УДК 576.367:611.018.26]: 616-056.52-092

АПОПТОЗ АДИПОЦИТОВ И МЕХАНИЗМЫ ЛЕПТИН-ЗАВИСИМОЙ РЕГУЛЯЦИИ ОЖИРЕНИЯ И ИЗБЫТОЧНОЙ МАССЫ ТЕЛА (СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ)

Залесский В.Н., Великая Н.В.

Институт кардиологии им. Н.Д. Стражеско АМН Украины, г. Киев
Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев

SUMMARY. Leptin, a hormone produced in adipocytes, plays a vital role in the regulation of body energy content. Suppression of food intake is an important centrally mediated effect of leptin; however leptin also functions both centrally and peripherally via the mechanisms of energy expenditure controls. Recent evidence indicates that leptin actions via by triggering an apoptotic process that results in adipocyte deletion. Adipose tissue from rats given cerebral ventricular injections of leptin demonstrated characteristic features of apoptosis, including internucleosomal fragmentation of genomic DNA, elevated level of DNA strand breaks and reduction in total DNA content and cellular volume. These findings demonstrate that leptin acts via the central nervous system to regulate body energy content, not only by controlling food intake and energy expenditure, but also by regulated the number of adipose cells and optimization of the pharmaceutical and parapharmaceutical control methods in obesity.

Избыточная масса тела — актуальная проблема современной медицины, которая продолжает оставаться одним из главных барьеров в борьбе со многими хроническими неинфекционными заболеваниями, а также источником значительных экономических потерь. Ожидается, что количество больных с избыточной массой тела в ближайшие два десятилетия может удвоиться [1]. Жировая ткань является не только пассивным источником энергии, но и вырабатывает регуляторные белки (лептин, адипонектин, резистин, фактор некроза опухолей альфа (ФНО-a), прокоагулянтный агент (IAP), адипофилин, адипсин, агути белок, разобщающие белки и другие), являясь активным эндокринным органом [2]. Оказалось, что лептин способствует повреждению жировых клеток, инициируя апоптический процесс гибели адипоцитов [3].

Апоптоз сегодня интенсивно исследуется во многих научно-медицинских центрах благодаря его базисной роли в процессах роста, развития, дифференцировки тканей, поддержания тканевого гомеостаза и функционирования иммунной системы, а также клеточной альтерации, инициации и развития заболеваний у человека [4]. Работы по изучению запрограммированной смерти клетки отмечены как самое важное открытие в области медицины и физиологии и удостоены Нобелевской премией 2002 года. Причём у простейших данный механизм оказался в определённой степени похожим на апоптоз клеток высших животных и человека.

Апоптоз — один из фундаментальных механизмов, защищающих нас от рака и аутоиммунных заболеваний [5]. В то же время этот процесс сопровождает инфаркт миокарда, инсульт, септический шок, нейродегенеративные заболевания и ожирение организма [6—9]. В отдельных обзорах подробно изложены механизмы действия супрессоров и индукторов апоптоза [10, 11], в том числе гормона жировой ткани — лептина [2].

Ожирение способствует повышению активности симпатической нервной системы (СНС), тонуса кровеносных сосудов и сосудистого сопротивления (в результате гипертрофии гладкомышечных клеток сосудистой стенки), артериального давления; стимулирует гипертрофию кардиомиоцитов, быстрое прогрессирование атеросклероза, задержку натрия, развитие липоидного нефроза. Избыточная масса тела приводит к эндокринным нарушениям: повышению активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, гиперинсулинэмии и инсулинорезистентности, сахарному диабету второго типа, гиперкортизолэмии и другим. Ожирение модулирует метаболические эффекты: уровень свободных жирных кислот в плазме, продукцию конечных продуктов гликозилирования, уровень холестерола, содержание липопротеинов высокой-, низкой- и очень низкой плотности; активирует гемостатические (повышение оседания эритроцитов, концентрации фибриногена в плазме) и гематологические (эритроцитоз) реакции [12—14].

Среди соединений, выделяемых жировой тканью, также известны трансформирующий фактор роста (ТФР-бета), адипоцитарный белок комплемента, ангиотензиноген, простагландин-2a, инсулиноподобный фактор роста, фактор ингибирования макрофагов, глюкокортикоиды, половые гормоны и другие [14]. Адипоциты обладают рецепторами к цитокинам, гормонам, факторам роста и метаболитам.

В обзоре основное внимание уделено роли лептина, одного из секреторных белков адипоцитов, участвующего в индукции апоптоза, лептин-зависимой регуляции избыточной массы тела, а также — современным методам контроля массы тела и модуляции апоптоза адипоцитов.

Лептин-зависимая индукция апоптоза адипоцитов

Лептин — один из основных гормонов жировой ткани, контролируемым геном ob. Он играет ключевую роль в регуляции энергетического гомеостаза, сигнализируя головному мозгу о запасах жира в организме [15, 16]. Лептин взаимодействует со специфическими (гомологичными цитокиновым IL-6) рецепторами в гипоталамусе (паравентрикулярные, латеральные, вентромедиальные, дорсомедиальные ядра), что приводит к подавлению синтеза орексигенных пептидов и стимуляции анорексигенных факторов [17]. Предполагают, что растворимые формы рецепторов участвуют в транспорте лептина кровью, а "короткие" формы его рецепторов включены в процесс переноса лептина через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) [18, 19]. У женщин концентрация лептина в крови значительно выше, чем у мужчин. Кроме того, экспрессия мРНК гена ob, кодирующего лептин, зависит от ряда других факторов. Например, глюкокортикоиды повышают её, а стимуляция СНС, наоборот, снижает [18]. Сравнительно недавно у мышей был идентифицирован новый гормон адипоцитов, который получил название "резистин" ("resistin") [20, 21]. Введение резистина вызывало нарушение толерантности к глюкозе и развитие инсулинорезистентности у экспериментальных животных [21].

Механизмы действия лептина включают инициацию синтеза и выделения нейропептидных эффекторных молекул в специфических участках мозга, в том числе — нейропептид Y (NPY), меланин-концентрирующий гормон, альфа-меланоцит-стимулирующий гормон, галанин, глюкагон-зависимый пептид-1 (GLP-1) нейротензин, а также кокаин- и амфетамин-регулирующие транскрипты (CART) [22, 23]. Очевидно, что лептин активирует СНС, в то время как глюкокортикоиды тормозят активность СНС, модулируя центральные эффекты лептина [24]. Лептин повышает симпатическую активность "бурых" жировых отложений почек, подкожной ткани, надпочечников у крыс (Sprague Dawley, но не линии Zucker) [25]. Показана возможность активации лептином CART-содержащих нейронов свода мозга, которые связаны с симпатическими преганглионарными нейронами поясничного отдела спинного мозга, что подтверждает гипотезу о вовлечении этой группы нервных клеток в лептин-зависимую стимуляцию СНС [26]. Лептин индуцирует экспрессию гена разобщающего белка-1 (UCP-1) в адипоцитах "бурой" жировой ткани, что обусловлено ее симпатической иннервацией [27]. UCP-2, гомолог UCP-1, экспрессирован в белой жировой ткани и обеспечивает её метаболизм. Так, Zhon V.T. и соавт. [28] сообщили о повышении более, чем в 10 раз уровня экспрессии мРНК UCP-2 в белой жировой ткани у животных с высокими концентрациями лептина в плазме, что позволило авторам высказать предположение о медиации полученных эффектов лептин-индуцированной стимуляцией СНС.

Эффект лептина, регулирующий массу тела, обусловлен не только гипоталамическим (центральным) влиянием, но и периферическим путём, через ауто- и паракринные механизмы стимуляции липолиза в белой жировой ткани [14]. Так, введение лептина усиливало липолиз без сопутствующего повышения содержания свободных жирных кислот в плазме крови, являясь типичным проявлением ускоренной мобилизации избытка жировой ткани. Активация UCP-белков способствовала повышению проницаемости митохондриальной мембраны адипоцитов и разобщению процесса окислительного фосфорилирования [29]. Последущее усиленное повреждение триглицеридов в процессе липолиза в сочетании с разобщением процессов окисления свободных жирных кислот в жировых депо обусловлено, по мнению авторов, как отсутствием повышенного содержания их в плазме крови, так и подъёмом теплопродукции, связанной с введением в организм лептина.

Митохондрии выполняют важную роль в инициации механизмов апоптоза, сопровождая активацию проапоптической сигнализации в жировой клетке путём включения механизмов модуляции электронно-транспортной и энергетической функций митохондрий, высвобождая каспазо-зависимые белки и генерируя активные формы кислорода [30]. В эксперименте на животных инициацию запуска апоптоза адипоцитов по митохондрия-зависимому пути осуществляли методом блокирования контроля симпатических влияний [31]. При этом стимуляция альфа-1 и бета-адренорецепторов, а также повышение уровня внутриклеточного Са²⁺, цАМФ; стимуляция фосфорилирования Erk 1/2 и повышение секреции beta-FGF в адипоцитах бурой жировой ткани, способствовали промоции клеточной гибели.

Концепция ведущей роли гибели адипоцитов с помощью апоптоза в процессе существенного снижения массы жировой ткани и веса тела является сравнительно новой. Prins J.B. и соавт. [32] обнаружив, что адипоциты подвержены апоптической трансформации под влиянием депривации фактора роста или в результате слабовыраженной тепловой травмы in vitro, тем самым продемонстрировали возможный механизм клеточной потери (адипопения) в условиях in vivo. Авторы представили также подтверждения того, что в случае процесса малигнизации, ускоренная потеря массы явилась результатом повышения липолиза и апоптоз-зависимой гибели адипоцитов [33]. Niesler С. и соавт. [34] обнаружили депо-специфическую чувствительность к апоптозу преадипоцитов человека. Причём преадипоциты сальника оказались более чувствительными к проапоптическим стимулам, чем преадипоциты подкожножировой клетчатки, что свидетельствовало о различии в депо-зависимых механизмах распределения жировых клеток. У инсулин-дефектных мышей (линии ob/ob, db/db) введение стрептозооцина индуцировало трансформацию адипоцитов по проапоптическому сценарию [35]. Однако это не приводило к дезорганизации структуры жировой ткани. Таким образом, у подопытных лептин-дефицитных мышей повышалась чувствительность к инсулину путём ингибирования апоптоза, что способствовало развитию процесса ожирения.

Анализ результатов, проведенный ранее [36], показал, что внутримозговое введение лептина животным вызывало развитие апоптоза жировых клеток с одновременной активацией процесса липолиза. Сравнительно недавно в исследованиях Scislowski P.W. и соавт. [37] отмечено индуцируемое (у мышей, линия ob/ob) агонистом допаминовых рецепторов (SKF 38393) или бромокриптином повышение активности процесса окисления жирных кислот, а также — инициация апоптических изменений в адипоцитах придатков яичка и ретроперитонеальной ткани. Эти наблюдения оказались интересными в двух аспектах: (1) они явились примером процесса центрально-опосредованного апоптоза адипоцитов и (2) это подтвердило, что, по крайней мере, отдельные эффекты лептина регулируются активацией допаминэргической системы. Например, нарушения регуляции допаминэргических рецепторов гипоталамуса у db/db мышей с нечувствительностью к лептину были обусловлены мутацией генов, контролирующих функцию лептиновых рецепторов [38]. Известно также, что действие антагонистов допаминэргических рецепторов у мышей (ob/ob) вызывало снижение количества потребляемой пищи (аппетита), массы тела, триглицеридов, свободных жирных кислот и инсулина на фоне относительного повышения синтеза протеинов. Кроме того, у людей, ведущих подвижный образ жизни, наблюдали выраженную взаимозависимость между уровнями лептина плазмы крови и допамина в цереброспинальной жидкости [39].

Апоптоз адипоцитов, инициированный введением лептина в желудочки мозга

В серии исследований были предприняты попытки изучения эффектов введения лептина в желудочки мозга тучным животным (Sprague Dawley и Zucker) с существенным ограничением пищевого рациона. Интрацистернальное болюсное введение рекомбинантного лептина приводило к дозо-зависимому снижению потребления пищи, массы тела, энергетического обмена, содержания жирных кислот у тучных животных [40]. На протяжении 24-го периода после инъекций отмечали снижение потребления пищи на 24%, 26% и 52%, в соответствии с вводимыми дозами лептина — 0,625; 2,5 и 10 мг соответственно [41]. Наблюдаемое снижение потребления пищи не было связано с реакцией на процедуру введения лептина: не отмечали изменений температурной реакции тела животных, что свидетельствовало о том, что супрессия потребления пищи не обусловлена эндотоксикозом. Внутримозговые инъекции лептина (в дозе 10 мг), осуществляемые ежедневно на протяжении 5 суток, вызывали существенный расход энергии по сравнению с контролем, что свидетельствовало не только о замедлении процесса потребления пищи, но также о редукции запасов жировых депо [40].

Полученные подтверждения:
- быстрого снижения запасов жировой ткани в ответ на лептин-индуцированную нагрузку (по сравнению с контролем);
- дальнейшего замедления процесса пополнения жировых депо позволили авторам [32] выдвинуть гипотезу о наличии лептин-активированного апоптического процесса в адипоцитах.

Последующее изучение генома (ДНК), изолированного из адипоцитов белой жировой ткани (при действии лептина) методом гель-электрофореза, подтвердило наличие "лестничной" структуры межнуклеарного повреждения ("расщепления") ДНК, являющейся отличительной особенностью апоптоза [42]. Методом ELISA (с использованием моноклональных антител, специфических для нуклеосомных эпитопов) обнаружен выход моно- и олигонуклеосомных фрагментов ДНК из ядра в цитоплазму апоптически изменённых адипоцитов [43]. Клеточная ДНК, изолированная из адипоцитов трёхмесячных лептинобработанных крыс, отличалась повышенной оптической плотностью по сравнению с контролем. Аналогичное двукратное повышение оптической плотности ДНК в растворе было зарегистрировано в экстрактах ДНК из жировой ткани восьмимесячных животных, получавших лептин. Подтверждения лептин-активированного апоптоза адипоцитов были получены также методом TUNEL ("концевого" мечения молекулы ДНК с помощью ДНК-полимеразы) in situ, с использованием окраски пероксидазой хрена [42]. В то же время изменения ДНК-фрагментов не наблюдали в других органах и тканях (мозг, печень, сердце, почки, лёгкие, поперечнополосатая мышца), что характеризовало лептин-индуцированный апоптоз как адипоцит-специфический процесс [42].

Механизмы лептин-индуцированного апоптоза адипоцитов

Результаты многочисленных исследований последних лет подтверждают современный механизм гибели адипоцитов путём лептин-индуцированного апоптоза [32, 42, 43]. Морфологические данные убедительно продемонстрировали потерю адипоцитов на фоне появления жировых клеток с признаками конденсации хроматина, характерными для апоптической трансформации. В жировой ткани обнаружены зоны скопления "сморщенных" адипоцитов после воздействия лептина. В то же время другие авторы [44, 45, 46] не отметили возникновение некротических и/или апоптических изменений адипоцитов в процессе лептин-индуцированного липолиза.

Проведенный анализ механизмов внутриклеточных реакций показал, что апоптоз преадипоцитов крыс и зрелых адипоцитов, индуцированный цитокином TNF-a in vitro удавалось блокировать инсулином [43]. Однако, в экспериментах in vivo обнаружено снижение экспрессии гена TNF-a при внутримозговом введении лептина (5 мг/день, 5 дней) на уровне адипоцитов, но не плазмы крови. TNF-a, секретируемый адипоцитами, функционирует как "адипостат" ("adipostat") и его продукция коррелирует с массой жировых отложений [47]. Таким образом, лептин-зависимое снижение объёма жировой ткани обусловлено снижением экспрессии гена TNF-a [47]. Внутримозговое введение лептина на 70—75% повышало экспрессию белка PPAR-g в белой жировой ткани придатков яичка [49]. Активация PPAR-g способствовала индукции апоптоза разных типов клеток [48, 49]. PPAR-g-лиганды, сенсибилизированные троглидазоном, также индуцировали апоптоз. Интересен факт, что троглидазон у тучних (линия Zucker) крыс повышал количество "сморщенных" адипоцитов и снижал количество клеток крупных размеров в белой жировой ткани [50. Полученные данные свидетельствуют о том, что посттранскрипционный белок PPAR-g] и другие факторы транскрипции могут вызывать разные эффекты, включая индукцию апоптоза, в зависимости от условий внутриклеточного микроокружения.

Внутримозговое введение лептина снижало экспрессию CCAAT-усиливающих связывающую и транскрипционную активность белков (C/EBP-a, -b, -g) в белой жировой ткани придатков яичка крыс [51]. Позднее отмечена существенная роль белков C/EBPS в качестве генов-регуляторов дифференциации адипоцитов [42]. К примеру, C/EBP-a-связывающая и -транскрипционная активность оказалась характерной для ряда адипоцит-специфических генов (в том числе — SCD1, GLUT4, PEPCK, UCP и ob-генов).

Результаты, полученные на трансгенных (C/EBP-дефицитных) мышах, показали, что наличие функционирующих белков C/EBP-семейства является существенным фактором роста и развития белой жировой ткани [52]. В результате делеции C/EBP-a-гена у C/EBP-a и C/EBPS — "нокаутированных" мышей, отмечена редукция жировых депо. К тому же трансгенные животные экспрессировали доминант-негативный белок ("dominant negative protein"), который предупреждал связывание факторов транскрипции с белками семейств C/EBP и jun и тормозил развитие бурой (но не белой) жировой ткани [52]. В этой связи, функционирование белков C/EBPS рассматривали в качестве "фактора поддерживания выживания" ("survival factor"), а также — прямого или опосредованного промотирования роста и развития адипоцитов. Поэтому существенная экспрессия этих факторов транскрипции лептином может ингибировать рост адипоцитов и приводить к развитию апоптоза жировых клеток.

Белок NFkB также является важным транскрипционным фактором инициации апоптоза или промотирующим рост клеток с помощью регуляции активности соответствующих клеточных генов. Активация NF kB инициирует гибель клетки [53], главным образом, через церамид-зависимые пути апоптической сигнализации [54]. Однако NFkB может регулировать активность генов-супрессоров апоптоза [55]. Получены данные, свидетельствующие о том, что в жировой ткани у пролеченных лептином животных достигнуто двукратного повышения уровня NFkB и PNA-экспрессии по сравнению с контролем. Вышеприведенные данные подтверждают возможность запуска NFkB-зависимого лептин-индуцированного апоптоза адипоцитов.

Белок UCP-2 — гомолог UCP-семейства, активирует b-адренергическую стимуляцию термогенеза, наряду с UCP-1, обнаруженным в белой жировой ткани [27]. Negre-Salvayre А. и соавт. [56] обоснована цитопротекторная функция UCP-2 от избытка активных форм кислорода во многих (включая жировую) тканях. Внутримозговое введение лептина более чем на 50% повышало экспрессию белка UCP-2 в жировой ткани 8-ми месячных крыс, оказавшимися резистентными к лептин-медиированной апоптической потере адипоцитов. Напротив, снижение на 45% экспрессии UCP-2 отмечено у 3-х месячных животных, подверженных аналогичной обработке лептином; на 75% — потеря их жировой массы была обусловлена развитием апоптоза адипоцитов [51]. Данные наблюдения подтвердили предположение о существенной роли уровней продукции UCP-2 в адипоцитах в преобладании того или иного эффекта (апоптоз или липолиз) на жировую ткань.

На рис. 1 представлена схема возможного механизма лептин-индуцированного апоптоза адипоцитов. Каскад реакций включает последовательность событий, инициированных центральным влиянием лептина (активация гормональных или нервных путей сигнализации), которая инициирует нарушение энергетического метаболизма митохондрий с вовлечением в процесс белка ucp-2; активацией факторов nfkb; повышением уровней зависимого от ppar-g ppar-g-фосфорилирования свободных жирных кислот; снижения активности c/ebps и других звеньев путей передачи сигналов апоптоза в жировой клетке. Они включают активацию протеаз, эндонуклеаз и фосфолипаз для развития апоптической гибели адипоцитов.

Современные стратегии борьбы с ожирением и избыточной массой тела

Несмотря на то, что в процессах развития ожирения и избыточной массы тела играют роль многие факторы, в том числе генетические, причинами их распространённости считают экотоксические влияния, а также использование неадекватной диеты и снижение физической активности [58]. В основе лечения ожирения продолжают оставаться низкоэнергетическая диета и умеренные физические нагрузки. Установлено, что снижение калорийности пищи до 800—1500 ккал/сутки приводит к уменьшению массы тела в среднем на 8% за 6 месяцев [57]. Для больных умеренным ожирением (с третьим квартилем индекса массы тела, ИМТ<35 кг/м²) достаточно ограничения энергетической ценности пищи на 300—500 ккал/сутки, в то время как в более тяжёлых случаях ожирения её необходимо снижать на 500—1000 ккал/сутки. При этом пациент теряет около 0,5—1 кг в неделю [57]. Существуют также очень низкокалорийные диеты, когда энергетическую ценность пищи снижают до 250—800 ккал/сутки [58].

К сожалению, эффективность одной диетотерапии ограничена, так как при достижении намеченной массы тела не всегда удаётся удержать достигнутый эффект. Ограниченный эффект диетотерапии у больных ожирением инициирует поиск современных медикаментозных подходов к лечению.

В последние годы разработаны два препарата, применение которых разрешено для длительного курсового лечения ожирения — орлистат (ксеникал, "F. Hoffman — La Roche") и сибутрамин (меридна, "Abbot") [59, 60].

Эти лекарственные средства отличаются по механизму действия:
- первый (периферический эффект) снижает всасывание жиров в кишечнике, ингибируя активность липазы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), в результате чего около 30% триглицеридов не перевариваются и не всасываются в ЖКТ;
- второй (центральный эффект) ингибируя обратный захват норадреналина и серотонина в синапсах ЦНС, вызывает чувство насыщения и уменьшает потребление пищи.

От лекарственных средств следует отличать неконтролируемо применяемые пищевые добавки. Эффективность их в адекватных контролируемых исследованиях до настоящего времени не изучена, а польза от их применения часто преувеличена.

Лекарственные средства (орлистат и сибутрамин) при наличии их существенной клинической эффективности (доказано в многочисленных многоцентровых исследованиях), удовлетворительной переносимости и безопасности не заменяют диету, а усиливают её эффект на избыточную массу тела и другие факторы риска (повышение АД, повышение уровней холестерина, ЛПНП, ЛПВП, триглицеридов, повышение уровня глюкозы в крови) [59, 60].

Известно, что эффективная стратегия борьбы с ожирением предполагает в первую очередь устранение причин, а не последствий избыточной массы тела. Новые подходы в борьбе с избыточной массой тела основываются на данных молекулярной биологии и генетики, связаны с выяснением роли новых биохимических каскадов внутриклеточной сигнализации и поиском клеточных мишеней для фармакологических вмешательств.

Одним из новых подходов оказалась оценка действия лекарственных соединений на лептиновые рецепторы и лептин-сигнальные структуры клетки. Лекарственные средства, которые стимулируют функционирование каскадов лептин-зависимой сигнализации, могут приводить к торможению апоптоза, повышению уровня реакций метаболизма адипоцитов и потере жировой массы [61]. При развитии ожирения в результате снижения чувствительности клеток гипоталамуса к лептину низкомолекулярные лекарственные соединения, проникающие через ГЭБ и действующие на лептиновые рецепторы непосредственно или опосредовано через лептин-сигнальные системы, могут обладать существенными терапевтическими свойствами. Другим подходом в лечении ожирения может служить использование антагонистов NPY-рецепторов, которые обеспечивают влияние нейропептида Y на процесс потребления пищи. Повышение расходования энергии с помощью фармакологической стимуляции синтеза белков UCP-2 и UCP-3 может явиться дополнительным методом лечения избыточной массы тела [36, 62, 63, 64].

И, наконец, интересным подходом в контроле роста жировой ткани может явиться метод применения ингибиторов ангиогенеза для торможения роста неоваскуляризации жировой ткани [65]. Данный метод позволяет снижать количество жировых отложений путём торможения пролиферации эпителия в сосудах жировых депо и индуцировать апоптоз адипоцитов.

Заключение

Открытие в 1995 году гормона жировой ткани — лептина и его рецепторов предопределило значительный последующий интерес к научным исследованиям по проблеме контроля ожирения и избыточной массы тела, основанный на возможности клинического применения лептиновых препаратов центрального и периферического действия, корригирующих апоптоз с помощью лептина.

Изучены сверхфизиологические уровни лептина в периферической крови, позволяющие редуцировать избыточную массу тела у человека и жировую ткань у лабораторных животных. К тому же, открылись возможности так называемой "лептин-стимуляции" — метода, позволяющего оценить особенности механизма поддержки энергетического гомеостаза организма.

Апоптоз, ранее мало исследованный в адипоцитах, сегодня, по-видимому, может стать ключевым звеном в процессе потери массы жировой ткани в связи с оптимизацией применения метода лептин-стимуляции в условиях клиники. Уточнение клеточных механизмов лептин-индуцированного апоптоза адипоцитов в будущем может позволить повысить эффективность методов лечения ожирения, избыточной массы тела и других апоптоз-зависимых состояний при болезнях обмена веществ у человека.

Воздействие лептином на рецепторы мозга активирует сигнализацию гормональной и нервной системы к периферическим жировым депо. Эти сигналы инициируют каскад реакций, включающих повышение продукции и активации PPAR-g, снижение продукции белка C/EBP, нарушение метаболизма митохондрий и повышение продукции активных форм кислорода, что приводит к повышению транскрипции и активации эндонуклеаз, протеаз, фосфорилаз. Эти энзимы способствуют инициации и развитию проапоптических реакций в жировых клетках.

Литература
1. WHO/ Controlling the global obesity epidemic. World Health Organization, 2002. (http://www.who.int/nut/obs.htm).
2. Jequier E. Leptin signaling, adiposity, and energy balance//Ann. N. Y. Acad. Sci. —2002. —967. —P. 379—388.
3. Qian H., Hartzell D.L., Baile C.A.,Azain M.J. Brain administration of leptin causes deletion of adipocytes by apoptosis//Endocrinol. —1998. —139. —P. 791—794.
4. Kiechle F.I., Zhang X.B. Apoptosis biochemical aspects and clinical implications // Clin. Chimica Acta. —2002. —V.326. —№12. —P. 27—7.
5. Kaufmann S.H. Apoptosis: Pharmacological Implications and Therapeutic Opportunities. —Academic Press.: New York. —1997. —584 p.
6. Залесский В.Н., Гавриленко Т.Н. Апоптоз при ишемии и реперфузии миокарда // Врач. дело. —2002. —№1. —C. 8—15.
7. Фильченков А.А., Залесский В.Н. Апоптоз кортикальных нейронов при развитии ишемических инсультов // Нейрофизиология. —2002. —T.34, №6. —C. 468—484.
8. Залесский В.Н., Великая Н.В. Механизмы апоптоза при заболеваниях печени // Совр. проблемы токсикол. —2002. —№4. —C. 27—32.
9. Залесский В.Н., Тимченко А.С. УФО и апоптоз // Журн. АМНУ. —2002. —Том 8, №2. —C. 259—268.
10. Стойка Р.С., Фильченков А.А., Залесский В.Н. Цитокины и клетки мишени в регуляторной системе атерогенеза // Успехи совр. биологии. —2003. —Т.123, №1. —С. 82—97.
11. Фильченков А.А., Стойка Р.С. Апоптоз и рак. —К.: МОРИОН, 1999. —184 с.
12. Dyer A., Elliot P. The Intersalt study: relations of body mass index to blood pressure // J.Hum. Hypertens. —1989. —3. —P. 299—308.
13. Denke M., Sempos C., Grundy S. Excess body weight. An underrecognized contributor to dyslipidemia in white American women // Arch. Intern. Med. —1994. —154. —P. 401—410.
14. Jeguer E., Tappy L. Regulation of body weight in humans // Physiol. Rew. —1999. —79, №2. —P. 451—475.
15. Zhang Y., Proenca R., Maffei M. et al. Positional cloning of the mouse obese gene and it's human homologue // Nature. —1994. —372. —P. 425—432.
16. Maffei M., Halaas J., Ravussin E. et al. Leptin levels in human and rodent: measurement of plasma leptin and ob-RNA in obese and weight-reduced subject //Nat.Med. —1995. —1. —P. 1155—1161.
17. Tartaglin L.A., Dembski M., Weng et al. Identification and expression cloning of a leptin receptor, OB-R //Cell. —1995. —83. —P. 1263—1271.
18. Devos R., Richards J.G. Camplifield L. A. et al. OB-protein binds specifically to the choroid plexus of brain mice and rats //Proceed. Nat. Acad. Sci. USA. —1996. —93. —P. 5668—5673.
19. Elmquist J.K., Bjorback C., Ahima R.S. et al. Distribution of leptin receptor mRNA isoforms in brain //J. Comp. Neurol. —1998. —395. —P. 535—547.
20. Steppan C., Bailey S., Bhat S. et al. The hormone resistin links obesity to diabetes // Nature. —2001. —409. —P. 307—312.
21. Shuldiner A., Yang R., Gong D.W. Resistin, obesity and insulin resistance //N. Engl. J. Med. —2001. —345. —18. —P. 1345—1346.
22. Mercer J.G., Moar K.M., Findlay P.A. et al. Association of leptin receptor (OB-Rb), NPY and GLP-1 gene expression in the ovine and murine brainstem // Regul. Pept. —1998. —75. —P. 271—278.И 23. Kristensen P., Judge M.E., Thim L. Et al. Hypothalamic CART is a new anorectic peptide regulated by leptin //Nature. —1998. —393. —P. 72—76.
24. Brown M.R., Fisher L.A. Glucocorticoid suppression of sympathetic nervous system and abrenal medulla //Life Sci. —1986. —39. —P. 1003—1112.
25. Haynes W.G., Sivitz W.I. Mozgan D.A. et al. Sympathetic and cardiorenal action of leptin //Hypertension. —1997. —30. —P. 619—623.
26. Elias C.F., Lee C., Kelly J. et al. Leptin activates hypothalamic CART neurons projecting to the spinal cord //Neuron. —1998. —21. —P. 1375—1385.
27. Scarpace P.J., Matheny M. Leptin induction of UCP-1 gene expression is dependent on sympathetic innervation //Am. J. Physiol. —1998. —275. —P. 259—264.
28. Zhon Y.T., Shimabukuro M., Koyama K. Et al. Induction by leptin of uncoupling protein-2 and enzymes of fatty acid oxidation // Proceed.Nat.Acad.Sci.USA. —1997. —94. —P. 6386—6390.
29. Wojtczak L., Schoufeld P. Effect of fatty acids on energy coupling processes in mitochondria // Biochem. Biophys. Acta. —1993. —1183. —P. 41—57.
30. Lemasters J.J., Nieminen A.H., Qian T. et al. The mitochondrial permeability transition in cell death // Biochem. Biophys. Acta. —1998. —1366. —P. 177—196.
31. Lindquist J.M., Rehumark S. Ambient temperature regulation of apoptosis in brown adipose tissue. Erk a promotes norepinephrine-dependent cell survival // J. Biol. Chem. —1998. —273. —P. 30147—30156.
32. Prins J.B., Walker N.J., Winterford C.M., Cameron D.P. Apoptosis of human adipocytes in vitro // Biochem. Biophys. Res. Commun. —1994. —201. —P. 500—507.
33. Prins J.B., Walker N.J., Winterford C.M., Cameron D.P. Human adipocyte apoptosis occurs in malignancy // Biochem. Biophys. Res. Commun. —1994. —205. —P. 625—630.
34. Niesler C., Siddle K., Prins J.B. Human preadipocytes display a depot-specific susceptibility to apoptosis //Diabetes. —1998. —47. —P. 1365—1368.
35. Loftus T.M., Kuhajda F.P., Lane M.D. Insulin depletion leads to adipose-specific cell death in obese but not lean mice // Proceed. Nat. Acad. Sci. USA. —1998. —95. —P. 1416
36. Baile C.A., Delle-Fera M.A., Martin R.J. Regulation of metabolism and body fat mass by leptin // Ann. Rev. Nutr. —2000. —20. —P. 105—127.
37. Scislowski P.W., Jetton T.L. Dopamin receptor agonist treatment increases apoptosis and fatty acid oxidation of the white adipose tissue in ob/ob mice // Diabetes. —1999. —48 (suppl 1). —P. 266.
38. El-Refai M.R., Chan T.M. Possible involvement of a hypothalamic dopaminergic receptor in development of genetic obesity in mice // Biochem. Biophys. Acta. —1986. —880. —P. 16—25.
39. Hagan M.M., Havel P.J., Secley R.J. et al. Cerebrospinal fluid and plasma leptin measurement: covariability with dopamine and cortisol in fasting humans // J. Clin. Endocrinol. Metab. —1998. —84. —P. 3579—3585.
40. Wang T., Hartzell D.L., Rose B.C. et al. Metabolic responses to intracerebroventricular leptin and restricted fidding // Physiol. Behav. —1999. —65. —P. 839—848.
41. Hulsey M.G., Lu H., Wang T. Martin R.J. Intracerebroventricular administration of mouse leptin in rats // Physiol. Behav. —1998. —64. —P. 445—455.
42. Gullicksen P.S., Della-Fera M.A., Baile C.A. Leptin-induced adipose apoptosis: implications for body weight regulation.//Apoptosis. —2003. 8. —P. 327—335.
43. Nisoli E., Briscini L., Giordano A. et al. TNF-a mediates apoptosis of brown adipocytes and defective brown adipocyte function in obesity // Proceed. Nat. Acad.Sci.USA. —2000. —97. —P. 8033—8038.
44. Qian H., Azain M.J., Hartzell D.L., Baile C.A. Increased leptin resistance as rats grow to maturity // Proceed. Soc. Exp. Biol. Med. —1998. —219. —P. 160—165.
45. Sarmiento V., Benson B., Kaufmann S. et al. Morphologic and molecular changes induced by recombinant human leptin in the white and brown adipose tissue of C₅₇ bl/6 mice // Lab. Invest. —1997. —77. —P. 243—256.
46. Zhon Y.T., Wang Z.W., Higa M. et. al. Reversing adipocite differentiation: inmplications for treatment of obesity //Proc. Nat. Acad. Sci. USA. —1999. —96. —P. 2391—2395.
47. Argiles I.M., Lopes-Soriano J. Jorney from cachexia to obesity by TNT // FASEB J. —1997. —11. —P. 743—751.
48. Clay C.E., Namen A.M., Atsumi G. et al. Influence of series prostaglandines on apoptosis and tumorigenesis of breast cancer cells //Carcinogenesis. —1999. —20. —P. 1905—1911.
49. Bishop-Bailey D., Hea T. Endothelial cell apoptosis induced by the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) ligand 15-deoxy-delta 12, 14-prostaglandin J2 // J. Biol. Chem. —1999. —274. —P. 17042—17048.
50. Okuno A., Tamemoto H., Tobe K. et al. Troglitazone increases the number of small adipocytes without the change of white adipose tissue mass in obese Zucker rats // J. Clin. Invest. —1998. —101. —P. 1354—1361.
51. Qian H., Hausmann C.J., Compton M.M. et al. Leptin regulation of peroxisome proliferator-activated receptor-п, TNF and uncoupling protein-2 expression in adipose tissue // Biochem. Biophys. Res. Comm. —1998. —246. —P. 660—667.
52. Moitra J., Mason M.M., Olive M. et al. Life without white fat: a transgenic mouse // Genes Dev. —1998. —12. —P. 3168—3181.
53. Hsu H., Shu H.B., Pan M.C., Goeddel D.V. TRADD-TRAF2 and TRADD-FADD interactions define two distinct TNF receptor 1 signal transduction pathways // Cell. —1996. —84. —P. 299—308.
54. Obeid L.M., Hannun Y.A. Ceramide: a stress signal in mediator of growth suppression and apoptosis // J. Cell Biochem. —1995. —58. —P. 191—198.
55. Mayo M.W., Wang C.Y., Cogswell P.C. et al. Requirement of NF-kB activation to suppress p 53-independent apoptosis induced by oncogenic Ras // Science. —1997. —278. —P. 1812—1815.
56. Negre-Salvayre A., Hirtz C., Carrera G. et al. A role for uncoupling protein-2 as a regulator of mitochondrial peroxide generation // FACEB J. —1997. —11. —P. 809—815.
57. Clinical guidelines on the identification, evaluation, and treatment of overweight and obesity in adults. The evidence report // NIH. Publ.: —Bethesda. —1998. —№98. -36 p.
58. Yanovsky S., Yanovsky J. Obesity //N. Engl. Med. —2002. —346. —8. —P. 591—602.
59. Kelley D., Bray G., Xavier F. et al. Clinical efficacy of orlistat therapy in overweight and obese patients with insulin-treated type 2 diabetes // Diabetes- 2002. —25. —P. 1033—1041.
60. Luque C., Rey J. The discovery and status of sibutramine as an anti-obesity drugs // Eur. J. Pharmacol. —2002. —440. 1P.119—128.
61. Clapham J.C., Arch J.R. Anti-obesity drugs: a critical review of current therapeutic and future opportunities // Pharmac. Ther. —2001. —89. —P. 81—121.
62. Ahima R.S., Osei S.Y. Molecular regulation of eating behavior: new insights and prospects for therapeutic strategies // Trends Mol. Med. —2001. —7. —P. 205—213.
63. Ravussian E., Bonchard C. Human genomics and obesity: finding appropriate drug targets // Eur. J. Pharmac. —2000. —420. —P. 131—134.
64. Chiesi M., Huppertz C., Hotbaner K. Pharmacotherapy of obesity-targets and perspectives // Trends Pharm. Sci. —2000. —22. —P. 247—254.
65. Rupnik M.A., Panigrahy D., Zhang C.Y. Adipose tissue mass can be regulated through the vasculature // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. —2002. —99. —P. 10730—10735.