Leptiini

Leptiini on peptidihormoni, 167 aminohappoa sisältävä 16-kDa:n kokoinen proteiini (valkuaisaine). Leptiini on siis luonteeltaan tulehdusta aiheuttava sytokiini, mikä selittää sen moninaisia haittavaikutuksia terveydelle. Alkoholin runsas käyttö, kortisonilääkitys ja insuliinin käyttö tyypin 2 diabeteksen hoitona lisäävät leptiiniä. Nämä havainnot selittävät sitä, että alkoholi, kortisoni ja insuliiini lihottavat. Leptiinin liikaeritystä voidaan onneksi vähentää monin keinoin, joista kerron tässä katsauksessa.

Vuonna 1953 G. C. Kennedy esitti teorian, jonka mukaan rasvakudoksesta kulkeutuu aivoihin verenkierron välityksellä viestiaine, jonka avulla keho pystyy säätelemään pitkällä tähtäimellä painoaan ja erityisesti rasvan määrää, muun muassa kylläisyyttä muuttamalla. Nyt tiedämme, että tällainen aine on todella olemassa. Se on leptiini. Leptiini on tulehdusta aiheuttava (proinflammatorinen) sytokiini, mikä selittää sen moninaisia haittavaikutuksia terveydelle.

Leptiini löydettiin ja kloonattiin vuonna 1994. Hormonin nimi tulee kreikankielisestä sanasta leptós (= laiha). Rasvakudos ei olekaan pelkkää varastotavaraa – kuten ennen uskottiin – vaan aktiivinen elin, joka syntetisoi ihmisen energian tuotantoa, ruokahalua ja muita elintoimintoja säätäviä yhdisteitä, kuten leptiiniä. Ylipainoisten ihmisten ravskudos erittää liikaa leptiiniä, jolloin ihminen voi tulla resistentiksi tälle leptinin vaikutukselle, ja ruokahalu voi vain lisääntyä. Painonhallinnassa on siis kyse leptiinin sopivasta erityksestä rasvasoluista.

Kuinka leptiiniä syntyy?

Leptiiniä syntyy ihmisen ja muiden nisäkkäiden rasvasoluissa (adiposyyteissä) ns. lihavuusgeenin (obesity-geenin) vaikutuksesta. Leptiini välittää aivojen hypothalamukselle tietoa elimistön rasvavarastojen määrästä. Se säätelee muun muassa talviunta nukkuvien eläinten aineenvaihduntaa, energiankulutusta ja rasvakerroksen määrää. Leptiini lisää kudoksissa olevien rasvahappojen hapettumista (härskiintymistä), joka puolestaan tuottaa vapaita radikaaleja ja aiheuttaa sekä pitää yllä tulehdustilaa elimistössä.

"Leptiini huijaa elimistöä olemaan onnellinen laihdutuksen jälkeen", sanoo tohtori Michael Rosenbaum, New Yorkin Columbia-yliopiston tutkija. Hänen työryhmänsä on havainnut, että liian vähäinen leptiinipitoisuus tekee painonhallinnan vaikeaksi laihdutuksen jälkeen ja että sopiva leptinimäärä auttaa painonhallinnassa. Leptiinä siis tarvitaan tietty määrää, muttei liikaa. Leptiini osallistuu aivoissa hermosignaalien kulkuun; se on välttämätöntä myös oppimisessa ja tiedonkäsittelyssä ja sen tallentamisessa muistiin. Rasvasolut tuottavat leptiiniä unen aikana. Vuorotyötä tekevät ovat taipuvaisia lihomaan, koska heidän leptiinintuotantonsa on epäsäännöllistä.

Leptiini siirtyy rasvasoluista verenkiertoon

Entä kuinka leptiini pääsee rasvasoluista verenkiertoon? Se tapahtuu siten, että leptiini stimuloi angiogeneesiä eli uudisverisuonten muodostusta ja tekee näistä poikkeavista verisuonista huokoisia, jolloin muun muassa hormonit pääsevät kudoksista vereen. Leptiini säätää itse omaa pitoisuuttaan verenkierrossa lisäämällä angiogeneenisten suonten läpäisykykyä; niiden sanotaan muuttuvan suorastaan hyperpermeabileiksi (permeabilitetti = läpäisykyky). Mitä enemmän rasvasolut tuottavat leptiiniä, sitä huokoisempia ja läpäisevämpiä nämä uudissuonet ovat, ja sitä enemmän leptiiniä pääsee rasvakudoksesta verenkiertoon. Veren leptiinipitoisuus lisääntyy tilapäisesti kirurgisten leikkausten jälkeen niin aikuisilla kuin lapsilla.

Leptiinin määrä veressä

Ihmisen veressä kiertävän leptiinin pitoisuus on suoraan verrannollinen henkilön painoindeksiin, joka kuvastaa elimistön rasvavarastojen määrää. Toisin sanoen, mitä enemmän rasvaa, sitä korkeampi leptiinipitoisuus (katso seuraava taulukko). Ylipainoisten ihmisten - niin lasten kuin aikuistenkin - seerumin leptinipitoisuus on usein jopa moninkertainen normaalipainoisiin verrattuna (2, 35, 40). Mitä enemmän rasvasolut tuottavat leptiiniä, sitä enemmän sitä kiertää veressä. Kohonnut leptiini liittyy erityisesti vyötärölihavuuteen, mikä on terveydelle haitallisin lihavuuden muoto. Tuore tutkimus osoitti, että vyötärölihavuus nostaa poikien verenpainetta.

Lihavan ihmisen veren leptiinipitoisuus nousee jo siitä, että hän näkee ruokaa ja syljen eritys alkaa. Tulee vesi kielelle. Leptiinin pitoisuus on yhteydessä myös syömistä ja näläntunnetta säätelevän aivoalueen (hypotalamuksen) verenkiertoon. Aivojen kuvantamismenetelmin on havaittu, että lihavat ihmiset reagoivat eri tavalla ruuan näkemiseen kuin normaalipainoiset: Lihavien ihmisten aivoverenkierto vilkastuu, normaalipainoisten ei.

Jo vauvana saadun ravinnon laatu vaikuttaa veren leptiinipitoisuuteen ainakin toistakymmentä vuotta, ehkä koko ihmisen eliniän. Tämä havainto saa vahvistusta uudesta tutkimuksesta.

Miten leptiini saadaan vähenemään?

Laihdutus ja liikunta vähentävät veren ja kudosten liiallista leptiiniä. Tutkimusten mukaan seerumin leptiini vähenee paaston jälkeen ja kun energian muutoin saantia rajoitetaan eli ihminen (tai koe-eläin) muuttaa ruokavaliotaan kevyemmäksi.

Paaston aikana veressä kiertävä leptiinipitoisuus alenee, mikä käynnistää hormonaalisia muutoksia, jotka auttavat immuunijärjestelmäämme sopeutumaan paastoon. Paasto vaikuttaa usein edullisesti immuunijärjestelmän toimintaa, muun muassa nivelreumassa, mutta leptiinin anto (lääkkeenä) kumoaa nämä edulliset (immunosuppressiiviset) vaikutukset.

Liikunta vähentää seerumin leptiinin pitoisuutta; se alenee esimerkiksi maratonjuoksun ja 12 viikon aerobisen kuntoilun jälkeen. Mitä kovempi fyysinen kuormitus, sitä enemmän leptiini alenee. Liikunnan myönteiset vaikutukset terveyteen voivat siis ainakin osittain välittyä juuri leptiinin alenemisen kautta.

Konjugoitu linolihappo (CLA) alentaa leptiinin määrää veressä ja parantaa leptiinireseptoreiden toimintaa ja vähentää TNF-alfaa. Silloin energiaa kuluu (kaloreita palaa) enemmän ja tulehdus vähenee. Samoin vihreä tee alentaa seerumin leptiinin pitoisuutta ja ehkäisee elimistön tulehdusreaktioita. Myös karnosiini toimii leptiinin vastavaikuttajana.

Leptiini, insuliiniresistenssi ja diabetes

Leptiini vaikuttaa moniin muihin hormoneihin, todennäköisesti keskushermoston kautta. Se estää insuliinin tuotantoa haiman ß-soluissa, mikä voi myötävaikuttaa aikuistyypin diabeteksen puhkeamiseen. Leptiini lisää insuliiniherkkyyttä koe-eläimillä, mutta sen vaikutusta ihmisen insuliiniherkkyyteen ei vielä tunneta. Lihominen ja leptiinin kohoaminen liittyy yleisesti aikuistyypin sokeritautiin, jolloin sen liitännäistautien riski kasvaa. Suurella osalla lihavista lapsista ja nuorista on poikkeava sokerinsietokyky eli glukoosi-intoleranssi ,johon liittyy insuliiniresistenssi. Ne taas liittyvät veren kohonneeseen leptiiniin.

Leptiini ja luukato

Leptiini säätää luustossa luuta muodostavien osteoblastisolujen toimintoja, ja seerumin leptiini korreloi suoraan ikääntyvien naisten luun tiheyteen. Diabetes saattaa lisätä luukadon vaaraa leptiinin välityksellä. Diabeteetikkojen riski sairastua osteoporoosiin on tunnetusti suurempi kuin ei-diabeetikoilla.

Leptiini ja muut hormonit

Leptiini estää lisämunuaisen kuorikerroksen hormonin, kortisolin, eritystä. Lisäksi leptiini säätää kasvuhormonin eritystä, kilpirauhasen toimintaa sekä lisääntymishormonien eritystä. Leptiini ei suoranaisesti säädä estrogeenia, mutta on kuitenkin ilmeisesti sen kanssa jonkinlaisessa vuorovaikutuksessa.

Sydän- ja verisuonitauti, diabetes

Veren koholla olevan leptiini lisää sydän- ja verisuonitautien, erityisesti sydäninfarktin ja muiden sydänkohtausten vaaraa. Kohonnut seerumin leptiini on itsenäinen sepelvaltimotaudin riskitekijä. Mitä suurempi veren leptiinipitoisuus, sitä korkeampi on myös verenpaine. Verenpaineen haittavaikutukset verisuonistoon saattavatkin selittyä – ainakin osittain – juuri leptiinin avulla. Liika leptiini aiheuttaa sydänlihassolujen sairaalloista suurenemista, hyperplasiaa.

Diabeetikolla on huomattavasti muita ihmisiä suurempi riski sairastua ja kuolla verisuonitauteihin. Leptiini antaa myös tälle tunnetulle seikalle selityksen, sillä leptiini ja lihavuus sekä leptiini ja insuliini liittyvät toisiinsa. Leptiini lisää insuliiniresistenssiä, mikä on sokeritaudin esiaste. Ubikinoni (100 mg/vrk) parantaa tyypin 2 diabetesta sairastavien naisten hormonitasapainoa (Gholami ym. 2018).

Liikakilojen laihduttaminen (jolloin veren leptiinipitoisuus alenee) on entistä tärkeämpää näiden tautien ennaltaehkäisyssä ja hoidossa. Myös muut tulehdusta osoittavat "markkerit", kuten CRP ja IL-6 ovat ylipainoisilla koholla, ja ne lisäävät sydän- ja verisuonitautien vaaraa. Laihdutus alentaa näitä haitallisia aineita. Laihdutus saa siis aikaan monia terveyttä edistäviä muutoksia samanaikaisesti.

Syöpätaudit - angiogeneesi

Angiogeneesi tarkoittaa patologisten uusien verisuonten kasvua, erityisesti syöpätaudeissa.. Ylipaino lisää ylipainoisten naisten rintasyövän ja ylipainoisten miesten eturauhassyövän riskiä. Noin 30.000 ruotsalaismiehen terveysseurannassa havaittiin merkitsevä yhteys jo lievänkin ylipainon, leptiinin ja eturauhassyövän välillä. On todennäköistä, että tulevissa tutkimuksissa havaitaan vastaavia yhteyksiä leptiinin ja muidenkin syöpätyyppien kesken.

Entä miten leptiini sitten lisää syövän riskiä? Asiaa on tutkitaan erityisesti Tukholman Karoliinisen Instituutin angiogeneesilaboratoriossa. Siellä (ja muualla) on saatu selville, että leptiini stimuloi ja kiihdyttää uusverisuonten syntyä eli angiogeneesiä synergisesti muiden verisuonten kasvutekijöiden (FGF-2 ja VEGF) kanssa. Leptiini ilmeisesti lisää muiden angiogeneesiä stimuloivien tekijöiden aktiviteettia. Leptiini stimuloi verisuonen sisäseinämän endoteelisolujen proliferaatiota (lisääntymistä), joka on angiogeneesissä välttämätön tapahtuma. Angiogeneesin avulla uinuvassa tilassa oleva mikroskooppisen pieni syöpä alkaa kasvaa ja leviää muualle elimistöön, kun veren leptiinipitoisuus nousee (ihmisen lihoessa). Kasvain kehittää itselleen oman verisuoniston ja se saa verenkierron, joka tuo sille happea ja ravintoa. Syöpä lähettää etäpesäkkeensä näiden poikkeavien, angiogeneenisten, huokoisten suonten kautta. Ilman angiogeneesiä syöpä jää nuppineulan pään kokoiseksi, eikä siitä aiheudu ihmiselle vaaraa.

Koska leptiini ja eräät muutkin hormonit (esim. kasvuhormoni) ja adiponektiinin puute stimuloivat angiogeneesiä, on lihavuutta alettu pitää angiogeneesistä riippuvana tilana. Sen hoidoksi voidaan suositella angiogeneesin estäjiä, kuten vihreää teetä ja monia muita luonnonaineita. Leptiini selittää - ainakin osittain - miksi ylipaino altistaa tietyille syöpätaudeille.

Syöpätaudit – vitamiinit – leptiini

A- ja D-vitamiini, retinoidit ja karotenoidit toimivat leptiinin vastavaikuttajina. Tämä mekanismi selittää näiden vitamiinien syöpää ehkäisevää ja se leviämistä estävää vaikutusta. Mekanismista ei kenelläkään ollut mitään tietoa muutama vuosi sitten, jolloin vitamiinien nauttimista ruuan lisänä ja varsinkin niiden antoa syöpäpotilaille vastustettiin eräillä tahoilla kiivaastikin. Nyttemmin esimerkiksi Tampereella professori Pentti Tuohimaan johtamissa tutkimuksissa on havaittu, että suomalaisilla miehillä on yleisesti puutetta D-vitamiinista, ja että puute lisää eturauhassyöpää, erityisesti sen aggressiivista muotoa. D-vitamiini estää suolistosyöpää eri mekanismilla. D-vitamiinin tarve syövän ehkäisyssä vain on paljon suurempi kuin nykyinen viranomaissuositus (7,5 µg/vrk).

Leptiini säätää lisääntymistä

Tyttöjen normaali kuukautiskierto alkaa vasta, kun rasvakudosta (joka on pääasiassa triglyseridejä) on kertynyt riittävästi. Leptiinin puutteesta kärsivien hiirten hedelmättömyys on voitu korjata antamalla niille leptiiniä. Ihmisillä, joilta leptiini tai leptiinisignaalia välittävä reseptori ei toimi kunnolla, jää sukuelinten kehitys vajavaiseksi, johtuen hypothalamuksen toiminnanhäiriöstä.

Ennen murrosikää veren leptiinipitoisuus alkaa nousta. Naisten leptiinipitoisuus nousee miehiä korkeammalle. Jos tytöllä havaitaan leptiinin puute, voidaan sitä antaa hoitona, jolloin sukuhormonien eritys käynnistyy. Raskauden aikana veren leptiini kohoaa ja myös istukka erittää leptiiniä. Sen arvellaan olevan tärkeää äidin aineenvaihdunnalle ja sikiön kehitykselle. Napanuoran verestä mitattu leptiinipitoisuus on suhteessa vastasyntyneen painoon.

Leptiinillä on osoitettu muitakin vaikutuksia terveyteen: se säätelee verisolujen ja verisuonten muodostusta, neste - ja elektrolyyttitasapainoa ja T-soluvälitteistä immuniteettia.

Muita ruokahalun säätäjiä

Greliini on nälkähormoni, jota syntyy pääasiassa mahalaukun seinämän soluissa. Sitä erittyy runsaasti tyhjällä vatsalla, jolloin nälkä kasvaa; mahan täyttyessä eritys vähenee ja nälkä häviää. (Greliinin löytyminen ja sen erityksen tutkimus selittää sitä, miksi kuidut ovat tehokkaita apukeinoja laihdutettaessa: Ne turpoavat mahassa ja täyttävät vatsaa, jolloin greliinin eritys vähenee mahalaukun seinämien soluissa.)

Muita tunnettuja ruokahalua säätäviä yhdisteitä ovat dopamiini, serotoniini, neuropeptidi Y (NPY), PYY-hormoni, asetyylikoliini, melaniini, typpioksidi, sytokiinit, adiponektiini, okseksiinit A ja B, obestatiini ja insuliini sekä aivojen insuliinireseptorit. Kaikkien näiden yhteisvaikutus säätää syömistä ja ruokahalua.

Gholami M, Zarei P, Sadeghi Sedeh B, Rafiei F, Khosrowbeygi A. Effects of coenzyme Q10 supplementation on serum values of adiponectin, leptin, 8-isoprostane and malondialdehyde in women with type 2 diabetes. Gynecological Endocrinology. 2018 Jun 22:1-5. doi: 10.1080/09513590.2018.1481944.
Mizuno NK, Rogozina OP, Seppanen CM, et al. Combination of intermittent calorie restriction and eicosapentaenoic acid for inhibition of mammary tumors. Cancer Prevention Research (Phila). 2013 Apr 2. PubMed