Hormones affamées et affamées - Partie 2

Nous ici à T-Nation les adorons, il y a des hormones. Et si vous ne l'avez pas compris à partir du nom même de notre petite publication, vous l'avez peut-être compris à partir des dizaines d'articles sur les hormones que nous avons publiés au fil des ans. Oui, ici au siège de T-mag, nous aimons notre testostérone, notre hormone de croissance, notre insuline et notre glucagon. En fait, le dernier vendredi de chaque mois est consacré aux hormones anabolisantes. «Le vendredi hormonal, comme on l'appelle, est une journée au cours de laquelle chaque membre du personnel de T-mag revêt sa tenue hormonale anabolique préférée. Tu aurais dû voir JB le mois dernier. Enfer, avec cet anneau de stérane enroulé autour de ce qu'il appelait son «usine de testostérone», il était une chaussure pour les plus grands honneurs de costumes.

En raison de ses idées de costumes créatifs et de ses prouesses pointues, JB a non seulement obtenu la vraie poupée de TC, «Jenny», pour le week-end, mais il a également obtenu le droit de revoir une hormone relativement nouvelle qui a récemment été la source de beaucoup discussion et confusion. JB a déjà couvert les grands: la testostérone (The Big T, parties I et II, le manifeste des stéroïdes, parties 1, 2 et 3), l'hormone de croissance (la fontaine de GH) et l'insuline (le pouvoir anabolique de l'insuline). Maintenant, il est temps pour JB de s'attaquer à ce nouveau gars embêtant sur le bloc - l'hormone leptine.

Exprimez-vous

Comme discuté la semaine dernière, la leptine est une hormone produite lorsque le gène OB (obésité) est exprimé. Bien que j'aie déjà discuté d'un mécanisme pour induire l'expression du gène OB et la production de leptine, les trois principaux signaux cellulaires impliqués sont:

• Augmentation du flux d'énergie / glucides dans le HBP.

• Augmentation des métabolites du triacylglycérol (triglycéride). Ceux-ci comprennent les diacylglycérols et / ou les acides gras libres.

• Augmentation de la tension du tissu adipeux en raison de l'étirement cellulaire (augmentation de la taille adipeuse).

Comme vous pouvez le voir, ces trois phénomènes fournissent des mécanismes de réponse par lesquels une suralimentation ou une sous-alimentation aiguë et chronique influencera l'expression du gène OB et la production de leptine. En cas de suralimentation, plus de glucides circuleront dans le HBP, plus de triglycérides seront métabolisés et la taille des tissus adipeux augmentera. Cela conduit à plus de production de leptine. À l'inverse, en cas de sous-alimentation, la disponibilité des glucides et des triglycérides sera diminuée, tout comme la taille du tissu adipeux. Bien sûr, cela signifie moins de leptine.

Puisque nous savons maintenant pourquoi la leptine se forme, que diriez-vous de discuter de l'endroit où elle se forme?? Chez l'homme adulte, la majeure partie de la leptine du corps est formée dans le tissu adipeux blanc. Cela devrait être évident à partir des signaux discutés ci-dessus. Cependant, la leptine a également été trouvée dans les tissus suivants, ce qui la rend relativement omniprésente.

• Tissu adipeux brun

• Épithélium gastrique

• Placenta

• Muscle squelettique

• Glandes mammaires

De rat et de graisse

Lorsque la leptine a été découverte à l'origine, les scientifiques ont découvert que les rats qui avaient des mutations dans le gène OB (et ne pouvaient pas produire de leptine) devenaient incroyablement obèses. Maintenant quand je dis obèse, je ne parle pas d'un peu de surpoids ici. Je parle tellement obèse que les membres de la NAAFA ont pointé du doigt et ont ri. Chez les rats obèses, l'obésité extrême a été causée par des mutations du gène Ob. Chez ces animaux, il y avait tout simplement trop peu de leptine. Fait intéressant, lors de l'administration de leptine, ces rats tubby ont vu de fortes augmentations du taux métabolique et perdu des quantités massives de graisse corporelle.

À la suite de ces découvertes, les chercheurs ont émis l'hypothèse que la leptine pourrait être une hormone magique de perte de graisse. Malheureusement pour les sociétés pharmaceutiques qui ont immédiatement sauté le droit de vendre de la leptine recombinante, cette hypothèse n'a pas abouti. Vous voyez, un autre modèle de rat a été découvert, un modèle qui était aussi obèse que les rats déficients en leptine mais avait des concentrations de leptine adéquates dans le sang. Ces rats, au lieu d'une carence en leptine, avaient des problèmes avec leur leptine récepteur. Par conséquent, la leptine qui était présente ne pouvait pas faire son travail.

En plus de ces nouvelles données sur les rongeurs, contrecarrant les milliards potentiels à gagner des ventes de leptine, de nouvelles données humaines ont également montré que la leptine était peu susceptible d'aider les obèses à abandonner ces quelques cent kilos en trop. La recherche avait clairement démontré que:

a) Très peu d'humains obèses souffrent réellement de mutations du gène Ob

b) Très peu d'humains obèses souffrent réellement de mutations des récepteurs de la leptine

c) Les humains obèses ont souvent des concentrations plasmatiques très élevées de leptine

Étant donné que les humains obèses ont souvent autant de leptine, la recherche a été dirigée vers la façon dont ces personnes peuvent avoir autant de leptine, mais ne parviennent pas à réagir avec une réduction de poids corporel, comme l'ont fait nos amis rongeurs à fourrure. Une hypothèse qui a gagné en popularité suggère qu'une résistance à la leptine provoque l'obésité humaine. En d'autres termes, les très obèses sont arrivés de cette façon parce qu'ils étaient en quelque sorte intolérants à l'augmentation de la leptine. Comme l'a dit un chercheur, «la résistance à la leptine n'est pas bien définie, mais ce terme est généralement utilisé pour signifier que la leptine ne remplit pas ses fonctions centrales et périphériques."

À ce stade, il existe des preuves de l'hypothèse de résistance à la leptine. Étant donné que la leptine semble avoir des effets centraux, le système de transport de la barrière hémato-encéphalique saturable pour la leptine peut être lié à l'obésité. Étant donné que les humains obèses ont un rapport LCR (liquide céphalo-rachidien) au plasma beaucoup plus faible que les humains de taille normale, il semble que seule une quantité limitée de leptine puisse traverser la BHE dans le cerveau. De plus, chez le rat, l'obésité d'origine alimentaire (DIO) s'accompagne de concentrations plasmatiques élevées de leptine. Cette leptine ne semble pas empêcher l'obésité. Cependant, lorsqu'ils sont administrés de la leptine intracérébroventriculaire (leptine dans le cerveau), ils perdent du poids, indiquant une limite de transport potentielle de la BHE.

Bien que ces données soutiennent l'idée qu'il y a une limite à la quantité de leptine autorisée dans le cerveau et donc qu'un type de «résistance» à la leptine existe aux niveaux plus élevés de production de leptine, certains auteurs pensent que la résistance à la leptine est en fait un abus de langage. Ces chercheurs sont d'avis que puisque la leptine peut ne pas être conçue pour fonctionner à des concentrations aussi élevées que celles observées dans l'obésité, la leptine peut être plus importante en son absence que sa présence (je.e. peut être plus important dans la restriction calorique et non dans l'excès de calories, comme on le voit souvent avec l'obésité). En d'autres termes, ce n'est pas que les obèses répondent «incorrectement» à leur leptine. Au lieu de cela, ces auteurs suggèrent que les obèses ne sont pas «censés» avoir autant de leptine et ne répondent donc pas à son élévation au-dessus d'un certain point.

Que fait la leptine?

L'hormone leptine semble affecter presque tous les systèmes du corps. Puisqu'il y a des récepteurs de leptine dans le cerveau et dans tout le corps, nous pouvons discuter des effets de la leptine comme central ou périphérique.

Étant donné que la leptine est libérée (principalement) par les tissus adipeux, le tissu adipeux semble être un indicateur statique périphérique de l'équilibre énergétique chronique du corps. Une fois libérée dans le sang, dans des conditions normales, la leptine traverse la barrière hémato-encéphalique et est détectée par les récepteurs de la leptine dans l'hypothalamus. Étant donné que ces récepteurs ont une idée de ce qu'est un signal de leptine «normal», les changements dans la liaison de la leptine déclenchent la libération d'une série d'hormones / neurotransmetteurs anaboliques (orexigènes ou stimulant les repas) et cataboliques (anorexigènes ou empêchant les repas). Une augmentation de la leptine conduit à l'expression de plusieurs hormones anorexigènes (cataboliques) et neurotransmetteurs, y compris áMSH et CART. Ces produits chimiques réduisent la faim et la taille des repas.

A l'inverse, une diminution de la leptine conduit à l'expression de plusieurs hormones orexigènes (anabolisantes) et neurotransmetteurs dont le NPY et l'AgRP. Ces composés augmentent la faim et la taille des repas. C'est un moyen plutôt sympa pour le corps de faire face au surplus d'énergie ou au déficit énergétique. S'il y a un surplus, la leptine augmente, signalant à l'hypothalamus de dire au corps d'arrêter de manger. À l'inverse, s'il y a un déficit, la leptine diminue, signalant à l'hypothalamus de nous donner vraiment faim. Pour les apprenants visuels, voici une représentation visuelle de ce qui se passe lorsque les concentrations de leptine augmentent dans l'hypothalamus.

Bien que je n'ai mentionné que quelques hormones / neurotransmetteurs orexigènes et anorexigènes clés, il y en a beaucoup d'autres qui peuvent interagir avec la leptine ou les mêmes systèmes de signalisation que la leptine. Ceux-ci sont énumérés ci-dessous:

Orexigène (stimuler la prise alimentaire) - Peut agir dans les neurones hypothalamiques latéraux

Anorexigène (réduire la prise alimentaire) -

Peut agir sur l'hypothalamus médial ventral et dorsal

Neuropeptide Y (NPY) - est le plus puissant orexiant connu; peut répondre à une signalisation aberrante de la leptine; l'antagonisme peut réduire la faim et la masse grasse

Agouti Related Peptide (AgRP) - puissant orexiant; peut répondre à l'absence de leptine; l'antagonisme peut réduire la faim et la masse grasse

Hormone de concentration de mélanine (MCH) - reçoit des signaux du NPY pour augmenter l'apport alimentaire

Orexin - augmente l'excitation et la prise de nourriture

Ghréline - une puissante hormone de libération de GH libérée par l'estomac, l'hypophyse et l'hypothalamus; augmente l'apport alimentaire et le poids corporel; peut concurrencer la leptine

Pro-Opiomelanocortin (POMC) - précurseur de l'ÁMSH

Hormone de stimulation des mélanocytes (áMSH) - diminue l'apport alimentaire; peut répondre à une augmentation de la leptine; l'antagonisme augmente l'appétit et la nourriture

Récepteur de la mélanocortine 4 (MC4R) - récepteur áMSH; la liaison de l'agoniste réduit la prise alimentaire

Transcription liée à la cocaïne et à l'amphétamine (CART) - diminue l'apport alimentaire; peut répondre à une augmentation de la leptine

CCK - peptide libéré gastrique; augmente la satiété; réduit la prise alimentaire (alimentation unique et fréquence des repas)

Le facteur de libération de la corticotropine (CRF) - régule les hormones surrénales et l'ACTH; diminue l'apport alimentaire, augmente la dépense énergétique

Insuline - l'augmentation des concentrations d'insuline diminue l'appétit

Bien que ces hormones et neurotransmetteurs régulant l'énergie puissent être relativement nouveaux pour vous, le message important ici est qu'ils sont responsables de la détection d'une réponse de famine (avec une diminution de la leptine). En réponse à ces diminutions des concentrations de leptine, ces produits chimiques sont responsables de la promotion des effets suivants:

une. Augmentation de l'apport alimentaire

b. Diminution de la croissance musculaire squelettique

c. Diminution de la dépense énergétique

ré. Diminution de la température corporelle

e. Diminution de la fonction de reproduction

F. Augmentation de la production surrénalienne des hormones du stress

g. Augmentation du tonus parasympathique

À l'inverse, ces hormones régulatrices d'énergie et neurotransmetteurs sont responsables de la détection d'un surplus d'énergie (avec augmentation de la leptine). Par conséquent, lorsque les concentrations de leptine augmentent, les effets suivants sont favorisés:

une. Diminution de l'apport alimentaire

b. Augmentation de la dépense énergétique

c. Augmentation du ton sympathique

Encore une fois, pour vous les enfants visuels, voici un schéma. N'oubliez pas que la leptine est régulée en réponse à une alimentation aiguë ainsi qu'à l'équilibre énergétique chronique (mesuré par la masse adipeuse). Par conséquent, alors que vous verrez le gain de poids et la perte de poids comme régulateurs ci-dessous, vous pouvez remplacer ces termes par une sous-alimentation et une suralimentation.

Notez que la discussion principale d'aujourd'hui s'est centrée sur les effets centraux de la leptine (dans l'hypothalamus). Cependant, la leptine, comme discuté précédemment, a également un certain nombre d'effets périphériques. Les effets périphériques comprennent les suivants.

• Dans le muscle squelettique, la leptine augmente l'oxydation des graisses et la sensibilité à l'insuline, expliquant une partie de son effet sur la réduction de poids.

• La leptine peut agir de concert avec le système immunitaire car les animaux déficients en leptine ont une immunité réduite. Cela peut expliquer en partie l'effet d'un régime sur une fonction immunitaire affaiblie.

• La leptine peut jouer un rôle permissif dans la ménarche féminine car il existe une relation inverse entre les concentrations de leptine et l'âge de la première menstruation. Cela signifie que les filles avec plus de graisse corporelle (et des concentrations plus élevées de leptine) peuvent avoir leurs premières règles plus tôt que les filles plus maigres.

• Les concentrations de leptine et de testostérone sont inversement proportionnelles à la plage normale de testostérone. Cela signifie que lorsque la leptine augmente, la testostérone diminue. Inversement, à mesure que la leptine diminue, la testostérone augmente. Cela ne devrait pas être une surprise car les hommes en surpoids sont souvent hypogonadiques. Cependant, vous devriez vous demander pourquoi ceux qui sont extrêmement maigres sont souvent aussi hypogonadiques.

• Le paradoxe de cette relation est que la leptine est en partie responsable de l'augmentation de la sécrétion de GnRH ainsi que de la sécrétion de LH, FSH et testostérone. Par conséquent, à de très faibles concentrations, il y aurait une occurrence d'hypogonadisme. Mais à des concentrations très élevées, la leptine inhibe directement la libération de testostérone (la leptine diminue la sécrétion de T des testicules, même en dépit d'une activité accrue de la GnRH), provoquant à nouveau un hypogonadisme. Par conséquent, les meilleures concentrations de leptine seraient dans la plage normale basse. Pas par hasard, cela se produit généralement chez les individus maigres qui sont bien nourris.

En plus de ces effets périphériques, la leptine a montré les interactions suivantes avec d'autres hormones:

• La leptine augmente la GnRH à l'hypothalamus

• La leptine diminue la testostérone au niveau des testicules

• Les glucocorticoïdes augmentent la leptine plasmatique

• L'activité SNS (épinéphrine) diminue la leptine plasmatique

• La testostérone diminue la leptine plasmatique

• L'insuline agit avec la leptine en stimulant les mêmes populations neuronales

• L'insuline augmente l'expression du gène Ob

• La ghréline entre en concurrence avec la leptine au niveau central, avec des actions opposées à celles de la leptine

• La leptine et l'insuline sensibilisent le cerveau postérieur à l'hormone anorexigène CCK

• Les adipocytokines suivantes (hormones libérées par l’adipose) peuvent également interagir avec la leptine:

Résistine - adipocytokine qui peut réguler la sensibilité à l'insuline

Adiponectine - améliore la fonction de l'insuline - augmente avec l'insuline et diminue avec l'obésité - augmente l'UCP2 dans le muscle - augmente la protéine de transport des acides gras - augmente l'acyl CoA oxydase - diminue la teneur en triglycérides dans le foie et le muscle

L'adipsine - se trouve proportionnellement à l'adiposité - est nécessaire à la synthèse de l'ASP (protéine stimulant l'acylation - est impliquée dans l'absorption et l'estérification du TAG et de l'AF) - stimule la synthèse du TAG plus que l'insuline

Quel est ce son? Oh, c'est la cloche! Je voudrais résumer rapidement la leçon de cette semaine. Tout d'abord, la leptine est libérée de nombreux tissus périphériques, mais le principal acteur est l'adipeux blanc. Une fois libérée, la leptine a toutes sortes d'effets divergents sur les systèmes périphériques du corps, dont beaucoup viennent juste d'être découverts. Ces effets périphériques comprennent des interactions avec de nombreuses hormones du corps ainsi que des interactions avec le muscle squelettique, le système immunitaire et le système reproducteur. En outre, la leptine agit de manière centrale afin de remuer une soupe de neurotransmetteurs de produits chimiques stimulant les repas et réduisant les repas. Ces effets centraux et périphériques sont importants à comprendre car ils sont ultimement responsables des changements métaboliques avec l'alimentation ainsi que du gain et de la perte de poids.

Donc, la classe est maintenant rejetée pour cette semaine. Mais ne manquez pas la conférence de la semaine prochaine. Je passerai en revue certaines des études importantes sur l'alimentation et discuterai de certaines données récentes montrant comment les injections de leptine recombinante peuvent réellement aider à prévenir le déclin métabolique associé au régime.