Relația dintre leptină și zinc: în reglarea aportului alimentar și a imunității

zinc

Abdulkerim Kasim Baltaci, Rasim Mogulkoc
Departamentul de Fiziologie, Școala de Medicină Selcuklu, Universitatea Selcuk, Konya, Turcia

Data publicării web4-ianuarie-2013

adresa de corespondenta:
Abdulkerim Kasim Baltaci
Departamentul de Fiziologie, Școala de Medicină Selcuklu, Universitatea Selcuk, 42075, Konya
Curcan

Sursa de asistență: Nici unul, Conflict de interese: Nici unul

DOI: 10.4103/2230-8210.105579

Abstract

Cuvinte cheie: d0 reglare ietară, imunitate celulară, leptină și zinc


Cum se citează acest articol:
Baltaci AK, Mogulkoc R. Relația dintre leptină și zinc: în reglarea aportului alimentar și a imunității. Indian J Endocr Metab 2012; 16, Suppl S3: 611-6

Cum se citează această adresă URL:
Baltaci AK, Mogulkoc R. Relația dintre leptină și zinc: în reglarea aportului alimentar și a imunității. Indian J Endocr Metab [serial online] 2012 [citat 17 decembrie 2020]; 16, Suppl S3: 611-6. Disponibil de la: https://www.ijem.in/text.asp?2012/16/9/611/105579

Leptina este un hormon descris recent cu structură proteică. Este sintetizat și eliberat de țesutul adipos. [1] Leptina, care transportă informațiile despre rezervele de energie ale corpului către creier, controlează aportul de alimente acționând asupra NPY, care exercită un efect de creștere a aportului de alimente prin intermediul receptorilor relevanți din hipotalamus. [1] Există o dovadă din ce în ce mai mare care evidențiază importanța leptinei, care este un hormon cheie în reglarea greutății corporale și a nutriției la animale și la oameni. [1], [2] Zincul, despre care se știe că joacă roluri extinse și esențiale în sistemul mamiferelor, este acceptat ca un oligoelement care este crucial în creșterea oamenilor și a multor specii de animale. [3] Se spune că zincul este implicat în metabolismul grăsimilor, rezistența la insulină și obezitate, în timp ce deficiența de zinc la animale se pretinde că are ca rezultat anorexie, scădere în greutate, eficiență alimentară slabă și afectare a creșterii. [3], [4] Zincul, un oligoelement esențial, are, de asemenea, un rol în reglarea poftei de mâncare. [3], [4], [5] Faptul că indivizii obezi au un nivel scăzut de zinc și de leptină ridicată sugerează că există o relație între zinc și nutriție și, prin urmare, și între zinc și leptină.

O evaluare generală a informațiilor prezentate mai sus sugerează că există relații complexe între aportul de alimente, leptină și zinc pe de o parte și între imunitatea celulară, leptină și zinc pe de altă parte. Prezența rapoartelor care indică faptul că zincul ar putea fi un mediator al producției de leptină este o dovadă semnificativă care susține acest punct de vedere. Scopul prezentei revizuiri a fost de a atrage atenția asupra posibilei relații dintre zinc și leptină în reglarea dietei și imunitatea celulară.

Hormonul concentrator de melanocite (MCH) este un neuropeptid care acționează pentru creșterea nutriției. [15] Nivelul de ARNm de MCH este crescut la șobolanii obezi și este restabilit la normal după administrarea de leptină. [15]

Receptorii de leptină s-au arătat în neuronii hormonului de eliberare a corticotropinei (CRH) din nucleul paraventricular (PVN), care are un efect inhibitor asupra consumului de alimente. Leptina crește mRNA CRH în PVN și stimulează producția de CRH. [16]

Se știe că creșterea secreției de noradrenalină după stimularea sistemului simpatic duce la pierderea în greutate. Leptina determină o creștere a consumului de energie, jucând un rol cheie în stimularea sistemului simpatic. [17]

Există, de asemenea, o relație între insulină și leptină. Cantitățile circulante de leptină scad în timpul foametei, în timp ce nivelurile de leptină au fost observate crescând la șobolanii hrăniți cu carbohidrați. Prezența receptorilor de leptină în celulele β ale pancreasului indică faptul că leptina influențează sinteza insulinei prin feedback negativ. [18]

Zincul are o parte importantă în reglementarea nutriției. Deficitul marginal de zinc este asociat atât cu scăderea poftei de mâncare, cât și cu masa corporală scăzută și ambele situații negative pot fi corectate cu suplimentarea cu zinc. [19] Modificările în sensul gustului sunt acceptate ca efect semnificativ al zincului asupra poftei de mâncare. [19] Cu toate acestea, cel mai larg acceptat mecanism este că modificările apetitului rezultă din modificările generale sau locale ale concentrațiilor neurotransmițătorilor la nivelul hipotalamic asociate cu ajustările nivelurilor de zinc. [20] Se știe că deficiența de zinc provoacă anorexie specifică și profundă la animalele experimentale. Mai important, suplimentarea cu zinc a șobolanilor hrăniți cu o dietă cu deficit de zinc aduce un efect crescând asupra masei corporale fără grăsimi. [19], [20] Caracteristicile observate în deficiența de zinc, cum ar fi lipsa poftei de mâncare, pierderea în greutate, întârzierea creșterii și amenoreea sunt toate observate la pacienții cu anorexie nervoasă (AN). [21] Prin urmare, sa raportat că deficiența de zinc a contribuit la simptomele AN. [21] Restaurarea greutății corporale în procesul de recuperare a AN ar trebui să includă în mod necesar zinc adecvat în dietă. De fapt, nivelurile de zinc din hipotalamus s-au dovedit a scădea în AN, în timp ce suplimentarea cu zinc a crescut greutatea corporală. [21]

Dinorfina este o peptidă opioidă a cărei infuzie intracerebrovasculară stimulează aportul de alimente la șobolani. [25] Într-un studiu, perfuzia de 1 și 10 μg de dinorfină în ventriculul drept a determinat șobolanii adecvați zincului să răspundă la consumul de alimente cu o creștere dependentă de doză. Șobolanii cu deficit de zinc nu au răspuns la infuzia de 1 μg dinorfină, în timp ce răspunsul lor la 10 μg dinorfină s-a dovedit a fi destul de scăzut în comparație cu răspunsul șobolanilor cu zinc adecvat. [25] Într-un studiu care a evaluat relația dintre naloxonă și zinc ca indicator al siturilor receptorilor de peptide opioide, s-a demonstrat o afinitate ridicată pentru naloxonă în membranele țesutului cerebral ale șobolanilor cu deficit de zinc. [25]

Zincul este un puternic modulator al legării aminoacizilor de receptorii asociați cu neurotransmisia. [25] Prezența zincului este o condiție necesară pentru sinteza proteinelor necesare producției de acid γ-aminobutiric (GABA), despre care se știe că stimulează consumul de alimente. Receptorii care sunt formați din subunitățile α și β ale GABA sunt deosebit de sensibili la zinc. Essatera, și colab. [25] a investigat relația dintre efectele centrale ale muscimolului, un agonist al acidului γ-aminobutiric (GABA) și zinc și nutriție. Administrarea acestei substanțe nu a provocat niciun efect stimulativ asupra consumului de alimente la șobolanii cu deficit de zinc. În consecință, cercetătorii în cauză au ajuns la concluzia că răspunsul alimentar redus la acești șobolani a fost asociat cu scăderea răspunsului receptorilor din creier din cauza deficitului de zinc. [25]

Zincul este necesar pentru sinteza serotoninei, care este un neurotransmițător critic. [26] Serotonina stimulează senzația de sațietate și reduce consumul de alimente. [26] În mod similar, activarea dopaminei scade consumul de alimente. [27] Cu toate acestea, s-a demonstrat că administrarea de doze mari de zinc inhibă legarea dopaminei la receptorii D 1 și D 2, care sunt importante în efectul de inhibare a aportului alimentar al dopaminei. [26] Aceste rezultate aparent contradictorii în relația dintre neurotransmițători și zinc sugerează că zincul poate juca un rol regulator în aportul de alimente prin intermediul neurotransmițătorilor.

Zincul este, de asemenea, asociat cu hormoni tiroidieni care au efecte critice asupra ratei metabolice. [28] Deficitul de zinc inhibă eliberarea TSH în hipofiza anterioară și determină o scădere a nivelului de hormoni tiroidieni. [28] Zincul este, de asemenea, implicat în structura enzimei 1,5-deiodinazei care transformă T 4 în T3. [28]

Zincul se găsește în celulele α și β ale pancreasului. [29] Zincul este necesar în special în celulele β pentru producerea, depozitarea și eliberarea insulinei. [29] S-a demonstrat că secreția de insulină scade în deficit de zinc. [29] Zincul crește activitatea căii de semnalizare a insulinei. [29] In vivo deficitul de zinc determină atât o scădere a secreției de insulină, cât și o reacție celulară redusă la insulină. [30] Prin urmare, deficitul de zinc poate reduce expresia genei ob stimulată de insulină.

Studii recente care explorează relația dintre zinc și leptină demonstrează că zincul poate avea un impact critic asupra secreției de leptină. [31] Chen, și colab. [32] au găsit leptină crescută și niveluri reduse de zinc, precum și o creștere semnificativă a excreției urinare de zinc la șoareci cu obezitate indusă de zaharoză. [32] Suplimentarea cu zinc la șoarecii obezi din același studiu a determinat o creștere suplimentară a nivelului de leptină și restabilirea obezității indusă de zaharoză. [32] Autorii au sugerat în studiul lor că rezistența la leptină care a apărut în obezitate ar fi putut rezulta din deficiența de zinc. [32] În acest caz, zincul poate afecta direct expresia genei leptinei sau poate produce indirect producția de leptină prin creșterea utilizării glucozei în țesutul gras. S-a raportat că deficiența de zinc a inhibat secreția de leptină din țesutul gras, în timp ce suplimentarea unei doze fiziologice de zinc a crescut atât nivelul de leptină, cât și aportul de glucoză la șoareci cu hiperglicemie indusă de streptozotocină (STZ). [33]

Relația dintre zinc și leptină a fost examinată la nouă persoane sănătoase care aveau deficit de zinc indus de dietă. [36] S-a constatat că deficitul de zinc inhibă în mod semnificativ secreția de leptină din țesutul gras și nivelurile de IL-2 și TNF-α au scăzut paralel cu nivelurile de leptină inhibate. S-a observat că suplimentarea cu zinc a acestor indivizi duce la o creștere semnificativă a secreției de leptină, împreună cu o creștere critică a concentrațiilor de IL-2 și TNF-α. În studiul în cauză s-a concluzionat că există o corelație pozitivă între zinc și leptină și că acest efect al zincului asupra leptinei ar putea fi mediat de niveluri crescute de IL-2 și TNF-α. [36] Această opinie care susține că zincul este un regulator al concentrației de leptină la om este susținută de rezultate similare în studiul realizat de Chen, și colab. [37] În consecință, există o corelație pozitivă între zinc și leptină. Aceste rezultate pot avea implicații importante în clinică.

Datorită similitudinii receptorilor de leptină și leptină cu citokinele, leptina poate fi clasificată și ca citokină. [38] S-a susținut că leptina ar putea avea un rol fundamental în producerea și menținerea răspunsului imun. Leptina seamănă structural cu IL-2 și IL-6 și este un factor critic de creștere a celulelor T. [39] Prin urmare, deficitul de leptină crește predispoziția la infecții și această creștere este asociată cu afectări ale producției de citokine. [40] Prezența receptorilor de leptină în limfocitele CD +4 și CD +8 este, de asemenea, o dovadă a relației dintre leptină și funcțiile imune. [41] Leptina stimulează funcțiile timice și proliferarea celulelor CD +4 -T și are un efect stimulator asupra celulelor Th1 și un efect inhibitor asupra celulelor Th2. [41] Joacă un rol substanțial în activarea celulelor Th1 și niveluri ridicate de IL-2, IFN-γ și TNF-α, care sunt produse Th1, în răspunsul imun celular la infecții. [41], [42] Leptina exercită un efect stimulativ crucial asupra producției de citokine în cauză de către Th1. [40], [41], [42] Faptul că activarea celulelor NK natural killer (NK) răspunde la stimularea leptinei demonstrează, de asemenea, că leptina este implicată în mod critic în activarea celulelor NK. [41], [42]

Timulina leagă zincul și îl transportă la limfocitele T la niveluri de pg/ml. [49], [50] Factorii care stimulează secreția complexului zinc-timulină de către TEC sunt zincul și IL-1. [49], [50] IL-1 funcționează în coordonare cu complexul zinc-timulină și susține producția de IL-2 și activitatea receptorului IL-2 (IL-2 r) în limfocitele T. [49], [50], [51] Crește producția de IFN-γ și TNF-α. [49], [52] Este posibil să spunem că un aspect critic al funcțiilor timice este ambalarea și transferul zincului în sistemul de celule T și că acest proces este un control neuroendocrin excelent, [49] deoarece zincul nu afectează doar celulele Th1 și citokinele secretate de acestea, dar și activarea celulelor NK. [49], [53]

Se observă că efectele zincului și leptinei asupra imunității celulare se concentrează în special pe celulele Th1 și pe secrețiile de citokine. Se știe că hormonul timulinei este necesar pentru secreția de celule Th1 și citokine și că timulina este un hormon dependent de zinc. [49], [50], [51] Prin urmare, zincul trebuie să aibă un rol substanțial în efectul leptinei asupra funcțiilor imune.

Cu toate acestea, lipsa studiilor despre relația dintre sistemul imunitar pe de o parte și leptina și zincul pe de altă parte este izbitoare. Toxoplasma gondii infecția a determinat o creștere a secreției de leptină fără modificări semnificative în greutatea corporală a șobolanilor. [54] Cu toate acestea, deficitul de zinc de 4 săptămâni a dus la o scădere semnificativă atât a greutății corporale, cât și a nivelului de leptină al animalelor infectate. Același studiu a raportat că suplimentarea cu zinc de 4 săptămâni a crescut secreția de leptină fără a modifica greutatea corporală a șobolanilor infectați (date nepublicate).

Pe baza rapoartelor publicate pe această temă, se poate concluziona că există relații complexe și critice între zinc și leptină în ceea ce privește reglarea atât a aportului alimentar, cât și a răspunsurilor imune celulare, dar că zincul poate juca un rol mai important în reglarea efectelor hormonului leptinic.