворює Т 4 в Т3. [28]

Цинк міститься в α та β клітинах підшлункової залози. [29] Цинк особливо необхідний у β-клітинах для виробництва, зберігання та вивільнення інсуліну. [29] Показано, що секреція інсуліну знижує дефіцит цинку. [29] Цинк підвищує активність сигнального шляху інсуліну. [29] В природних умовах дефіцит цинку спричиняє як зменшення секреції інсуліну, так і зменшення клітинної реакції на інсулін. [30] Отже, дефіцит цинку може зменшити експресію гена ob, стимульовану інсуліном.

Недавні дослідження, що вивчають взаємозв'язок між цинком і лептином, демонструють, що цинк може критично впливати на секрецію лептину. [31] Чень, та ін. [32] виявили підвищений рівень лептину та зниження рівня цинку, а також значне збільшення виведення цинку з сечею у мишей із ожирінням, спричиненим сахарозою. [32] Додавання цинку ожиріним мишам у тому ж дослідженні спричинило подальше підвищення рівня лептину та відновлення ожиріння, індукованого сахарозою. [32] У своєму дослідженні автори припустили, що резистентність до лептину, що спостерігалася при ожирінні, могла бути наслідком дефіциту цинку. [32] У цьому випадку цинк може або безпосередньо впливати на експресію гена лептину, або опосередковано викликати вироблення лептину, збільшуючи споживання глюкози жировою тканиною. Повідомлялося, що дефіцит цинку пригнічує секрецію лептину з жирової тканини, тоді як додавання фізіологічної дози цинку збільшує як рівень лептину, так і споживання глюкози у мишей з гіперглікемією, індукованою стрептозотоцином (STZ). [33]

Взаємозв'язок між цинком і лептином досліджували у дев'яти здорових людей, які мали дефіцит цинку, спричинений дієтою. [36] Було встановлено, що дефіцит цинку суттєво пригнічує секрецію лептину з жирової тканини, а рівні IL-2 та TNF-α знижуються паралельно інгібованим рівням лептину. Спостерігалось, що добавки цинку цим особам призводять до значного збільшення секреції лептину разом із критичним збільшенням концентрацій IL-2 та TNF-α. У відповідному дослідженні було зроблено висновок про наявність позитивної кореляції між цинком і лептином і що цей вплив цинку на лептин може бути опосередкований підвищеними рівнями IL-2 та TNF-α. [36] Ця точка зору, яка стверджує, що цинк є регулятором концентрації лептину у людини, підтверджується подібними результатами дослідження Чена, та ін. [37] Отже, існує позитивна кореляція між цинком і лептином. Ці результати можуть мати важливі наслідки в клініці.

Через подібність лептину та рецепторів лептину до цитокінів, лептин також може бути класифікований як цитокін. [38] Було аргументовано, що лептин може брати основну роль у виробленні та підтримці імунної відповіді. Лептин структурно нагадує IL-2 та IL-6 і є критичним фактором росту Т-клітин. [39] Отже, дефіцит лептину збільшує схильність до інфекцій, і це збільшення пов’язане з порушеннями у виробництві цитокінів. [40] Наявність рецепторів лептину в лімфоцитах CD +4 та CD +8 також є свідченням зв'язку між лептином та імунними функціями. [41] Лептин стимулює функції тимуса і проліферацію CD +4 -T клітин, а також надає стимулюючий ефект на клітини Th1 і інгібуючий ефект на клітини Th2. [41] Він відіграє значну роль у активації клітин Th1 та підвищених рівнях IL-2, IFN-γ та TNF-α, які є продуктами Th1, у клітинній імунній відповіді на інфекції. [41], [42] Лептин надає вирішальний стимулюючий ефект на продукцію відповідних цитокінів Th1. [40], [41], [42] Той факт, що активація NK-клітин природної кілери (NK) реагує на стимуляцію лептином, також демонструє, що лептин критично бере участь в активації NK-клітин. [41], [42]

Тимулін зв'язує цинк і переносить його в Т-лімфоцити на рівні пг/мл. [49], [50] Факторами, що стимулюють секрецію цинково-тимулінового комплексу за допомогою ТЕС, є цинк та ІЛ-1. [49], [50] IL-1 працює у координації з цинково-тимуліновим комплексом і підтримує продукцію IL-2 та активність рецепторів IL-2 (IL-2 r) у Т-лімфоцитах. [49], [50], [51] Це збільшує вироблення IFN-γ та TNF-α. [49], [52] Можна сказати, що критичним аспектом функцій тимусу є упаковка і перенесення цинку в Т-клітинну систему, і що цей процес є чудовим нейроендокринним контролем, [49] оскільки цинк впливає не тільки клітини Th1 та виділяються ними цитокіни, а також активація NK-клітин. [49], [53]

Помічено, що вплив цинку та лептину на клітинний імунітет зосереджується, зокрема, на клітинах Th1 та секреції цитокінів. Відомо, що гормон тимуліну необхідний для клітини Th1 і секреції цитокінів, і що тимулін є цинкозалежним гормоном. [49], [50], [51] Отже, цинк повинен відігравати значну роль у впливі лептину на імунні функції.

Однак дефіцит досліджень щодо зв’язку між імунною системою, з одного боку, лептином і цинком, з іншого, вражає. Toxoplasma gondii інфекція спричинила збільшення секреції лептину без суттєвих змін маси тіла щурів. [54] Однак 4-тижневий дефіцит цинку призвів до значного зниження як маси тіла, так і рівня лептину у заражених тварин. У цьому ж дослідженні повідомлялося, що 4-тижневі добавки цинку збільшували секрецію лептину без зміни маси тіла заражених щурів (неопубліковані дані).

На основі звітів, опублікованих на цю тему, можна зробити висновок, що між цинком і лептином існують складні та критичні взаємозв'язки з точки зору регулювання споживання їжі та клітинної імунної відповіді, але що цинк може відігравати більш важливу роль у регуляції впливу гормону лептину.