Leptin ist ein Hormon, das Signale an das Gehirn sendet, um mitzuteilen, ob der Körper ernährt oder verhungert ist. Damit diese Signale übertragen werden können, muss an den entsprechenden Gehirnzellen ein molekularer Schalter vorhanden sein, um das Signal zu empfangen. Solche Schalter sind Proteine, die als Rezeptoren bekannt sind. Es gibt eine Reihe solcher Leptinrezeptoren, die auf das Molekül reagieren. Außer dem Gehirn können auch andere Gewebe auf diese Verbindung reagieren, und es gibt eine Vielzahl von Formen solcher Rezeptoren im menschlichen Körper.
Während Insulin seit den frühen 1900er Jahren als Hormon bekannt ist, das den Energiestoffwechsel beeinflusst, wurde Leptin erst 1994 entdeckt. Wenn die Hormone des Körpers richtig funktionieren, signalisiert es dem Gehirn, wenn der Körper genügend Energie hat. Ursprünglich als ein neuer Weg postuliert, um Menschen beim Abnehmen zu helfen, haben sich die Auswirkungen als weitaus komplizierter herausgestellt als erwartet. Viele verschiedene Gewebe des Menschen haben Leptinrezeptoren, und die Verbindung hat eine Vielzahl von Auswirkungen auf die menschliche Physiologie.
Die ursprüngliche Entdeckung von Leptin stammte von mutierten Mäusen, die stark fettleibig waren. Es wurde festgestellt, dass ihnen das Gen fehlt, um die Verbindung oder den Rezeptor zu produzieren. Bei Mäusen ist das Gen für den Leptinrezeptor als db bekannt. Genetische Studien zeigten, dass die Gene für das Hormon und seinen Rezeptor zwischen Organismen stark konserviert sind.
Beim Menschen ist das Gen für die Leptinrezeptoren als LEP-R bekannt. Es gibt eine kleine Gruppe von Menschen auf der Welt, die an einer Mutation dieses Rezeptors leidet. Krankhafte Fettleibigkeit ist das Ergebnis dieser Mutation.
Um ein Signal von außerhalb der Zelle ins Innere zu transportieren, muss der Rezeptor die Plasmamembran der Zelle passieren. Viele Rezeptoren haben eine Reihe von Schleifen innerhalb der Membran. Die Leptinrezeptoren haben nur eine Domäne durch die äußere Zellmembran ins Zellinnere. Wenn Leptin an die Oberfläche des Rezeptors bindet, aktiviert es eine Veränderung der Struktur des Rezeptors innerhalb der Zelle. Dies führt zu einer Signalkaskade, die zu Veränderungen des Hormonstoffwechsels führt.
Ein Produkt wird aus dem Gen hergestellt, aber es wird während des Prozesses der Umwandlung von DNA in seine endgültige Proteinform zu vielen verschiedenen Arten von Leptinrezeptoren verarbeitet. Diese Rezeptoren variieren in der Länge des Proteins, das sich innerhalb der Zelle erstreckt. Der Gehirnrezeptor, der auf Signale aus dem fetthaltigen Fettgewebe reagiert, unterscheidet sich von den anderen durch eine lange Ausdehnung des Proteins innerhalb der Zelle. Es wurde festgestellt, dass einige Formen des Rezeptors löslich sind und nicht mit der Zellmembran verbunden sind.
Neuere Forschungen haben gezeigt, dass Leptin Auswirkungen auf den Stoffwechsel anderer Gewebe hat, einschließlich der Lunge, der Niere und der Prostata. Die Leptinrezeptoren in diesen Bereichen haben viel kürzere intrazelluläre Regionen. Einige Studien haben dieses Hormon mit der Entwicklung bestimmter Krebsarten in Verbindung gebracht. Zukünftige Forschungen werden zweifellos noch viel mehr über zusätzliche Wirkungen dieses Hormons auf die menschliche Physiologie aufdecken.