Sultne, sultne hormoner - Del 2

Vi her på T-Nation elsker bare dem der hormoner. Og hvis du ikke fant det ut av navnet på den lille publikasjonen vår, har du kanskje funnet ut av de dusinvis av hormonrelaterte artiklene vi har publisert gjennom årene. Jepp, vi her i T-mag-hovedkvarteret elsker testosteron, vårt veksthormon, vårt insulin og vårt glukagon. Faktisk er den siste fredagen i hver måned viet til de anabole hormonene. “Hormonfredag, som det heter, er en dag der hver T-mag-medarbeider kler sin eller hennes favoritt anabole hormonelle antrekk. Du burde sett JB forrige måned. Helvete, med den steranringen viklet rundt det han kalte sin "testosteronfabrikk", var han en sko-inn for topp kostymeutmerkelser.

Som et resultat av hans kreative kostymeideer og hans dyktige nåler fikk JB ikke bare TCs ekte dukke, "Jenny," for helgen, men han tjente også retten til å gjennomgå et relativt nytt hormon som i det siste har vært kilden til mye diskusjon og forvirring. JB har allerede dekket biggies: Testosteron (The Big T, Parts I and II, The Steroid Manifesto, Parts 1, 2, and 3), Growth Hormone (The Fountain of GH), and Insulin (The Anabolic Power of Insulin). Nå er det på tide for JB å takle den irriterende nye fyren på blokken - hormonet Leptin.

Uttrykk deg selv

Som diskutert i forrige uke, er Leptin et hormon som produseres når OB (fedme) genet uttrykkes. Selv om jeg allerede har diskutert en mekanisme for å indusere OB-genuttrykk og Leptinproduksjon, er de tre viktigste cellulære signalene involvert:

• Økt strøm av energi / karbohydrat gjennom HBP.

• Økte metabolitter av triacylglyserol (triglyserid). Disse inkluderer diacylglyseroler og / eller frie fettsyrer.

• Økt spenning i fettvev på grunn av cellestrekning (økning i fettstørrelse).

Som du kan se, gir disse tre fenomenene responsmekanismer der både akutt og kronisk overfôring eller underfôring vil påvirke OB-genuttrykk og Leptinproduksjon. Hvis overfôring vil flere karbohydrater strømme gjennom HBP, flere triglyserider metaboliseres, og fettvevstørrelser vil øke. Dette fører til mer Leptinproduksjon. Omvendt, hvis underfôring vil tilgjengeligheten av karbohydrat og triglyserid reduseres, det samme vil fettvevsstørrelsen. Selvfølgelig betyr dette mindre Leptin.

Siden vi nå vet hvorfor Leptin dannes, hva med å diskutere hvor det dannes? Hos voksne mennesker dannes det meste av kroppens leptin i hvitt fettvev. Dette bør være tydelig fra signalene som er diskutert ovenfor. Imidlertid har Leptin også blitt funnet i følgende vev, noe som gjør det relativt allestedsnærværende.

• Brunt fettvev

• Gastrisk epitel

• Morkake

• Skjelettmuskulatur

• Brystkjertler

Av rotte og fett

Da Leptin opprinnelig ble oppdaget, fant forskere at rotter som hadde mutasjoner i OB-genet (og ikke kunne produsere Leptin) ble sinnsykt overvektige. Nå når jeg sier overvektig, snakker jeg ikke litt overvektig her. Jeg snakker så overvektig at medlemmer av NAAFA faktisk pekte og lo. Hos de overvektige rottene ble ekstrem fedme forårsaket av mutasjoner i Ob-genet. I disse dyrene var det rett og slett for lite Leptin. Interessant, når de ble gitt Leptin, så disse tubby rottene store økninger i metabolsk hastighet og mistet store mengder kroppsfett.

Som et resultat av disse funnene spekulerte forskere i at Leptin kan være et magisk fett tapshormon. Dessverre for farmasøytiske selskaper som umiddelbart hoppet over rettighetene til å selge rekombinant Leptin, gikk ikke denne hypotesen ut. Ser du, en annen modell av rotte ble oppdaget, en modell som var like overvektig som de Leptin-mangelfulle rottene, men som hadde tilstrekkelige Leptinkonsentrasjoner i blodet. Disse rottene, i stedet for en Leptin-mangel, hadde problemer med deres Leptin reseptor. Derfor kunne ikke Leptin som var til stede gjøre jobben sin.

I tillegg til disse nye gnagerdataene, som hindrer potensielle milliarder som kan oppnås ved salg av Leptin, viste nye menneskelige data også at Leptin sannsynligvis ikke ville hjelpe de overvektige å slippe de få hundre uønskede pund. Forskning hadde tydelig vist at:

a) Svært få overvektige mennesker lider faktisk av Ob-genmutasjoner

b) Svært få overvektige mennesker lider faktisk av Leptin-reseptormutasjoner

c) Overvektige mennesker har ofte veldig høye konsentrasjoner av leptin i plasmaet

Siden overvektige mennesker ofte har så mye Leptin, har forskning vært rettet mot hvordan disse personene kan ha så mye Leptin, men likevel ikke responderer med en reduksjon i kroppsvekt, som våre lodne gnagervenner. En hypotese som har fått popularitet antyder at en Leptin-motstand forårsaker fedme hos mennesker. Med andre ord, de veldig overvektige fikk denne måten fordi de på en eller annen måte var intolerante mot stigende Leptin. Som en forsker sa: ”Leptinresistens er ikke godt definert, men dette begrepet brukes vanligvis til å bety at leptin ikke utfører sine sentrale og perifere funksjoner.”

På dette tidspunktet er det bevis for Leptin-motstandshypotesen. Siden Leptin ser ut til å ha sentrale effekter, kan det mettbare blodhjernebarriere-transportsystemet for leptin være knyttet til fedme. Siden overvektige mennesker har et CSF (cerebrospinalvæske) til plasmaforhold som er mye lavere enn mennesker i normal størrelse, ser det ut til at bare så mye Leptin kan komme over BBB i hjernen. I tillegg er hos rotter diettindusert fedme (DIO) ledsaget av høye plasmakonsentrasjoner av leptin. Dette leptinet ser ikke ut til å forhindre fedme. Imidlertid når de administreres intracerebroventrikulært leptin (leptin i hjernen), går de ned i vekt, noe som indikerer en potensiell BBB transportgrense.

Selv om disse dataene støtter ideen om at det er en grense for mengden leptin som slippes inn i hjernen, og det derfor eksisterer en type "Leptin" -resistens "ved høyere nivåer av Leptin-produksjon, mener noen forfattere at leptinresistens faktisk er en misvisende beskrivelse. Disse forskerne er av den oppfatning at siden leptin kanskje ikke er utformet for å fungere i så høye konsentrasjoner som man ser ved fedme, kan Leptin være viktigere i fravær enn dets tilstedeværelse (i.e. kan være viktigere i kaloribegrensning og ikke i kalorioverskudd, som ofte ses med fedme). Med andre ord er det ikke slik at overvektige reagerer "feil" på leptinet. I stedet antyder disse forfatterne at overvektige ikke "skal" ha så mye leptin og derfor ikke svarer på høyden over et visst punkt.

Hva gjør Leptin??

Hormonet Leptin ser ut til å påvirke nesten alle kroppens systemer. Siden det er Leptin-reseptorer i hjernen og i hele kroppen, kan vi diskutere effekten av Leptin som sentral eller perifer.

Siden Leptin frigjøres (for det meste) av fettvev, synes fettvev å være en perifer statisk indikator for kroppens kroniske energibalanse. Når det er sluppet ut i blodet, under normale forhold, beveger Leptin seg over blodbarrieren og blir oppdaget av Leptin-reseptorene i hypothalamus. Siden disse reseptorene har en ide om hva som er et "normalt" Leptinsignal, initierer endringer i Leptin-binding frigjøring av en serie anabole (orexigeniske eller måltidstimulerende) og katabolske (anorexigenic eller måltid som forhindrer) hormoner / nevrotransmittere. En økning i leptin fører til uttrykk for flere anoreksige (katabolske) hormoner og nevrotransmittere inkludert áMSH og CART. Disse kjemikaliene reduserer sult og måltidstørrelse.

Motsatt fører en reduksjon i leptin til uttrykk for flere orexigeniske (anabole) hormoner og nevrotransmittere, inkludert NPY og AgRP. Disse forbindelsene øker sulten og måltidets størrelse. Dette er en ganske fin måte for kroppen å takle energioverskudd eller energiunderskudd. Hvis det er et overskudd, øker Leptin og signaliserer hypothalamusen om å be kroppen slutte å spise. Omvendt, hvis det er et underskudd, reduseres Leptin, noe som signaliserer hypothalamus for å gjøre oss veldig sultne. For dere visuelle elever, her er en visuell skildring av hva som skjer når Leptin-konsentrasjonen øker i hypothalamus.

Selv om jeg bare nevnte et par viktige orexigeniske og anorexigenic hormoner / nevrotransmittere, er det mange andre som kan samhandle med Leptin eller de samme signalsystemene som Leptin. Disse er listet opp nedenfor:

Orexigenic (stimulerer matinntaket) - Kan handle i laterale hypotalamusneuroner

Anorexigenic (reduser matinntaket) -

Kan handle på den ventrale og dorsale mediale hypothalamus

Neuropeptide Y (NPY) - er den mest potente orexiant kjent; kan svare på avvikende leptinsignalering; antagonisme kan redusere sult og fettmasse

Agouti-relatert peptid (AgRP) - potent orexiant; kan svare på fraværende leptin; antagonisme kan redusere sult og fettmasse

Melanin Concentrating Hormone (MCH) - mottar signaler fra NPY for å øke matinntaket

Orexin - øker opphisselse og matinntak

Ghrelin - et kraftig GH-frigjørende hormon som frigjøres fra mage, hypofyse og hypothalamus; øker matinntaket og kroppsvekten; kan konkurrere med leptin

Pro-Opiomelanocortin (POMC) - forløper for áMSH

Melanocytstimulerende hormon (áMSH) - reduserer matinntaket; kan svare på økt leptin; antagonisme øker appetitten og maten

Melanocortin 4 reseptor (MC4R) - áMSH reseptor; binding av agonist reduserer matinntaket

Kokainamfetaminrelatert transkripsjon (CART) - reduserer matinntaket; kan svare på økt leptin

CCK - gastrisk frigjort peptid; øker mettheten; reduserer matinntaket (enkelt fôring og måltidsfrekvens)

Kortikotropinfrigivende faktor (CRF) - regulerer binyrehormoner og ACTH; reduserer matinntaket, øker energiforbruket

Insulin - økende konsentrasjoner av insulin reduserer appetitten

Mens disse energiregulerende hormonene og nevrotransmitterne kan være relativt nye for deg, er den viktige meldingen her at de er ansvarlige for å føle en sultrespons (med redusert Leptin). Som svar på disse reduksjonene i Leptin-konsentrasjoner, er disse kjemikaliene ansvarlige for å fremme følgende effekter:

en. Økt matinntak

b. Redusert skjelettmuskulær vekst

c. Redusert energiforbruk

d. Redusert kroppstemperatur

e. Redusert reproduksjonsfunksjon

f. Økt binyreproduksjon av stresshormoner

g. Økt parasympatisk tone

Omvendt er disse energiregulerende hormonene og nevrotransmitterne ansvarlige for å føle et energioverskudd (med økt Leptin). Derfor, når Leptin-konsentrasjonen øker, fremmes følgende effekter:

en. Redusert matinntak

b. Økt energiforbruk

c. Økt sympatisk tone

Igjen, for dine visuelle barn, her er en skjematisk tegning. Husk at Leptin er regulert som respons på akutt fôring så vel som kronisk energibalanse (målt ved fettmasse). Derfor, mens du vil se vektøkning og vekttap som regulatorer nedenfor, kan du erstatte disse begrepene med under- og overmating.

Legg merke til at hoveddiskusjonen i dag har sentrert seg om de sentrale effektene av Leptin (i hypothalamus). Imidlertid har Leptin, som diskutert tidligere, også en rekke perifere effekter. De perifere effektene inkluderer følgende.

• I skjelettmuskulatur øker leptin fettoksidasjon og insulinfølsomhet, noe som forklarer en del av effekten på vektreduksjon.

• Leptin kan handle sammen med immunforsvaret siden dyr med mangel på leptin har redusert immunitet. Dette kan forklare en del av effekten av slanking på svekket immunfunksjon.

• Leptin kan spille en tillatende rolle i kvinnelig menarche siden det er et omvendt forhold mellom Leptin-konsentrasjoner og alderen til første menstruasjon. Dette betyr at jenter med mer kroppsfett (og høyere Leptin-konsentrasjoner) kan ha første menstruasjon raskere enn slankere jenter.

• Leptinkonsentrasjoner og testosteronkonsentrasjoner er omvendt proporsjonale gjennom det normale testosteronområdet. Dette betyr at når Leptin går opp, testosteron ned. Omvendt, når Leptin går ned, går testosteron opp. Dette burde ikke være noen overraskelse, da menn med veldig overvekt ofte er hypogonadale. Du bør imidlertid lure på hvorfor de som er ekstremt magre ofte er hypogonadale også.

• Paradokset med dette forholdet er at leptin er delvis ansvarlig for å øke GnRH-sekresjonen samt LH-, FSH- og testosteronsekresjon. Derfor vil det i svært lave konsentrasjoner være en forekomst av hypogonadisme. Men veldig høye konsentrasjoner, Leptin hemmer direkte testosteronfrigivelse (leptin reduserer T-sekresjonen fra testis, selv til tross for økt GnRH-aktivitet), og forårsaker igjen hypogonadisme. Derfor vil de beste Leptin-konsentrasjonene være i det lave normale området. Ikke tilfeldig, dette skjer vanligvis hos de magre personene som er godt matet.

I tillegg til disse perifere effektene har Leptin vist følgende interaksjoner med andre hormoner:

• Leptin øker GnRH ved hypothalamus

• Leptin reduserer testosteron ved testis

• Glukokortikoider øker plasma-leptin

• SNS-aktivitet (adrenalin) reduserer plasmaleptin

• Testosteron reduserer plasmaleptin

• Insulin virker med leptin ved å stimulere de samme nevronpopulasjonene

• Insulin øker Ob-genuttrykk

• Ghrelin konkurrerer sentralt med leptin, med motsatte handlinger som leptin

• Leptin og insulin sensibiliserer bakhjernen for det anoreksige hormonet CCK

• Følgende adipocytokiner (hormoner frigjort fra fett) kan også samhandle med leptin:

Resistin - adipocytokin som kan regulere insulinfølsomheten

Adiponectin - forbedrer insulinfunksjonen - øker med insulin og avtar med fedme - øker UCP2 i muskler - øker fettsyretransportørproteinet - øker acyl CoA-oksidase - reduserer triglyseridinnholdet i lever og muskler

Adipsin - finnes i proporsjon til fettvekst - kreves for syntese av ASP (acyleringsstimulerende protein - er involvert i opptak og forestring av TAG og FA) - stimulerer TAG-syntese mer enn insulin

Hva er den lyden?? Å, det er bjellen! Jeg vil raskt oppsummere denne ukens leksjon. Først og fremst frigjøres Leptin fra mange perifere vev, men den største spilleren er hvit fett. Når Leptin er utgitt, har det alle slags forskjellige effekter på kroppens perifere systemer, hvorav mange bare kommer til syne. Disse perifere effektene inkluderer interaksjoner med mange hormoner i kroppen, samt interaksjoner med skjelettmuskulaturen, immunforsvaret og reproduksjonssystemet. Leptin virker også sentralt for å røre opp en nevrotransmitter suppe av måltidstimulerende og måltidreduserende kjemikalier. Disse sentrale og perifere effektene er viktige å forstå, da de i siste instans er ansvarlige for metabolske endringer med fôring så vel som vektøkning og tap.

Så klassen blir nå avskjediget for denne uken. Men ikke gå glipp av neste ukes forelesning. Jeg vil gjennomgå noen av de viktige fôringsstudiene og diskutere nyere data som viser hvordan rekombinante Leptin-injeksjoner faktisk kan bidra til å forhindre metabolsk tilbakegang forbundet med slanking.