Leptin og regulering av kroppsvekt

I velferdssamfunnet er fedme er en av de viktigste og utbredte risikofaktorer for uførhet og tidlig død. Det forgår derfor en rekke forskningsprosjekter for å forstå årsakene til fedmen og hvordan den best kan unngås eller behandles. I den siste ukes lesning kom jeg over en god oversiktsartikkel om dette emnet.

Kroppen vår har en et reguleringssystem for å holde vår kroppsvekt på et stabilt nivå. En viktig faktor i dette systemet er hormonet leptin. Det produseres i fettvevet, kommer over i blodet, og påvirker hjernens hypothalamus. I hypothalamus er det leptin-reseptorer. Når leptin binder seg til disse, vil dette føre til økt vekst av kroppen og til et økt energiforbruk. Fettvevets produksjon av leptin er stort sett avhengig av fettvevets størrelse, og produksjonen påvirkes av endringer i fettvevets mengde. Avtar mengden av fettvev, vil leptin produksjonen gå ned og dette fører til nedsatt energiforbruk og økt appetitt slik at fettvevet bygges opp igjen. Når mengden av fettvevet øker, vil leptin produksjonen øke og dette fører til nedsatt appetitt og et økt energiforbruk.

Hos normalvektige individer fungerer dette systemet bra, og kroppsvekten holder seg på et stabilt og normalt nivå. Men hos overvektige og fete mennesker er dette systemet ute av sin normale kontroll. Leptin virker dårligere hos fete enn hos normale. Vi kan si at overvektige mennesker har en slags leptin-resistens. Det er analogt med at individer med diabetes type 2 har en insulin-resistens.

Dersom vi visste mer om hva som fører til denne leptin-resistensen, ville vi ha bedre muligheter til å forstå hvorfor overvekt opptrer og grunnen til at den er så vanskelig å bli kvitt. W.W. Pen og M.G. Myers jr. diskuterer disse problemstillingene i en glimrende oversiktsartikkel i Nature Reviews Neuroscience (1).

Tilgjengelige data tyder på at leptin-funksjonene primært virker for å forhindre en lav kroppsvekt og ikke til å forhindre en økning av kroppsvekten. Indirekte forteller det oss at leptin-systemet er der for at vi ikke skal bli for magre og derved ufruktbare. Leptin-systemet er altså en slags reguleringsmekanisme for slekters overlevelse og kan derfor sees på som en del av de mekanismene som er grunnlaget for evolusjonen.

Med hilsen fra

 

Kaare R. Norum

 

1.W.W.Pan & M.G. Myers jr.: Leptin and the maintenance of elevated body weight. In: Nature Reviews Neuroscience 19, 95-105 (1918). doi:10.1038/nrn2017.168

Bukspyttkjertelens insulinproduksjon øker etter en faste-periode.

En lengre sult-periode fører til at mange typer vev skrumper og/eller mister sin funksjon. Ved fornyet tilgang til adekvat føde vil organene kunne regenereres og gjenoppta sine tidligere funksjoner. Denne regenerasjonen blir satt i gang av cellulære mekanismer som minner om de som satte i gang den opprinnelige utviklingen av organet.

Cheng og medarbeidere (1) ville prøve om en faste og deretter adekvat føde kunne bidra til å bedre funksjon av de cellene i bukspyttkjertelen som danner insulin. Disse cellene kalles bukspyttkjertelens beta-celler.

Forskerne brukte mus med diabetes, både sukkersyke type 1 og type 2, som forsøksdyr. De satte dyrene på en kalorifattig diett, som ikke inneholdt noe av karbohydrater og protein, men litt fett. Denne dietten fremkaller de samme regulatoriske endringer som en total faste, men er jo lettere å gjennomføre, både hos forsøksdyr og mennesker med sukkersyke.

Hos mus med sukkersyke, begge typer, førte denne mattilførselen etter en faste til en økt insulinproduksjon og en bedre regulering av blodsukkeret.  Maten førte til endringer i signalsubstanser og vekstvilkår i bukspyttkjertelens insulinproduserende celler. Disse endringene minner, som nent, om det man ser under den normal utviklingen av slike celler i fosterlivet.

Funnene til Cheng og medarbeidere reiser det interessante spørsmål om en slik faste med etterfølgende adekvat mattilførsel også hos mennesker med diabetes, kan føre til en bedret funksjon av de insulinproduserende cellene i bukspyttkjertelen. I innledende forsøk fant forskerne endringer i signalsubstanser som tyder på at mennesker med diabetes type 1 reagerer omtrent som mus, på en faste og deretter adekvat med mat. I alle fall er det viktig å få mer kjennskap til de signalsubstanser og vekstfaktorer som stimulerer beta-cellene.

Det artige med denne undersøkelsen er at før insulinet kom på markedet, var den vanlige behandlingen av pasienter med sukkersyke en streng karbohydratfattig kost med ganske meget fett. I dag har vi fått en slags vitenskapelig forståelse at den dietten man brukte før 1920-tallet, var viktig for å stimulere bukspyttkjertelens beta-celler til en bedre insulinproduksjon.

  1. Chia-Wei Cheng og medarbeidere:Fasting-Mimicking Diet Promotes Ngn3-Driven β-Cell Regeneration to Reverse Diabetes. In: Cell//10.1016/j.cell. 2017.01.040.

 

Hilsen  fra

Kaare R. Norum

Morsmelk: det naturlige er det beste

Binyrebarkens hormoner er viktige regulatorer for vår metabolisme ,- vårt stoffskifte. Et av de viktigste hormonene som dannes i binyrebarken, er kortison.

Relasjonen mellom binyrebarkhormoner og spebarnsutvikling er ganske kompleks, avhengig av hormonenes konsentrasjon og når de virker i svangerskapet. Mors kortison øker gradvis under svangerskapet, og spesielt mener en at den markerte økningen i mors kortisol i blodet de siste ukene før fødselen betyr meget for spebarnets utvikling av lungevevet og for modningen av fosterets tarmer, slik at tarmtottene forlenges og derved øker tarmenes evne til å ta opp viktig føde.

Det er funnet at økt næringsopptak under avvenningsperioden fører til en mindre fare for utvikling av overvekt senere i livet. Dette er det vist hos forsøksdyr. Men hvordan er dette for mor og spebarn som får morsmelk? Det er i flere sammenliknende undersøkelser funnet at amming beskytter mot senere overvekt hos 2-åringer og at overvekt hos småbarn gir økt fare for fedme og overvekt senere i livet.

Jennifer Hahn-Holbrook og medarbeidere (1) stilte seg spørsmålet om morsmelkens innhold av kortison hadde noen innflytelse på kroppsvekt i de første to leveårene. Deres undersøkelse omfatter 51 mødre som ga sine barn (25 gutter og 26 piker) morsmelk gjennomsnittlig i 11 måneder, de siste månedene med noe tilleggs føde. Forskerne fulgte alle barna i 2 år, og de ble målt og veid etter 3,6,12 og 24 måneder. Prøver av morsmelkene ble tatt hver tredje måned, og melkens innhold av kortison ble målt.

Spedbarn som ved 3 måneders alder var eksponert for morsmelk med høy konsentrasjon av kortison fikk signifikant mindre kroppsvekt ved 2 års alder enn barn som fikk morsmelk med lavt innhold av dette binyrebarkhormonet.  Denne positive utviklingen var mer uttalt hos pikebarn enn hos smågutter.

Dette er en studie som viser hvor viktig der er å gi barnet det som naturen selv har funnet ut, og at selv ikke de beste erstatninger er fullverdige.

Funnene kan være med å forklare det fenomen at barn som har fått morsmelk er mindre tilbøyelige til å utvikle overvekt og fedme  når de vokser opp. Det er noe bra med metabolske signaler som settes i svært ung alder!

Dette blir antagelig årets siste blogg fra meg. Takk for alle dere som følger med hva en eldre professor finner av interesse i den aktuelle vitenskapelige litteratur. Jeg sier som den japanske kunstner og filosof HOKUSAI  sa i 1833: Det gjelder å holde det gående!

  1. Hahn-Holbrook og medarbeidere: Cortisol in Human Milk Predicts Child BMI. In: Obesity. 24:2471-74.  doi:10.1002/oby.21682.

Hilsen fra

Kaare R. Norum, som ønsker alle sine lesere en riktig god jul !

Interaksjon mellom fettvev og kreftceller i benmargen.

Fettvevet var lenge betraktet bare som et passivt lager for energi, og som det var OK å ha litt av, men egentlig ikke så greit å ha for meget av. Cellene i fettvevet, de kalles adipocytter, ble lenge betraktet som ganske uinteressante. Men i de senere år har man funnet ut at fettcellene produserer en rekke viktige substanser som kan regulere eller påvirke andre celler; fettvevet produserer altså noen hormoner. Adipocyttene dannes av noen forstadier som finnes i fettvev, og disse pre-adipocyttene har også evnen til å lage hormonliknende stoffer og vekstfaktorer. En samlebetegnelse for disse aktive stoffene som dannes i fettvev, er adipokiner.  Jeg skrev en del om slike stoffer i min blogg som ble publisert den 5. august i 2014 (1).

Blodkreft, også kalt leukemi, er ikke sjelden. Både barn, ungdom og voksne kan få leukemi. Det finnes en rekke typer av leukemier, klassifiseringen av blodkreften er avhengig av hva slags hvite blodceller kreften har sitt utgangspunkt fra.

Tidligere var diagnosen leukemi omtrent det samme som en dødsdom. Leukemiene var ondartede og førte ofte ganske raskt til at pasientene mistet livet. I dag er behandlingen av leukemier meget bedre. De fleste barne-leukemier, og mange typer leukemier hos voksne kan faktisk helbredes, selv om behandlingen kan være meget ubehagelig.

Men en type blodkreft, som opptrer i benmargen, og som utgår fra såkalte plasmaceller, er meget vanskelig å behandle. Denne blodkreften kalles myelomatose eller benmargskreft. Kreften oppstår og sprer seg i benmargen og kan angripe selve bensubstansen med meget plagsomme benbrudd til følge.

Myelomatosecellene lever og vokser i benmargen og danner komplekse interaksjoner med benmargens normale celler. Det er derfor naturlig å spørre om adipokiner fra benmargens fettceller og deres forstadier påvirker myelomatosecellene i benmargen, og om myelomatosen kan påvirke cellene i benmargens fettvev.

T.N. Trotter og medarbeidere, som forsker ved University of Alabama i Birmingham ved «Center for Metabolic Bone Disease» har lenge vært opptatt med disse spørsmål. I en omfattende og interessent artikkel i American Journal of Pathologi  (2) kan de vise at benmargens fettceller, både de modne og deres forstadier, påvirkes av myelomatoseceller. Faktisk har pasienter med myelomatose mer fettvev i benmargen enn normale mennesker. Dette økte fettvevet i pasientenes benmarg kommer av at deres benmarg inneholder flere pre-adipocytter enn normalt og at de modne, fullt utviklete fettcellene i benmargen til myelomatosepasientene er større enn normalt.  Dette skyldes at myelomcellene produserer vekstfaktorer eller substanser som stimulerer cellene benvevets fettvev til å formere seg.

Trotter og medarbeidere brukte en kombinasjon av flere metoder til å vise at myelomatosecellene både førte til en økte fettcelledannelse, og at det økte antallet av fettceller førte til en raskere vekst av myelomatosecellene, altså av kreftcellene. Dette skyldtes at fettvevcellene produserte vekstfaktorer som gjorde det lettere for kreftcellene som hadde sitt utspring i de bloddannende cellene, å dele seg. Forskerne fant altså at det var en ganske intim interaksjon mellom fettceller og blodmargens kreftceller.

Resultatene fra Trotter og medarbeidere kan kanskje føre til nye veier å angripe kreftsykdommen myelomatose på. Det ville være meget bra, fordi myelomatose er en kreftform som til nå har vært meget vanskelig å helbrede.

(1)Pottiterog brød.: Fettvev har mange funksjoner, Kaare R. Norums ernæringsblogg 5. august 2014.

(2)Trotter TN,, Gibson JTSherpa TLGowda PSPeker DYang Y.: Adipocyte-Lineage Cells Support Growth and Dissemination of Multiple Myeloma in Bone. In Am J Pathol. 2016 Sep 17. pii: S0002-9440(16)30292-9. doi: 10.1016/j.ajpath.2016.07.012.

 

Hilsen

 

Kaare R. Norum

1. Oktober 2016