Chcesz wydać pracę habilitacyjną, doktorską czy monografię? Zrób to w Wydawnictwie Borgis – jednym z najbardziej uznanych w Polsce wydawców książek i czasopism medycznych. W ramach współpracy otrzymasz pełne wsparcie w przygotowaniu książki – przede wszystkim korektę, skład, projekt graficzny okładki oraz profesjonalny druk. Wydawnictwo zapewnia szybkie terminy publikacji oraz doskonałą atmosferę współpracy z wysoko wykwalifikowanymi redaktorami, korektorami i specjalistami od składu. Oferuje także tłumaczenia artykułów naukowych, skanowanie materiałów potrzebnych do wydania książki oraz kompletowanie dorobku naukowego.

© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 4/2010, s. 329-336
*Mariusz Grudniak1, Ewa Wolińska-Witort2, Jan Kochanowski1, Bogusława Baranowska2, Wojciech Bik2
Hiperleptynemia u chorych ze świeżym udarem niedokrwiennym mózgua)
Hyperleptinemia in patients suffering from acute ischemic stroke
1Klinika Neurologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
Kierownik Kliniki: dr hab. Jan Kochanowski, prof. WUM
2Zakład Neuroendokrynologii Klinicznej Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego w Warszawie
Kierownik Zakładu: p.o. dr med. Wojciech Bik
Streszczenie
Wstęp. Fakt odkrycia leptyny w 1994 roku, odegrał kluczowe znaczenie w aspekcie nowego postrzegania tkanki tłuszczowej, nie tylko jako rezerwuaru energetycznego ustroju, ale także jako źródła substancji biologicznie czynnych. Od tego czasu prowadzone są szeroko zakrojone badania tego peptydu. Celem niniejszej pracy była ocena poziomu leptyny u kobiet w ostrej fazie udaru niedokrwiennego mózgu (w 1. dobie od wystąpienia objawów klinicznych), jej korelacja ze wskaźnikami klinicznymi i biochemicznymi oraz porównanie z grupą kontrolną.
Materiał i metody. Materiał stanowiły kobiety w wieku 60-85 lat ze świeżo rozpoznanym udarem niedokrwiennym mózgu, jako pierwszym tego typu incydentem w życiu, po wykluczeniu innych ciężkich schorzeń. Kryterium włączającym była jedna lub kilka z następujących chorób przewlekłych: nadciśnienie tętnicze, cukrzyca i otyłość. Grupę kontrolną stanowiły kobiety bez udaru niedokrwiennego mózgu. Leptyna w surowicy oznaczana była metodą RIA. Ponadto oceniano parametry lipidowe, markery insulinooporności oraz dane antropometryczne.
Wyniki. Otrzymane wyniki poziomu leptyny w surowicy chorych były znamiennie wyższe w porównaniu z grupą kontrolną i dodatnio korelowały z insulinoopornością (mierzoną wskaźnikiem HOMA) oraz LDL cholesterolem. Nie stwierdzono natomiast znamiennych korelacji ze wskaźnikami klinicznymi otyłości mierzonymi za pomocą BMI i BIA.
Wnioski. Wykazano, że leptyna może odgrywać rolę w ostrej fazie udaru mózgu. Wyniki przeprowadzonych badań sugerują, iż zmiany poziomu leptyny w udarze niedokrwiennym są przede wszystkim związane ze wskaźnikami insulinooporności.
Summary
The discovery of leptin in 1994 resulted in a new look at the adipose tissue, not as a reservoir of energy only but also as a source of biologically active substances. Since then, studies on this peptide have been widely conducted.
The aim of this investigation was to evaluate the serum concentration of leptin in women with acute, first time ever ischemic stroke in the first 24 hours from the onset of clinical symptoms, and to correlate those levels with clinical and biochemical data.
Material and methods. The studied group consisted of women aged 60-85 with acute first time ever ischemic stroke episode but not having other serious diseases. However, the including criteria for this investigation were in addition at least one of the following: hypertension, diabetes or obesity. As the control group served women without stroke in medical history. Serum concentration of leptin was measured using RIA method. Lipid profile, insulin resistance markers and anthropometric parameters were also evaluated.
Results. We found markedly higher values of leptin in sera of patients suffering from stroke when compared to the control group. Leptin significantly correlated with insulin-resistance marker (HOMA IR) and LDL-cholesterol. There was no correlation with BMI or BIA.
Conclusions. Our results may suggest the possible role of leptin in acute phase of ischemic stroke. Serum concentration of leptin in ischemic stroke is mostly connected with insulin resistance.
Wstęp
Udar mózgu definiowany jest jako nagłe pojawienie się ogniskowego deficytu neurologicznego lub globalnych zaburzeń czynności mózgu, które – jeśli wcześniej nie spowodują zgonu – utrzymują się dłużej niż 24 h i nie mają innej przyczyny niż naczyniowa. Do głównych czynników ryzyka udaru mózgu zaliczamy wiek, który jest najistotniejszym czynnikiem niepodlegającym modyfikacji. Kolejnymi ważnymi czynnikami są płeć i rasa. Drugą grupę stanowią czynniki modyfikowalne, w których na pierwszy plan wysuwa się nadciśnienie tętnicze (1). Do innych modyfikowalnych czynników ryzyka zaliczyć należy: cukrzycę, migotanie przedsionków, chorobę wieńcową, zaburzenia gospodarki lipidowej, nikotynizm i alkoholizm (2). Wśród modyfikowalnych czynników ryzyka udaru mózgu wymienić należy jeszcze otyłość i brak aktywności fizycznej.
Przyczyną wystąpienia udaru mózgu jest występujące nagle zaburzenie przepływu krwi, czyli spadek perfuzji tkanki mózgowej, co wywołuje kaskadę niekorzystnych zdarzeń. Zaburzenia przepływu krwi mogą dotyczyć zarówno dużych, jak i małych tętnic. Główne tętnice mózgowe (duże naczynia) odpowiadają reakcją skurczową lub rozkurczową na zmiany wartości ciśnienia systemowego. Drobne naczynia mózgowe reagują głównie w odpowiedzi na ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla, poziom jonów wodorowych oraz ciśnienie parcjalne tlenu. Wysokie wartości pCO2 powodują poszerzenie naczyń. Rozległość ogniska martwicy niedokrwiennej zależy od miejsca niedrożności, a także od wydolności krążenia obocznego. Mózg potrzebuje około 150 mg glukozy oraz około 72 litrów tlenu na dobę. Zapewniane jest to dzięki skurczom serca, które wprowadzają do mózgu aż 20% objętości pompowanej podczas pojedynczego skurczu krwi (co stanowi 10-15 ml). Około 80% z tej objętości dociera do mózgu poprzez tętnice szyjne, zaś pozostała część poprzez tętnice kręgowe (3).
Z punktu widzenia fizjologii komórki najbardziej energochłonna, w związku z czym najbardziej wrażliwa na brak wysokoenergetycznych związków (tj. ATP), jest błonowa pompa sodowo-potasowa, która jako pierwsza ulega uszkodzeniu. Nieprawidłowe działanie tej pompy sprawia, że potencjał błonowy komórki zapewniany przez aktywny transport sodu i potasu jest zaburzony, co prowadzi do depolaryzacji błony komórkowej (tzw. depolaryzacja presynaptyczna). Proces ten sprawia, że uwalniane są aminokwasy, takie jak kwas glutaminowy, co prowadzi między innymi do pobudzania receptorów jonotropowych (tj. NMDA dla kwasu N-metylo-D-asparaginowego, czy AMPA dla kwasu alfa-amino-3-hydroksy-5-metylo-4-izoksalopropionowego) oraz metabotropowych (mGluR – receptor metabotropowy glutaminergiczny).
Przekaźniki te dają sygnał także innym komórkom i zapoczątkowują w nich reakcje prowadzące do apoptozy, choć te komórki mogą znajdować się także w strefie prawidłowego ukrwienia. Tak więc niedokrwienie prowadzi do śmierci komórek w mechanizmie nekrozy jak i apoptozy. W bezpośrednim sąsiedztwie pierwotnego ogniska niedokrwiennego tzw. core tworzy się obszar penumbry (półcienia). Obszar ten definiuje się jako tkankę mózgową, która ma zbyt mało zasobów energetycznych aby zachować prawidłową funkcję elektryczną, ale wystarcza jej na podtrzymanie prawidłowej czynności kanałów jonowych. Pozwala to na zachowanie integralności komórki (4, 5). Obszar ten jest celem leczenia fibrynolitycznego jak i szeroko pojętego neuroprotekcyjnego.
Ze względu na etiologię, istnieje kilka różnych podziałów udaru niedokrwiennego mózgu. Najistotniejszym z klinicznego punktu widzenia wydaje się być zaproponowany przez Adamsa i wsp. (6), gdzie udary niedokrwienne możemy podzielić na 5 grup. Zaliczamy do nich chorobę dużych naczyń (udar zakrzepowo-miażdżycowy), chorobę małych naczyń (udar lakunarny) oraz udar sercowo-zatorowy. Wyróżnia się również grupę, do której należą udary o innej etiologii oraz te o nieustalonej etiologii. Niestety najczęściej występuje ten ostatni i wynika to prawdopodobnie z niedoskonałości badań dodatkowych jakimi dysponujemy. Prawdopodobnie w tej ostatniej grupie znajdziemy leptynę. Sugeruje się, iż jej przewlekle podniesiony poziom może być niezależnym czynnikiem chorób sercowo-naczyniowych w tym również udaru mózgu, szczególnie u osób otyłych (7).
Kolejny podział udarów uwzględnia lokalizację ich ogniska. Wyróżnia się tu 4 główne obszary: 1) obszar całego przedniego unaczynienia (TACI), 2) obszar częściowy przedniego unaczynienia (PACI), 3) zawał zatokowy (LACI), 4) obszar tylnego unaczynienia (POCI). Objawy kliniczne będą różne w zależności od dotkniętego naczynia (8).
Zapadalność na udar mózgu kształtuje się na poziomie 30-300 przypadków/100 tys. populacji/rok w zależności od części świata (9). Dane epidemiologiczne wskazują, iż w Polsce zapadalność u kobiet kształtuje się na poziomie 125/100 tys./rok i 177/100 tys./rok u mężczyzn (10). Niestety śmiertelność z powodu udaru mózgu w Polsce jest bardzo wysoka i sięga 108 przypadków/100 tys. u mężczyzn i 66/100 tys. u kobiet (11). Na przestrzeni ostatnich lat nie zanotowano znaczącego spadku śmiertelności z powodu udaru mózgu w Polsce.
Czynnikami ryzyka udaru mózgu mogą być, jak już wspomniano wcześniej, choroby powiązane z zespołem metabolicznym. Zespół metaboliczny stwierdzono u chorych po udarze mózgowym w 43,5% (NHANES III National Health and Nutrition Examination Survey) (12). Częstotliwość występowania zespołu metabolicznego w Polsce zależy od wieku, w grupie do 40. roku życia – 7,5% do 60. roku życia – 23,9%, powyżej 60. roku życia wzrasta do 39,5%.
Zespół metaboliczny został zdefiniowany między innymi przez IDF w 2005 roku. (13, 14). Należy zaznaczyć, że brak jest ujednoliconej definicji zespołu metabolicznego. Objawy i jednostki chorobowe wchodzące w skład zespołu metabolicznego, a szczególnie otyłość typu brzusznego, nadciśnienie tętnicze, insulinooporność, dyslipidemia (wysoki poziom triglicerydów, niski poziom HDL) stanowią duże ryzyko rozwoju miażdżycy, cukrzycy, choroby wieńcowej, oraz udaru niedokrwiennego mózgu (15, 16 17, 18, 19, 20, 21, 22).
Z chwilą odkrycia w 1994 roku przez grupę Friedmana i wsp. leptyny tkankę tłuszczową zaczęto postrzegać nie tylko jako rezerwuar energetyczny ustroju, ale również jako narząd wydzielania wewnętrznego (23, 24). Komórki tkanki tłuszczowej wydzielają szereg substancji biologicznych, w tym peptydy, które odgrywają istotną rolę w homeostazie energetycznej i w powstawaniu zespołu metabolicznego. Do najważniejszych peptydów należy zaliczyć leptynę, adiponektynę, rezystynę i wisfatynę.Leptyna jest białkiem 167 aminokwasowym o masie cząsteczkowej ok. 16 kDa, jest syntetyzowana głównie przez adipocyty białej tkanki tłuszczowej oraz w niewielkiej ilości powstaje w brunatnej tkance tłuszczowej. Ponadto, syntezę leptyny udowodniono w łożysku, komórkach żołądka, tkance mięśniowej, sercu i ośrodkowym układzie nerwowym (25, 26, 27, 28). Leptyna krąży we krwi jako 146 aminokwasowy peptyd. Gen kodujący ją znajduje się u ludzi na chromosomie 7 (7q31). Leptyna wywiera swoje działanie poprzez swoiste receptory zaliczone do I klasy receptorów błonowych dla cytokin (29).
W zależności od budowy domeny cytoplazmatycznej wyróżnia się kilka form receptorów.
Dotychczas wyizolowano następujące izoformy receptorów dla leptyny: Ob.-Ra, Ob.-Rb, Ob.-Rc, Ob.-Rd, Ob.-Re, Ob.-Rf (30, 31). Ze względu na wielkość domeny plazmatycznej wyróżnia się długie receptory np.: Ob.-Rb, oraz krótkie np.: Ob.-Ra, Ob.-Rc, Ob.-Rd. Forma długa receptora leptyny Ob.-Rb jest odpowiedzialna za biologiczne efekty działania leptyny tj. regulację pobierania pokarmu i jest zlokalizowana w jądrach podwzgórza. Forma krótka receptora leptyny Ob.-Ra jest odpowiedzialna za transport leptyny przez barierę krew-mózg (24). Poza podwzgórzem i splotem naczyniówkowym komór bocznych i trzeciej komory mózgu, forma Ob.-Re jest najkrótszą, rozpuszczalną formą, stanowiącą system buforujący dla wolnej leptyny krążącej we krwi (31). W wyniku pobudzenia długiej formy receptora leptyny Ob.-Rb dochodzi do aktywacji szlaku Kinazy Janus (JAK – Janus Kinase) która przez proces fosforylacji może uruchamiać szlak białka przekazującego sygnał i aktywującego transkrypcję (STAT – signal transduction and activators of transcription), a po wniknięciu do jądra komórkowego działa na określone sekwencje DNA, prowadząc do transkrypcji docelowych genów (29, 32, 33, 34, 35). Leptyna pobudza również układy innych przekaźników wewnątrzkomórkowych np. c-fos, c-jun, jun-B i jun-D działając poprzez szlak kinazy białkowej aktywowanej mitogenem (MAPK – mitogen activated protein kinase). Wykazano również działanie poprzez układ kinazy białkowej C, fosfolipazy C, oraz tlenku azotu (35). Okazało się również, że krótkie formy receptora leptyny oprócz udziału w transporcie leptyny krew – mózg wykazują zdolność transmisji sygnału w komórce docelowej m.in. wykazują zdolność wiązania Kinazy Janus i aktywacji szlaków przekazywania sygnału z wyjątkiem szlaku STAT (24, 36, 37, 38, 39, 40).
Leptyna odgrywa istotną rolę, za pośrednictwem swoistych receptorów w podwzgórzu, w procesach regulujących homeostazę energetyczną poprzez działanie hamujące na układ stymulujący łaknienie NPY/AgRP (Neuropeptyd Y/Agouti Related Peptide) i układ endokanabinoidowy oraz działanie pobudzające na układ POMC/CART (Proopiomelanortin/Cocaine Amphetamine Related Transcript) (41, 42, 43, 44, 45). Ponadto leptyna działa na termogenezę oraz metabolizm węglowodanów i lipidów (46, 47).
Receptor dla leptyny wykazano również w komórkach śródbłonka ( endothelium) naczyń. Wykazano atherogenne działanie leptyny poprzez aktywację produkcji endotheliny, stymulację stresu oksydacyjnego, działanie prozapalne i niekorzystny wpływ na układ fibrynolityczny i agregację płytek (48). Leptyna pobudza układ Renina-Angiotensyna-Aldosteron (RAA) i zwiększa aktywność układu sympatycznego, prowadząc do wzrostu ciśnienia tętniczego (7). W ostatnich latach wykazano, że leptyna wywiera działanie neuroprotekcyjne i antyapoptotyczne (49, 50). Leptyna może wpływać na wszystkie te procesy, które prowadzą w konsekwencji do śmierci komórki. Pierwszym z nich jest ekscytotoksyczność i w konsekwencji nekroza komórek. Leptyna prawdopodobnie hamuje działanie kwasu glutaminowego poprzez wpływ na receptory jonotropowe (głównie NMDA) zmniejszając szerzenie się depolaryzacji. Ponadto działając antyapoptotycznie głównie poprzez wpływ na szlaki ERK1/2 może również ograniczać rozległość ogniska udarowego.
Cel pracy
Celem pracy była ocena stężenia leptyny w surowicy u chorych ze świeżym niedokrwiennym udarem mózgu w porównaniu z grupą kontrolną oraz ocena korelacji między leptyną a parametrami antropometrycznymi i biochemicznymi u pacjentek z udarem niedokrwiennym mózgu.
Materiały i metody
Grupę badaną stanowiły 24 kobiety, ze świeżo rozpoznanym, pierwszym w życiu, udarem niedokrwiennym mózgu. Do badania rekrutowano chore w wieku 60-85 lat, u których występowała cukrzyca typu 2, nadciśnienie tętnicze lub otyłość.Choroby te mogły współwystępować u danej pacjentki, bądź też występować pojedynczo. Z badania wykluczano chore z ciężką niewydolnością nerek, zaawansowaną niewydolnością krążenia, niewydolnością wątroby, nadczynnością tarczycy, ostrą infekcją lub też chorobą nowotworową. Ponadto z badania wyłączone były chore z cukrzycą typu 1, świeżym zawałem serca oraz ostrą niewydolnością oddechową. Stan neurologiczny klinicznie oceniany był za pomocą skali NIHSS ( National Institutes of Health Stroke Scale) (51), a dodatkowo rozpoznanie potwierdzano badaniem tomografii komputerowej głowy lub badaniem rezonansu magnetycznego. Pomiar BMI oceniano według standardowych procedur. Zawartość tkanki tłuszczowej oceniano metodą bioelektrycznej bioimpedancji (BIA) przy pomocy aparatu Bodystat 1500. Insulinooporność oceniano przy pomocy wskaźnika HOMA, który definiowano jako stężenie insuliny w surowicy (?U/ml) x stężenie glukozy w surowicy (mmol/l)/22,5.
Krew pobierano w 1. dobie od wystąpienia objawów klinicznych bezpośrednio do probówek zawierających inhibitory proteaz (aprotyninę), wirowano w wirówce z chłodzeniem w temp. +4°C z szybkością obrotów 3000/min. Następnie surowicę przenoszono do 1,5 ml probówek i przechowywano w zamrażarce w temp. -70°C, aż do wykonania oznaczeń. Próbki przeznaczone do oznaczeń peptydowych nie podlegały rozmrażaniu. Leptynę oznaczano metodą radioimmunologiczną (RIA) przy pomocy zestawów firmy Linco Research o czułości 0,5 ng/ml. Zmienność wewnątrzseryjna i międzyseryjna wszystkich stosowanych do oznaczeń zestawów była mniejsza niż 10%. Insulinę oznaczano metodą immunoradiometryczną (IRMA) firmy Immunotech o czułości 0,5 mIU/ml. Wartość hsCRP oznaczano metodą ilościową turbidymetyczną przy użyciu zestawu firmy Roche o czułości 0,1 mg/l.
Protokół badań został zaakceptowany przez Komisję Bioetyczną w Centrum Medycznym Kształcenia Podyplomowego. Wszystkie osoby badane wyraziły świadomą zgodę na uczestniczenie w badaniu klinicznym i pobranie krwi.
Analiza statystyczna
Analizę statystyczną wykonano przy użyciu pakietu STATISTICA ver. 6.1 PL, ustalając poziom istotności statystycznej α=0,05. Do analizy 2 grup używano testu U Manna-Whitneya (nieparametryczny odpowiednik testu t-Studenta dla prób niezależnych). Korelacje pomiędzy stężeniem leptyny a parametrami klinicznymi i biochemicznymi oceniano przy użyciu korelacji Spearmana (nieparametryczny odpowiednik korelacji Pearsona).
Wyniki
Szczegółowe dane kliniczne przedstawiono w tabeli 1. W tabeli 2 przedstawiono badania biochemiczne, oraz wyniki poziomów insuliny, lipidogramu, leptyny, a także wartości wskaźnika insulinooporności (HOMA IR). W oparciu o wskaźniki BMI (Body Mass Index) stwierdzono, że otyłość występowała u kobiet z udarem niedokrwiennym mózgu w 39%, nadciśnienie tętnicze w 91%, dyslipidemia w 52%, cukrzyca w 69,5%, Grupę kontrolną stanowiły kobiety, bez udaru mózgu w wywiadzie, dobierane względem wieku. Dane kliniczne i biochemiczne obu grup zawierają tabele 1 i 2.
Tabela 1. Dane kliniczne pacjentek z udarem niedokrwiennym mózgu oraz pacjentek z grupy kontrolnej.
Grupa badana n=24Grupa kontrolna n=84
Wiek (lata)77,79 ? 5,4772,85 ? 5,65
BMI (kg/m2)30,56 ? 5,73*27,51 ? 4,39
BIA (%)39,92 ? 7,26***31,04 ? 7,12
Ciśnienie skurczowe (mmHg)158,96 ? 31,96***134,40 ? 10,80
Ciśnienie rozkurczowe (mmHg)86,04 ? 12,8582,41 ? 9,42
NIHSS9,87 ? 6,270
Nadciśnienie tętnicze 22 (91%)46 (54,76%)
Cukrzyca14 (69,5%)8 (9,52%)
Nadwaga i otyłość (BMI>25)22 (91%)55 (65,48%)
*p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001
Tabela 2. Wartości parametrów biochemicznych pacjentek z udarem niedokrwiennym mózgu i kobiet z grupy kontronej.
Grupa badana n=24Grupa kontrolna n=84
Insulina (mIU/ml)10,44 ? 5,6211,44 ? 8,53
Glukoza (mg/dl)123,3 ? 49,85108,9 ? 24,07
HOMA-IR3,38 ? 3,233,32 ? 2,66
Cholesterol całkowity (mg/dl)190,30 ? 54,99*217,16 ? 63,25
LDL cholesterol (mg/dl)113,17 ? 43,31126,84 ? 60,36
HDL cholesterol (mg/dl)54,65 ? 14,0258,51 ? 10,17
Triglicerydy (mg/dl)109,91 ? 42,10***166,32 ? 96,11
*p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001
W przeprowadzonych badaniach stwierdzono znamiennie statystycznie wyższy poziom leptyny u chorych z udarem niedokrwiennym w porównaniu do grupy kontrolnej. Średni wynik poziomu leptyny w grupie badanej wynosił 20,88 ± 9,98, zaś w grupie kontrolnej 14,21 ± 9,02 (ryc. 1).
Ryc. 1. Średnie wartości leptyny (± SD) u pacjentek z udarem niedokrwiennym mózgu (grupa badana) i pacjentek z grupy kontrolnej.
Badanie korelacji leptyny ze wskaźnikami klinicznymi i biochemicznymi wykazało znamienną statystycznie dodatnią korelację ze wskaźnikiem HOMA-IR oraz z poziomem cholesterolu LDL. Nie wykazano natomiast istotnej korelacji ze wskaźnikami klinicznymi. Ilustruje to tabela 3.
Tabela 3. Korelacje leptyny z danymi klinicznymi i wynikami badań biochemicznych w grupie pacjentek z udarem niedokrwiennym mózgu.
WskaźnikRp
LeptynaGlukoza0,34=0,09
LeptynaInsulina0,34=0,09
LeptynaHOMA0,43<0,05
LeptynaLDL0,44<0,05
LeptynaCiśnienie skurczowe0,26(ns)
LeptynaCiśnienie rozkurczowe0,11(ns)
LeptynaNIHSS0,29(ns)
Dyskusja
Leptyna krąży we krwi w postaci wolnej oraz związanej z białkiem. U kobiet stężenie leptyny jest wyższe niż u mężczyzn. W warunkach fizjologicznych w czasie głodzenia poziom leptyny obniża się, a nadmierne pobieranie pokarmu wiąże się ze wzrostem stężenia leptyny (46).
Przełomem w poznaniu fizjologicznej roli leptyny były badania na zwierzętach doświadczalnych. Stwierdzono, że u myszy ob/ob. z genetycznie uwarunkowanym brakiem leptyny w wyniku mutacji typu nonsens w 105 kodonie genu obese oraz u myszy db/db (gen db – diabetes) lub u szczurów fa/fa (gen fa – fatty) z defektem receptora leptyny Ob.-Rb (52), występuje znaczna otyłość i cukrzyca (53). Podanie myszom ob./ob. rekombinowanej leptyny prowadziło do ustąpienia hiperinsulinemii, hiperkortyzolemii, hiperglikemii, zmniejszenia otyłości i przywrócenia płodności (54, 55, 56).
U ludzi otyłych stężenie leptyny jest podwyższone, zaledwie 5% populacji otyłych wykazuje względny niedobór leptyny (57, 58). Zwiększone wydzielanie leptyny u otyłych nie powoduje zahamowania aktywności peptydów oreksygenicznych np. neuropeptydu Y (NPY) (59). Leptynooporność może być związana z opornością receptorową centralną lub obwodową i zaburzeniami transportu leptyny przez barierę krew – mózg (57, 58, 60). Drugim czynnikiem prowadzącym do wzrostu leptyny może być hiperinsulinemia. Wykazano bowiem stymulujący wpływ insuliny na wydzielanie leptyny (61, 62, 63). Badania własne wykazały dodatnie korelacje poziomu leptyny ze stężeniami insuliny i glukozy, jednakże korelacje te nie były znamienne statystycznie. Natomiast leptyna wykazała dodatnią korelację ze wskaźnikiem HOMA, która była znamienna statystycznie. Leptyna odgrywa istotną rolę nie tylko w kontroli łaknienia, ale również wpływa na metabolizm glukozy poprzez wpływ na zwiększenie utylizacji glukozy, zmniejszenie glukoneogenezy i hamowanie wydzielania insuliny. Działanie leptyny na gospodarkę lipidową wiąże się ze zwiększeniem lipolizy i obniżeniem lipogenezy. W licznych pracach wykazano ujemne korelacje między leptyną a HDL (64, 65).
Natomiast w naszym materiale wykazano dodatnie korelacje leptyny i LDL. Leptyna aktywuje układ RAA (Renina – Angiotensyna – Aldosteron), oraz zwiększa aktywność układu sympatycznego (7). W naszym materiale nie wykazano natomiast istotnych statystycznie korelacji leptyny z wartościami ciśnienia skurczowego i rozkurczowego.
Leptyna może wywierać aterogenne działanie bezpośrednio na naczynia (66, 67, 68). Mechanizm aterogennego działania leptyny jest złożony i związany z indukcją dysfunkcji śródbłonka naczyń, stymulacją stresu oksydacyjnego, obniżeniem aktywności paraoxonazy (PON1), zwiększeniem agregacji płytek, proliferacji komórek mięśni gładkich, oraz stymulacją reakcji prozapalnych (48, 69). Zatem leptyna może odgrywać rolę w powstawaniu klasycznych czynników ryzyka miażdżycy takich jak nadciśnienie tętnicze czy cukrzyca (70, 71). Wykazano, że leptyna pozytywnie koreluje z thrombomoduliną (sTM) i VCAM1 ( Vascular Cell Adhesion Molecule – czyli dwoma markerami uszkodzenia endothelium) (72) oraz negatywnie koreluje z wazorelaksacją wieńcową indukowaną adenozyną (73). Powszechnie wiadomo, że CRP wywiera proaterogenne efekty i jest wykładnikiem zapalenia (74). Podwyższone wartości leptyny korelowały ze wzrostem CRP u osób otyłych (75).
W naszym materiale nie wykazano istotnej korelacji poziomu CRP z poziomem leptyny. Sodeberg i wsp. (66) wykazali jako pierwsi podwyższone wartości leptyny u chorych z zawałem serca. Następnie stwierdzono, że hiperleptynemia jest predykatorem ostrych zdarzeń sercowych (76). Wykazano także korelację między leptyną a grubością kompleksu intima – media co świadczyć może, że leptyna jest potencjalnym markerem subklinicznej miażdżycy (77). Södeberg wykazał również, że leptyna jest niezależnym predykatorem krwotocznego i niedokrwiennego udaru mózgu (7, 66, 78). Spostrzeżenia te były potwierdzone przez innych autorów. (79, 80, 81). Södeberg wymienia kilka czynników tłumaczących niezależną asocjację między hiperleptynemią a udarem mózgu: 1) hiperleptynemia jest skojarzona z procesem miażdżycowym, 2) odgrywa rolę w rozwoju chorób układu krążenia przez wpływ bezpośredni na naczynia jak również poprzez wpływ na insulinowrażliwość, 3) hiperleptynemia prowadzi do dysfunkcji endothelium i zaburzeń krzepnięcia poprzez wpływ na układ fibrynolityczny i agregację płytek.
W ostatnim czasie pojawiły się doniesienia wskazujące na neuroprotekcyjne i antyapoptyczne działanie oparte na wcześniejszych eksperymentach na zwierzętach (50, 82, 83, 84, 85), stwierdzono że leptyna wywiera protekcyjne działanie w warunkach eksperymentalnego niedokrwienia na modelu zwierzęcym zarówno in vivo,jak i in vitro, głównie w mechanizmie aktywacji ERK ( extra cellular signal – related kinase), ale rozważane były też inne mechanizmy (50, 86). Ponadto wykazano, że leptyna ma działanie antyapoptyczne (87), oraz zwiększa ekspresję mRNA BDNF ( brain derived neutrophic factor) (49). Grupa Chena i wsp. rozważa nawet możliwe aplikacje terapeutyczne leptyny w udarze niedokrwiennym i chorobach neurodegeneracyjnych ośrodkowego układu nerwowego (82).
Wnioski
Przedstawione powyżej wyniki wykazują podwyższony poziom leptyny u kobiet ze świeżym udarem niedokrwiennym mózgu. Sugeruje to możliwość istotnego wpływu leptyny na przebieg ostrej fazy udaru. Wyniki badań sugerują, iż zmiany poziomu leptyny w udarze niedokrwiennym są przede wszystkim związane ze wskaźnikami insulinooporności, a nie klinicznymi wskaźnikami zaawansowania otyłości (BMI, BIA). Przedstawione wyniki nie rozstrzygają kwestii, czy hiperleptynemia jest markerem zagrożenia, czy czynnikiem neuroprotekcyjnym i wymagają dalszych badań.

a)Badanie było realizowane w ramach programu CMKP nr: 501-31-34-08.
Piśmiennictwo
1. Malmgren R, Warlow CH, Bamford J et al.: Geographic and secular trends in stroke incidence. Lancet 1987; 2: 1196-120.
2. Sacco R: Risk factors and outcomes for ischemic stroke. Neurology 1995; 445, supl. 1: 10-14.
3. Szczudlik A, Członkowska A, Kwieciński H et al.: Udar mózgu. [In:] Majka J. editor Fizjologia krążenia mózgowego, Wyd. 1, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagielońskiego 2007; p. 27-41.
4. Astrup J, Siesjo BK, Symon L: Thresholds in cerebral ischemia – the ischemic penumbra. Stroke 1981; 12: 723-725.
5. Barber PA, Demchuk AM, Hirt L et al.: Biochemistry of ischemic stroke. Adv Neurol 2003; 92: 151-164.
6. Adams HP Jr, Bendixen BH, Kappelle LJ et al.: Classification of subtype of acute ischemic stroke. Definitions for use in amulticenter clinical trial. TOAST. Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment. 3rd Stroke 1993; 24, 35-41.
7. Söderberg S, Stegmayr B, Ahlbeck-Glader C et al.: High leptin levels are associated with stroke. Cerebrovasc Dis 2003; 15: 63-69.
8. Bamford J, Sandercock P, Dennis M et al.: Classification and natural history of clinically identifiable subtypes of cerebral infarction. Lancet 1991; 337: 1521-1526.
9. Gorelick PB, Alter M, Deekker M: Handbook of neuroepidemiology. [In:] Sacco R. editor Ischemic stroke, New York, Basel, Hong Kong, Marcel Dekker Inc., 1994; p. 77-123.
10. Członkowska A, Ryglewicz D, Weissbein T et al.: A prospective community-based study of stroke in Warsaw, Poland. Stroke 1994; 25: 547-551.
11. Ryglewicz D, Polakowska M, Lechowicz W et al.: Stroke mortality rates in Poland did not decline between 1984 and 1992. Stroke 1997; 28, 752-757.
12. http://www.cdc.gov/nchs/nhanes/nh3data.htm. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), National Center for Health Statistics (NCHS). National Health and Nutrition Examination Survey Data. Third National Health and Nutrition Examination Survey, 1988–1994, NHANES III. Hyattsville, MD, U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, 2009. Accessed 4 August 2009.
13. http://www.idf.org/webdata/docs/IDF_Metasyndrome_definition.pdf International Diabetes Federation. The IDF consensus worldwide definition of the metabolic syndrome. Brussels: IDF 2005.
14. Expert Panel on Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults. Executive Summary of the Third Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults (Adult Treatment Panel III). JAMA 2001; 285: 2486-96.
15. Cornier MA, Dabelea D, Hernandez TL et al.: The metabolic syndrome. Endocr Rev 2008; 29: 777-822.
16. Oda E: The metabolic syndrome as a concept of adipose tissue disease. Hypertens Res 2008; 31: 1283-91.
17. Kinalska I, Popławska-Kita A, Telejko B et al.: Otyłość a zaburzenia przemiany węglowodanowej. Endokryn Otyłość i Zab Przem Materii 2006; 2: 94-101.
18. Lakka HM, Laaksonen DE, Lekka TA et al.: The metabolic syndrome and total and cardiovascular disease mortality in middle-aged men. JAMA 2002; 288: 2709-16.
19. McNeill AM, Rosamond WD, Girman CJ et al.: The metabolic syndrome and 11-year risk of incident cardiovascular disease in the Atherosclerosis Risk In Communities study. Diabetes Care 2005; 28: 385-9.
20. Milionis HJ, Rizos E, Goudevenos J et al.: Components of the metabolic syndrome and risk for first-ever acute ischemic nonembolic stroke in elderly subjects. Stroke 2005; 36: 1372-6.
21. Koren-Morag N, Goldbourt U, Tanne D: Relation between the metabolic syndrome and ischemic stroke or transient ischemic attack: a prospective cohort study in patients with atherosclerotic cardiovascular disease. Stroke 2005; 36: 1366-71.
22. Kurl S, Laukkanen JA, Niskanen L et al.: Metabolic syndrome and the risk of stroke in middle-aged men. Stroke 2006; 37: 806-11.
23. Zhang Y, Proenca R, Maffei M et al.: Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature 1994; 372 (6505): 425-32. Erratum in: Nature 1995; 374 (6421): 429.
24. Tartaglia LA, Dembski M, Weng X et al.: Identification and expression cloning of a leptin receptor, OB-R. Cell 1995; 83: 1263-1271.
25. Wang JL, Liu R, Hawkins M et al.: A nutrient-sensing pathway regulates leptin gene expression in muscle and fat. Nature 1998; 393: 684-688.
26. Hoggard N, Hunter L, Duncan JS et al.: Leptin and leptin receptor mRNA and protein expression in the murine fetus and placenta. Proc Natl Acad Sci USA 1997; 94: 11073-11078.
27. Purdham DM, Zou MX, Rajapurohitam V et al.: Rat heart is a site of leptin production and action. Am J Physiol-Heart C 2004; 287: H2877-H2884.
28. Morash B, Li A, Murphy PR et al.: Leptin gene expression in the brain and pituitary gland. Endocrinology 1999; 140: 5995-5998.
29. Baumann H, Morella KK, White DW et al.: The full-lenght leptin receptor has signaling capabilities of interleukin 6-type cytokine receptors. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 93: 8374-8378.
30. Ahima RS, Osei SY: Leptin signaling. Physiol Behav 2004; 81: 223-41.
31. Hegyi K, Fulop K, Kovacs K et al.: Leptin-induced signal transduction pathways. Cell Biol Int 2004; 28: 159-169.
32. Ghilardi N, Ziegler S, Wiestner A et al.: Defective STAT signaling by the leptin receptor in diabetic mice. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 93: 6231-35.
33. Stahl N, Farruggella TJ, Boulton TG et al.: Choice of STATs and other substrates specified by modulator tyrosine-based motifs in cytokine receptors. Sciences 1995; 267: 1349-53.
34. Takahashi Y, Okimura Y, Mizuno I et al.: Leptin induces tyrosine phosphorylation of cellular proteins including STAT-1 in human renal adenocarcinoma cells, ACHN. Biochem Biophys Res Commun 1996; 228: 859-64.
35. Fruhbeck G: Intracellular signaling pathways activated by leptin. Biochem J 2006; 393: 7-20.
36. Bjorbaek C, Uotani S, da Silva B et al.: Divergent signaling capacities of the long and short isoforms of the leptin receptor. J Biol Chem 1997; 272: 32686-95.
37. Murakami T, Yamashita T, Lida M et al.: A short form of leptin receptor performs signal transduction. Biochem Biphys Res Commun 1997; 231: 26-9.
38. Yamashita T, Murakami T, Otani S et al.: Leptin receptor signal transduction: OBRa and OBRb of type. Biochem Biophys Res Commun 1998; 246: 752-9.
39. Lee GH, Proenca R, Montez JM et al.: Abnormal splicing of the leptin receptor in diabetic mice. Nature 1996; 370: 632-35.
40. Cioffi JA, Shafer AW, Zupancic TJ et al.: Novel B219/OB receptor isoform: possible role of leptin in hematopoesis and reproduction. Nature Med 1996; 2: 585-89.
41. Baranowska B: Jadłowstręt psychiczny. Żarłoczność psychiczna. Wydawnictwo Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie 2009, pod redakcją Anhelliego Syrenicza, nr ISBN 978-83-61517-14-6.
42. Campfield LA, Smith FJ, Guisez Y et al.: Recombinant mouse OB protein: evidence for a peripheral signal linking adiposity and central neural network. Science 1995; 269: 546-549.
43. Elmquist JK, Ahima RS, Maratos-Flier E et al.: Leptin activates neurons in ventrobasal hypothalamus and brainstem. Endocrinology 1997; 138: 839-84.
44. Thornton JE, Cheung CC, Clifton DK et al.: Regulation of hypothalamic proopiomelanocortin mRNA by leptin in ob/ob mice. Endocrinology 1997; 138: 5063-5066.
45. Schwartz MW, Seelwy RJ, Campfield LA et al.: Identification of targets of leptin action in rat hypothalamus. J Clin Invest 1996; 98: 1101-1106.
46. Ahima RS, Prabarkarian D, Montzoros C: Role of leptin in the neuroendocrine response to fasting. Nature 1996; 380: 250-252.
47. Sivitz WI, Walsh SA, Morgan DA et al.: Effects of leptin on insulin sensitivity in normal rats. Endocrinology 1997; 138: 3395-3401.
48. Beltowski J: Leptin and atherosclerosis. Atherosclerosis 2006; 189: 47-60.
49. Fewlass DC, Noboa K, Pi-sunyer F et al.: Obesity-related leptin regulates Alzheimer's Aβ. FASEB J 2004; 18: 1870-1878.
50. Zhang F, Wang S, Signore AP, Chen J: Neuroprotective effects of leptin against ischemic injury indeced by oxygen-glucose deprivation and transient cerebral ischemia. Stroke 2007; 38: 2329-2336.
51. Lyden PD, Lu M, Levine SR et al.: A modified National Institutes of Health Stroke Scale for use in stroke clinical trials. Preliminary reliabiltity and validity. Stroke 2001; 32, 1310-1317.
52. Chua SC, Chung WK, Wu-Peng XS et al.: Phenotypes of mouse diabetes and rat fatty due to mutations in the OB (leptin) receptor. Science 1996; 271: 994-996.
53. Pelleymounter MA, Cullen MJ, Baker MB et al.: Effects of the obese gene product on body weight regulation in ob/ob mice. 1995; 269: 540-543.
54. Chehab FF, Lim ME, Lu R: Correction of the sterility defect in homozygous obese female mice by treatment with the human recombinant leptin. Nat Genet 1996; 12: 318-320.
55. Weigle DS, Bukowski TR, Foster DC et al.: Recombinant ob protein reduces feeding and body weight in the ob/ob mouse. J Clin Invest 1995, Oct; 96 (4): 2065-2070.
56. Mounzih K, Lu R, Chehab FF: Leptin treatment rescues the sterility of genetically obese ob/ob males. Endocrinology 1997; 138: 1190-1193.
57. Considine RV, Sinha MK, Heiman ML et al.: Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans. New England Journal of Medicine 1996; 334: 292-295.
58. Mantzoros CS: The role of leptin in human obesity and disease: A review of the evidence. Ann Intern Med. 1999; 130: 671-680.
59. Baranowska B, Wasilewska-Dziubińska E, Radzikowska M et al.: Neuropeptide Y, galanin and leptin release in obese women and in women with anorexia nervosa. Metabolism 1997; 46: 1384-1389.
60. Mark AL, Correia ML, Rahmouni K et al.: Selective leptin resistance: a new concept in leptin physiology with cardiovascular implications. J Hypertens 2002; 20: 1245-50.
61. Wauters M, Considine RV, Van Gaal LF: Human leptin: from an adipocyte hormone to an endocrine mediator. Eur J Endocrinol 2000; 143:293-311.
62. de Courten M, Zimmet P, Hodge A et al.: Hyperleptinaemia: the missing link in the, metabolic syndrome? Diabet Med 1997; 14: 200-8.
63. Motsubara M, Chiba H, Maruoka S et al.: Elevated serum leptin concentrations In women with components of multiple risk factor clustering syndrome. J Atheroscler Thromb 2000; 7: 231-7.
64. Rainwater DL, Comuzzie AG, VandeBerg JL et al.: Serum leptin levels are independently correlated with two measures of HDL. Atherosclerosis 1997; 132: 237-43.
65. Hergenc G, Schulte H, Assmann G et al.: Associations of obesity markers, insulin, and sex hormones with HDL-cholesterol levels in Turkish and German individuals. Atherosclerosis 1999; 145: 147-56.
66. Söderberg S, Ahren B, Stegmayr B et al.: Leptin is a risk marker for first-ever hemorrhagic stroke in a population-based cohort. Stroke 1999; 30: 328-37.
67. Frühbeck G: Pivotal role of nitric oxide in the control of blood pressure after leptin administration. Diabetes 1999; 48: 903-908.
68. Nakata M, Yada T, Soejima N et al.: Leptin promotes aggregation of human platelets via the long form of its receptor. Diabetes 1999; 48: 426-429.
69. Bodary PF: Links between adipose tissue and thrombosis in the mouse. Arteriorscler Thromb Vasc Biol 2007; 27: 2284-2291.
70. Correia ML, Haynes WG: Leptin, obesity and cardiovascular disease. Curr Opin Nephrol Hypertens 2004; 13: 215-23.
71. Sharma V, McNeill JH: The emerging roles of leptin and ghrelin in cardiovascular physiology and pathophysiology. Curr Vasc Pharmacol 2005; 3: 169-80.
72. Porreca E, Di Febbo C, Fusco L et al.: Soluble thrombomodulin and vascular adhesion molecule-1 are associated to leptin plasma levels in obese women. Atherosclerosis 2004; 172: 175-80.
73. Sundell J, Huupponen R, Raitakari OT et al.: High serum leptin is associated with attenuated coronary vasoreactivity. Obes Res 2003; 11: 776-82.
74. Venugopal SK, Devaraj S, Jialal I: Effect of C-reactive protein on vascular cells: evidence for a proinflammatory, proatherogenic role. Curr Opin Nephrol Hypertens 2005; 14: 33-7.
75. Van Dielen FM, van't Veer C, Schols AM et al.: Increased leptin concentrations correlate with increased concentrations of inflammatory markers in morbidly obese individuals. Int J Obes Relat Metab Disord 2001; 25: 1759-66.
76. Wallace AM, McMahon AD, Packard CJ et al.: Plasma leptin and the risk of cardiovascular disease in the west of Scotland coronary prevention study (WOSCOPS). Circulation 2001; 104: 3052-6.
77. Ciccone M, Vettor R, Pannacciulli N et al.: Plasma leptin is independently associated with the intima-media thickness of the common carotid artery. Int J Obes Relat Metab Disord 2001; 25: 805-10.
78. Söderberg S, Stegmayr B, Stenlund H et al.: Leptin, but not adiponectin, predicts stroke in males. J Intern Med 2004; 256: 128-36.
79. Sierra-Johnson J, Romero-Corral A, Lopez-Jimenez F et al.: Relation of increased leptin concentrations to history of myocardial infarction and stroke in the us population. Am J Cardiol 2007; 100(2): 234-239.
80. Liu J, Butler K, Buxbaum S et al.: Leptinemia and its association with stroke and coronary heart disease in the Jackson Heart Study. Clinical Endocrinology 2010; 72: 32-37.
81. Chen MP, Tsai J, Chung F et al.: Hypoadiponectinemia is associated with ischemic cerebrovascular disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2005; 25: 821-826.
82. Signore A, Zhang F, Weng Z et al.: Leptin neuroprotection in the central nervous system: mechanisms and therapeutic potentials. J Neurochem 2008; 106 (5): 1977-1990.
83. Tsuda K: Leptin and nitric oxide production against ischemic neuronal injury. Stroke 2008; 39: 3.
84. Dicou E, Attoub S, Gressens P: Neuroprotective effects of leptin in vivo and in vitro. Neuroreport 2001; 12: 3947-3951.
85. Lu JN, Park CS, Lee SK et al.: Leptin inhibits 1-methyl-4-phenylpyridinium-induced cell death in SH-SY5Y cells. Neurosci Lett 2006; 407: 240-243.
86. Valerio A, Dossena M, Bertolotti P et al.: Leptin is induced in the ischemic cerebral cortex and exerts neuroprotection through NF-{kappa}B/c-Rel-Dependent transcription. Stroke 2009; 40: 610-617.
87. Guo ZH, Jiang HY, Xu XR et al.: Leptin-mediated cell survival signaling in hippocampal neurons mediated by JAK STAT3 and mitochondrial stabilization. J Biol Chem 2008; 283: 1754-1763.
otrzymano: 2010-03-26
zaakceptowano do druku: 2010-04-12

Adres do korespondencji:
*Mariusz Grudniak
Klinika Neurologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
ul. Cegłowska 80, 01-809 Warszawa
tel.: (22) 569-02-39; fax: (22) 569-02-07
e-mail: mariusz.grudniak@wum.edu.pl

Postępy Nauk Medycznych 4/2010
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych