1994年Zhang等采用定位克隆技术对小鼠的肥胖基因ob和人类的同源序列进行了分子克隆序列测定瘦素.docx

1994年Zhang等采用定位克隆技术对小鼠的肥胖基因ob和人类的同源序列进行了分子克隆序列测定瘦素（Leptin）是肥胖ob基因编码的多肽激素，主要由脂肪细胞分泌是一种由167个氨基酸组成的蛋白质对控制摄食和能量消耗起着重要作用.瘦素可能通过血脑屏障与下丘脑的特异性受体结合而发挥生理作用。它可通过抑制食欲减少能量摄取必增加能量消耗财中制脂肪合成等等途径调节机体脂肪的沉积。有研究表明瘦素不仅与肥胖密切相关也与血脂酿岛抵抗。 大量研究显示，脂肪组织是一个活跃的代谢器官，除了储存甘油三醋之外，还能分泌不同的脂肪因子，如脂联素(adiponectin )和瘦素(leptin) 。近年来，随着对肥胖研究的深入，研究者发现脂肪组织不再仅仅作为一个能量的储存器官发挥作用，而且是一内分泌器官，它能分泌多种蛋白质一如脂联素、脂素、补体C3、肿瘤坏死因子a C TNF- a)等。这些蛋白质在血糖、脂类代谢以及能量平衡的调节和维持中起着重要的作用。 Leptin既可以作为脂肪组织的传入信号作用于下丘脑等中枢神经部位，又可直接作用于外周组织和器官，通过增加人体或动物的能量消耗，同时降低食欲，抑制脂肪细胞的合成等作用使体重下降。 关于血中Leptin水平受长期运动锻炼的影响己有大量报道，但研究结果并不完全一致。Gutin 9研究发现经过16周的运动锻炼后，超重儿童血Leptin水平下降，并且训练前后血浆Leptin含量都与体脂含量呈正相关。Rya。等10以女糖尿病病人为研究对象发现，为期6个月的运动锻炼后，病人体脂量下降，瘦素减少。但也有不同观点，Kiaemer等11以肥胖妇女为研究对象，经过9周的有氧训练，测定发现受试者血浆Leptin水平没有变化，DirlewangerD z7Dirlewanger也报道胖妇女进行9周的有氧训练后，血浆无明显变化，而张缨00研究还发现，长期有氧游泳运动使健康大鼠血瘦素水平出现升高现象。虽然研究结果不是十分一致，但是越来越多的实验结果表明长期运动对血Leptin水平有一定的影响，大多研究结果倾向于长期有氧运动会引起血中Leptin水平下降。9Gutin B Qamsy L Barbeau P,et al. Plasma leptin concentration in obese children;changes during 4一moperiod with and without physi-cal trainingJ.Am.Clin,1999,69 :388一394.10ltvan AS,Elahi D.The effects of acute hyperglycemia and hyperin- sulinemia on plasma leptin levers: its relationships with body fat,visceral adiposity, and age in womanJ.J Clin Endocrinol Metab, 1996,81:4433一4443.11 Kiaemer RR, Kraemer GR, Acevedo EO, et al. Effects of aerobic exercise on serum leptin levels in obese womenJ.Eur ,J Appl 1hysiol,1999, 80:154-158.12 Dirlewanger, V Di, Vetta V,et al. Effect of moderate physical activity on plasma leptin concentration physical and occupational in humansJ.Appl Physiology and Occupational .Physiology,1999, 79331-33S. H ickey等43报告经过12周禁食有氧运动4天/周30-45m们次青年女性虽然体脂没有明显下降但瘦素水平显著下降而对青年男性则没有影响。可见运动对女性瘦素水平的影响比对男性大43H ICKhY M S HOCM ARD JA CONSINP R V et al.Gender dependent Effects of Exercise Training on Serum Leptin Levels in Hum ans J.Physiol hndocrinol Metab,1997,272:562-566. 1目前对运动与瘦素关系的研究较多以动物或竞技运动员为受试者而运动医学研究肥胖的一个重要口的在于为肥胖的治疗提供有效的运动手段人的肥胖与减肥跟动物有很大的不同因此应更多地把非运动员的普通肥胖者作为受试对象.瘦素(LEP)由饱和性转运系统运输至中枢神经，调节食欲、控制食物摄入。在外周，LEP调节胰岛素敏感性和通过刺激TNF- a、IL-6和IL-12的产生增加炎症反应。黄波、周伟东. 脂联素及瘦素与慢性肾脏病关系的研究进展 LEP是通过定位克隆ob/ob小鼠发现的，由人瘦素基因编码的产物10。瘦素以单体的形式存在于血浆中，通过其短型受体(Ob-Ra)的运输作用，穿过血-脑屏障，作用于下丘脑长型受体(Ob-Rb )，可以调节食欲和能量消耗，以维持体脂平衡。也增加交感神经活动，促进胰岛素利用和改善胰岛素敏感性。循环LEP水平反应脂肪能量储备和能量摄入的变化，和体内脂肪含量正相关11，通常在肥胖病人含量升高，这点和ADPN相反。肥胖人群高瘦素血症可能由瘦素抵抗引起，和瘦素长型受体受损或诱导抑制瘦素信号的下调、以及通过血脑屏障的改变有关12。同ADPN一样，晚期CKD病人血浆LEP水平明显升高，这和肾功能衰竭减少LEP清除有关，成功肾移植后血浆LEP水平明显下降13。前瞻性WOSCOPS研究报道普通人群LEP水平升高增加心血管疾病的相对风险.与脂肪含量无关13。然而，ESRD病人高LEP血症的作用存在矛盾研究结果。 10 Zhang Y, Proenca R, Maffei M, et al. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologueJ. Nature,I994,372(6505):425-432.11 Considine R V, Sinha M K, Heiman M L, et al. Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humansJ. N Engl J Med,1996,334(5):292-295.12 Myers M G, Cowley M A, Munzberg H. Mechanisms of leptin action and leptin resistanceJ. Annu Rev Physio1,2008,70:537-556. Leptin是肥胖基因(Obese gene OB)编码，167个氨基酸残基组成，主要由旨肪组织分泌的一种具有重要生物活性蛋白质多肤34。瘦素通过与下丘脑部位长型受体结合，影响多种神经内分泌激素分泌，引起食欲降低和机体能量消耗增加，促进脂肪分解。瘦素的外周作用包括调节糖代谢，抑制胰岛素的分泌，参与炎症反应、损伤修复、肿瘤发生的病理过程35-39 o Leptin通过与OB-R相互作用发挥生物学效应，而受体后水平的信号传导是实现其功能的关键环节。OB基因mRNA的表达受到OB基因启动子C/EBP a C CCAAT/enhancer binding protein-alpha, CCAAT框增强子结合蛋白a)的调节。当CIEBP。与OB基因含C/EBP。的结合位点的DNA序列结合后可使Leptin的转录活性增加23倍。OB-R属于I类细胞因子受体家族，其信号传递通路主要通过酪氨酸激酶CJanus kinase , JAK )/信号转导转录活化因子(Signal transducer and activator oftranscription, STAT)通路调控靶基因的转录39 o B-Rb胞外片段长816个氨基酸，跨膜片段长23个氨基酸，胞内片段长304个氨基酸，并包含有JAK.的结合位点(boxl, box2)和可诱导STAT3磷酸化的特异性区域box3，即YXXQ序列，是唯一能激活JAK/ STAT通路、调节靶基因的转录，进行信号转导，调节能量摄入和能量消耗的异形体。动物实验表明，Leptin在下丘脑的信号传导主要涉及JAK2/STAT3通路。OB-R配体与OB-Rb结合使OB-Rb细胞内的酪氨酸残基磷酸化，并通过转磷酸作用活化JAK2。磷酸化的OB-Rb形成了一个STAT3单体连接的位点，STAT3是一个潜在的细胞浆转录因子，STAT3一旦到达受体，在C端的705位点被JAK2磷酸化，使STAT3形成同型或异型二聚体，并转移定位到细胞核，与特定基因启动子区域的DNA元件或其他的转录因子或附属的蛋白相互作用，调节靶基因的转录。34 Tsujimoto Y, Shoji T, Tabata T, et al. Leptin in peritoneal dialysate from continuous ambulatory peritoneal dialysis patientsJ.Am J Kidney Dis, 1999,34(5): 832-838.35 La Cava A, Alviggi C, Matarese G. Unraveling the multiple roles of leptin in inflammation and autoimmunityJ. J Mol Med (Bert), 2004, 82(1): 4-11.36 Peelman F, Waelput W, Iserentant H, et al. Leptin: linking adipocyte metabolism with cardiovascular and autoimmune diseasesJ. Prog Lipid Res, 2004, 43(4):283-301.37 Tsai J P, Tsai C C, Liu H M, et al. Hyperleptinaemia positively correlated with metabolic syndrome in hemodialysis patientsJ. Eur J Intern Med, 2011, 22(6):el105-el109.38 Beberashvili I, Sinuani I, Azar A, et al. Longitudinal study of leptin levels in chronic hemodialysis patientsJ. Nutr J, 2011, 10: 68.39 Scholze A, Tepel M. Role of leptin in reverse epidemiology in chronic kidney diseaseJ. Semin Dial, 2007, 20(6): 534-538.40 Taskapan M C, Taskapan H, Sahin I, et al. Serum leptin, resistin, and lipid levels in patients with end stage renal failure with regard to dialysis modalityJ. Ren Fail, 2007, 29(2): 147-154.1.4瘦素抵抗(Leptin resistance ) 现在大量研究证明，瘦素含量与体重，体脂含量正相关，随着体重、脂肪含量的增加，瘦素含量会逐渐增高，但是此时瘦素并没有起到这个浓度下应有作用，不能有效的调控体重，此时身体对瘦素发生抵抗现象，有相关实验证明，当血清瘦素增加到一定浓度后，脑脊液的瘦素含量不会随血清瘦素的浓度的增加而增加，这样的现象的表明瘦素拮抗的开始，生物体内瘦素虽然不断增加但是不会起到对下丘脑调节的作用，部分学者认为这是瘦素抵抗的原因之一。部分学者认为瘦素含量达到一定浓度后无法有效进入大脑屏障是因为短受体亚型(OB-Ra Subtype)受体基因表达减弱所致，由于大脑屏障一重要转运瘦素媒介受体OB-Ra亚型受体的减少而导致了瘦素无法正常进入生物体大脑屏障，从而使得生物体内瘦素无法发挥应有的作用，无法达到对体重控制的作用。学者Halaas等通过实验得出经过高脂膳食喂食后大鼠血清瘦素浓度明显增加，而且发生了瘦素抵抗且对外源性瘦素并无反应，但是脑血管中OB-RNA却产生出更多的受体蛋白31,32。31 Halaas JL, Boozer C, BlairWest J, etal. Physiological response to long terrnperipheral-and central leptin infusion in lean and obesemiceJ. ProcNatlAcad SciUSA, 1997, 94 (16):8878-8$83.32J El Haschimik, PierrozDD, Hileman SM, et al. Two defects contributetohy pothalamic leptin resistance inmicewith diet induced obesitJJ.JCIin Inv,2000,105(12):1$271832. 在当今社会中，肥胖会引起许多不必要的问题，首先是肥胖所引起的各种相关的疾病，现在研究表明，脂肪含量过高会间接的引发糖尿病，高血压，动脉硬化，高血脂等多种疾病，肥胖的背后往往隐藏着脂肪含量过高对身体所引起的不良反应，其次是由于肥胖所引起的种种不便。因此在在社会中减肥一再被提及，成为一个社会的热门话题，减肥也丛生了各种各样的商业机构，从减肥俱乐部到减肥药物，而且减肥一直是一件说着容易但是实际操作较为困难的事情。 运动减肥方面现在已经较为成熟，不另做详细讨论，简单来说在体内能量代谢中，首先动用的是储存在体内的磷酸原系统，但是一般认为此系统只可以支持极短的时间，然后人体主要代谢的能量为体内糖分，一般情况的下的短时运动，消耗的主要是糖分，很少会动用脂肪组织，因此对于减肥者来说，如果需要减轻体重需要的更为长时间的小负荷练习，只有当运动量，运动时间达到一定水平之后，由于人体体内糖分的大量减少，才被迫的使用脂肪组织，因此在针对减肥的运动来看，耐力性长时间的运动有助于体重的减轻。 对于瘦素抵抗，可能跟瘦素与瘦素受体饱和度有直接关系，在瘦素浓度低的时候，控制体重的变量是由瘦素含量来决定的，瘦素的含量增加相应对应了调控力度的增加，此时外源性瘦素是发挥作用的，且体重维持在较为合理的程度，但是当瘦素浓度增加至一定浓度时，对瘦素作用是否有效发挥的变量因子不在是瘦素本身，而是受体本身，这时瘦素的浓度已经完全有能力覆盖抗体数量，变量由瘦素本身调控逐渐过渡到以抗体为主角的地步，虽然瘦素含量依然变化但是瘦素不会对人体体重起决定性作用，调控的责1.2.1瘦素对脂肪、蛋白质及糖的生理调节口前，瘦素与脂肪代谢的关系已经非常清楚，其具有抑制食欲、减少能量摄取、增加能量消耗以及抑制脂肪合成的作用。1.2.2瘦素与脂肪、蛋白质及糖的代谢异常在病理方而，脂肪、蛋白质以及糖类所表现的疾病主要是脂肪过剩、脂肪代谢障碍、营养不良和糖尿病。1. 2. 2.1瘦素与脂肪代谢异常早在1996年，Considinc等用放射免疫方法测定血瘦素水平，发现肥胖个体血循环中瘦素水平升高，但不能发挥其抑制食欲、降低摄食和增加脂肪消耗等正常的生理功能。他们提出了“瘦素抵抗”的概念，即在肥胖动物体内，脂肪组织分泌至血液循环的瘦素虽然增加，但机体对瘦素的反应减弱，致使瘦素不能发挥其正常的生理功能。瘦素抵抗的发现，为肥胖机制的研究以及认识提供了思路。Sehulze等认为，瘦素抵抗的标志是血液中可溶性瘦素受体浓度偏低以及结合型瘦素浓度偏高。血液中的瘦素与可溶性瘦素受体结合成为一种无活性的复合物，即结合型瘦素，导致进入下丘脑的游离瘦素水平下降，从而抑制瘦素与下丘脑的长型瘦素受体结合Czol瘦素因此不能发挥抑制食物摄取、增加能量消耗、维持体内能量平衡的作用，从而导致肥胖。但2012年，Engineer和(;aroi。C. iarcia指出，通过血脑屏障瘦素水平的减少并不会影响下丘脑瘦素信号通路的细胞内信号转导，也就是说血液游离瘦素含量的减少不会影响其在下丘脑发挥相应的生理作用，瘦素抵抗与肥胖机制的相关性因此受到质疑，尚有待进一步研究。瘦素与糖代谢异常研究显示糖尿病患者血清瘦素水平显著升高，提示糖尿病患者同时存在高瘦素血症，瘦素与2型糖尿病的发病可能有一定关联28。但瘦素与糖尿病发病机制的具体联系仍有待进一步阐明。国外有研究报道，瘦素对于1型糖尿病有潜在的治疗作用:在非肥胖的1型糖尿病大鼠，单独应用瘦素或配合小剂量胰岛素可通过抑制胰高血糖素血症来逆转异常状态;此外，瘦素治疗可以使一系列广泛的多种化学种类的肝脏中间代谢产物恢复正常水平，包括酞基肉毒碱、有机酸(三竣酸循环中间体)、氨基酸、酞基辅酶A 29。瘦素作用于成年型多基因肥胖和2型糖尿病大鼠可以使空腹血糖恢复正常，降低糖化血红蛋白、胰高血糖素、三酞甘油浓度以及减少肝糖异生所需酶的表达30。此外，在基因治疗的帮助下，对各种动物模型的下丘脑提供瘦素可以成功防治前期的高胰岛素血症后遗症、胰岛素抵抗、高血糖症以及2型糖尿病21。 28郑建询.2型糖尿病患者瘦素水平及与胰素抵抗的关系J福建医药杂志，2012,34(1) :77-79.29Wanga MY，ChenaL, Clarka GO, et al. Leptin therapy in insulindeficient type I diabetes J.Proc Natl Acad Sci USA, 2010,107(11):4813-4819.30Cummings BP, Bettaie A, Graham ,JL, et al. Subcutaneous administration of leptin normalizes fasting plasma glucose in obese type 2 diabetic UCD-2DM ratsJ.Proc Natl Acad Sci USA, 2011,108(35):14670-46752运动对瘦素的影响 Sartorio等研究发现短期节食并进行有氧或力量性运动可引起身体成分的改变和抑制瘦素的过量表达。Maestu等对12名国家级划艇运动员进行3周运动量最大限度递增训练再进行2周的运动量递减训练结果发现,运动量提22后血清瘦素水平降低8，性激素升高9运动量再次增加25时，瘦素进一步降低35，性激素则无任何改变，生长激素仅在第1周出现明显增加，如运动量减少50，瘦素仅增加29，而性激素性长激素却恢复至训练前水平，整个运动过程中糖皮质激素保持相对稳定18。因此与其他激素相比瘦素对快而显著的运动量变化更具敏感性。故空腹血清瘦素水平可作为高水平划艇运动员力竭训练时新陈代谢适应性改变的主要信号。吴军发等通过研究证实运动能明显降低OLFTF大鼠的血清瘦素浓度19，并推测这一改变可能是由于运动时交感神经兴奋血液循环中的儿茶酚胺增多并作用于肾上腺素受体而降低瘦素的分泌20。同时运动还可使脂肪动员增加，体脂量降低，从而减少脂肪组织自我分泌瘦素。 Gipini等通过对8名体重指数body mass index BMI27kg/m2的力量性训练运动员。10名活动量较少的男性肥胖者BMI27kg/m2和12名活动量较少的正常男性BMI22-25kg/m2的对比研究发现，抵抗性运动训练不改变糖利用率但可提高胰岛素敏感性,降低血清瘦素浓度高,BMI引起的胰岛素抵抗也仅发生在异常肥胖的个体。张国莉等研究发现，运动减肥后瘦素抵抗作用得到改善，体脂可能是影响瘦素含量的因素，但不是唯一因素。张国莉、陈文鹤.运动减肥对男性肥胖青少年血清脂联素和瘦素的影响3运动与瘦素的关系长期运动训练对血瘦素水平的影响，实验结果显示运动能导致血瘦素水平下降，且与体脂量减少呈正相关。Cohort等l4研究表明，健康老年女性受试者先进行2个月柔韧性训练，接着9个月行走+慢跑+爬楼梯的有氧训练，结果血瘦素水平降低，且与体脂量减少密切的线性关系。Essl等l5检测到29个马拉松运动员的血瘦素浓度显著低于久坐而缺乏体力活动的对照组，体脂绝对量和百分比也明显低于对照组。而以每公斤体脂计算的血瘦素浓度值与对照组间无显明差异。他们认为即使体脂含量极低的运动员，体脂百分比仍是决定血瘦素水平的最强有力的因素。Essl等l5报道以75% VOz、完成两组自行车运动，24 h内血浆瘦素浓度无明显变化，但运动后48 h测得血浆瘦素水平比运动前约降低30%，运动是达到降体质量的重要手段。研究已经证明，长期有氧运动可以使肥胖机体体脂重量和百分比降低，瘦体质量增加，体质量指数下降，胰岛素下降，糖耐量改善mo。在运动中骨骼肌仅将25%左右化学能转变成为机械功，其余75%都变为热能散发掉，因此，在能量平衡中是增加能量流出的主要因素四。报道显示，肥胖者脂肪组织(h mRNA表达和血瘦素增加，并与肥胖度呈正相关z。他们往往同时存在高胰岛素血症，表现胰岛素抵抗。注射瘦素于小鼠可以减少胰岛分泌胰岛素，增加胰岛素的敏感性，逆转肥胖。运动也可提高机体对胰岛素的敏感性，减轻胰岛素抵抗，因而推测运动可能与脂肪细胞(1)基因表达及血清瘦素水平有关。Hickey等的研究发现，以70%VOz、二一次性踏车跑20英里，没有引起血清瘦素的变化，而且运动前后的瘦素水平都较低。有人对97名无训练普通人进行1012 min急性运动试验后，发现其血清瘦素未发生有意义的变化l4。这些研究初步表明急性运动对有训练或无训练的人血清瘦素都没有明显