La leptina (del griego λεπτός leptos , «delgado», «ligero» o «pequeño»), también conocida como proteína de la obesidad , [ 6 ] es una hormona proteica producida predominantemente por los adipocitos (células del tejido adiposo ). Su función principal probablemente sea regular el equilibrio energético a largo plazo . [ 7 ]
Como uno de los principales indicadores del estado energético, los niveles de leptina influyen en el apetito , la saciedad y las conductas motivadas orientadas al mantenimiento de las reservas de energía (por ejemplo, la alimentación y la búsqueda de alimento).
La cantidad de leptina circulante se correlaciona con la cantidad de reservas de energía, principalmente triglicéridos almacenados en el tejido adiposo. El cerebro interpreta los niveles altos de leptina como una alta reserva de energía, mientras que los niveles bajos indican una baja reserva de energía, adaptando así el organismo a la inanición mediante diversos cambios metabólicos, endocrinos, neurobioquímicos y conductuales. [ 8 ]
La leptina está codificada por el gen LEP . Los receptores de leptina se expresan en diversos tipos de células cerebrales y periféricas. Estos incluyen receptores celulares en los núcleos arqueado y ventromedial , así como en otras partes del hipotálamo y neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral , mediando así la alimentación . [ 9 ] [ 10 ]
Aunque la regulación de las reservas de grasa se considera la función principal de la leptina, también desempeña un papel en otros procesos fisiológicos, como lo demuestran sus numerosos sitios de síntesis además de las células adiposas y los muchos tipos de células, más allá de las hipotalámicas, que poseen receptores de leptina . Muchas de estas funciones adicionales aún no se han definido completamente. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
En la obesidad , se produce una disminución de la sensibilidad a la leptina (similar a la resistencia a la insulina en la diabetes tipo 2 ), lo que resulta en una incapacidad para detectar la saciedad a pesar de las altas reservas de energía y los altos niveles de leptina. [ 17 ]
Efectos

La leptina, la hormona que regula el gasto energético, es producida principalmente por las células adiposas , por lo que se la denomina específica de estas células . En el contexto de sus efectos , los términos «central» , «directo » y «primario» no se utilizan indistintamente. En relación con la hormona leptina, la distinción entre central y periférica se refiere a la porción hipotalámica del cerebro frente a la localización no hipotalámica de su acción ; la distinción entre directa e indirecta se refiere a la presencia o ausencia de un intermediario en su mecanismo de acción ; y la distinción entre primaria y secundaria es una descripción arbitraria de una función particular de la leptina. [ 18 ]
- Lugar de acción
- El principal lugar de acción ( efecto ) de la leptina, hormona específica de las células adiposas, es el hipotálamo , una parte del cerebro que forma parte del sistema nervioso central. Los órganos que no son hipotalámicos y que actúan sobre la leptina se denominan órganos periféricos . La importancia relativa de las interacciones centrales y periféricas de la leptina varía según el estado fisiológico y entre especies. [ 19 ]
- Modo de acción
- La leptina actúa directamente sobre los receptores de leptina en la membrana celular de diferentes tipos de células en el cuerpo humano en particular, y en los vertebrados en general. El receptor de leptina se encuentra en una amplia gama de tipos celulares. Es un receptor de citocinas de tipo I con un único dominio transmembrana , [ 20 ] una clase especial de receptores de citocinas . Además, la leptina interactúa con otras hormonas y reguladores de energía, mediando indirectamente los efectos de: insulina , glucagón , factor de crecimiento similar a la insulina , hormona del crecimiento , glucocorticoides , citocinas y metabolitos . [ 19 ]
- Función
- La función principal de la hormona leptina es la regulación de la masa del tejido adiposo mediante efectos mediados por el hipotálamo central sobre el hambre , el uso de la energía de los alimentos , el ejercicio físico y el balance energético . Fuera del cerebro, en la periferia del cuerpo, las funciones secundarias de la leptina son: la modulación del gasto energético, la modulación entre el metabolismo fetal y materno, y su papel como factor permisivo en la pubertad, activador de las células inmunitarias, activador de las células beta de los islotes pancreáticos y factor de crecimiento.
Sistema nervioso central

En los vertebrados, el sistema nervioso consta de dos partes principales: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El efecto principal de las leptinas se produce en el hipotálamo , que forma parte del sistema nervioso central. Los receptores de leptina se expresan no solo en el hipotálamo, sino también en otras regiones cerebrales, especialmente en el hipocampo . Por lo tanto, algunos receptores de leptina en el cerebro se clasifican como centrales (hipotalámicos) y otros como periféricos (no hipotalámicos).
Según los conocimientos científicos actuales, los efectos generales de la leptina en el sistema nervioso central son:
- Se ha demostrado que la deficiencia de leptina altera las proteínas cerebrales y las funciones neuronales de los ratones obesos, lo cual puede restaurarse mediante la inyección de leptina [ 21 ].
- La señalización del receptor de leptina en el hipocampo mejora el aprendizaje y la memoria [ 22 ] Se ha demostrado que el tratamiento con leptina mejora el aprendizaje y la memoria en modelos animales. [ 22 ]
- En humanos, los niveles bajos de leptina plasmática circulante se han asociado con cambios cognitivos relacionados con la anorexia, [ 23 ] la depresión y la enfermedad de Alzheimer [ 24 ].
- Estudios en modelos de ratones transgénicos de la enfermedad de Alzheimer han demostrado que la administración crónica de leptina puede mejorar la patología cerebral y el rendimiento cognitivo, [ 25 ] al reducir el β-amiloide y la Tau hiperfosforilada, [ 26 ] [ 27 ] dos características distintivas de la patología de Alzheimer.
Generalmente, se cree que la leptina ingresa al cerebro a través del plexo coroideo , donde la expresión intensa de una forma de molécula receptora de leptina podría actuar como un mecanismo de transporte. [ 28 ]
El aumento de los niveles de melatonina provoca una regulación negativa de la leptina, [ 29 ] sin embargo, la melatonina también parece aumentar los niveles de leptina en presencia de insulina , lo que provoca una disminución del apetito durante el sueño. [ 30 ] La privación parcial del sueño también se ha asociado con una disminución de los niveles de leptina. [ 31 ]
Los ratones con diabetes tipo 1 tratados con leptina o leptina más insulina, en comparación con los tratados solo con insulina, presentaron mejores perfiles metabólicos: el azúcar en sangre no fluctuó tanto; los niveles de colesterol disminuyeron; se formó menos grasa corporal. [ 32 ]
Hipotálamo

La leptina actúa sobre los receptores del hipotálamo lateral para inhibir el hambre y sobre los del hipotálamo medial para estimular la saciedad. [ 33 ]
- En el hipotálamo lateral, la leptina inhibe el hambre [ 34 ] mediante
- contrarrestando los efectos del neuropéptido Y , un potente promotor del hambre secretado por células en el intestino y en el hipotálamo.
- contrarrestando los efectos de la anandamida , otro potente promotor del hambre que se une a los mismos receptores que el THC.
- En el hipotálamo medial, la leptina estimula la saciedad [ 35 ] mediante
- promoviendo la síntesis de α-MSH , un supresor del hambre.
Así, una lesión en el hipotálamo lateral causa anorexia (debido a la falta de señales de hambre) y una lesión en el hipotálamo medial causa hambre excesiva (debido a la falta de señales de saciedad). [ 33 ] Esta inhibición del apetito es a largo plazo, a diferencia de la rápida inhibición del hambre por la colecistoquinina (CCK) y la supresión más lenta del hambre entre comidas mediada por PYY3-36 . La ausencia de leptina (o su receptor) conduce a hambre incontrolada y la consiguiente obesidad. El ayuno o seguir una dieta muy baja en calorías reduce los niveles de leptina. [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] Los niveles de leptina cambian más cuando la ingesta de alimentos disminuye que cuando aumenta. [ 40 ] La dinámica de la leptina debido a un cambio agudo en el balance energético puede estar relacionada con el apetito y, eventualmente, con la ingesta de alimentos en lugar de las reservas de grasa. [ 41 ] [ 42 ]
- Controla la ingesta de alimentos y el gasto energético actuando sobre receptores en el hipotálamo mediobasal . [ 43 ]
La leptina se une a las neuronas del neuropéptido Y (NPY) en el núcleo arqueado , disminuyendo así su actividad. La leptina envía señales al hipotálamo, lo que produce una sensación de saciedad. Además, las señales de la leptina pueden facilitar la resistencia a los alimentos ricos en calorías. [ 44 ]
La activación del receptor de leptina inhibe el neuropéptido Y y el péptido relacionado con agouti (AgRP), y activa la hormona estimulante de los melanocitos α (α-MSH). Las neuronas NPY son un elemento clave en la regulación del hambre; pequeñas dosis de NPY inyectadas en el cerebro de animales de experimentación estimulan la alimentación, mientras que la destrucción selectiva de las neuronas NPY en ratones les provoca anorexia. Por el contrario, la α-MSH es un importante mediador de la saciedad, y las diferencias en el gen del receptor de α-MSH están relacionadas con la obesidad en humanos.
La leptina interactúa con seis tipos de receptores (Ob-Ra–Ob-Rf, o LepRa-LepRf), que a su vez están codificados por un único gen, LEPR . [ 45 ] Ob-Rb es la única isoforma del receptor que puede señalizar intracelularmente a través de las vías de transducción de señales JAK-STAT y MAPK , [ 46 ] y está presente en los núcleos hipotalámicos . [ 47 ]
Una vez que la leptina se une al receptor Ob-Rb, activa el STAT3, que se fosforila y viaja al núcleo para producir cambios en la expresión génica, siendo uno de los principales efectos la regulación negativa de la expresión de los endocannabinoides , responsables del aumento del hambre. [ 48 ] En respuesta a la leptina, se ha demostrado que las neuronas receptoras se remodelan, cambiando el número y los tipos de sinapsis que se activan sobre ellas.
Sistema circulatorio
En experimentos con ratones se demostró el papel de la leptina y sus receptores en la modulación de la actividad de las células T y del sistema inmunitario innato. Modula la respuesta inmunitaria a la aterosclerosis, de la cual la obesidad es un factor predisponente y el ejercicio un factor atenuante. [ 49 ] [ 50 ]
La leptina exógena puede promover la angiogénesis al aumentar los niveles del factor de crecimiento endotelial vascular .
La hiperleptinemia producida por infusión o transferencia genética adenoviral disminuye la presión arterial en ratas. [ 51 ] [ 52 ]
Se ha demostrado que las microinyecciones de leptina en el núcleo del tracto solitario (NTS) provocan respuestas simpático-excitatorias y potencian las respuestas cardiovasculares a la activación del quimiorreflejo. [ 53 ]
pulmón fetal
En el pulmón fetal , la leptina se induce en los fibroblastos intersticiales alveolares ("lipofibroblastos") por la acción de la PTHrP secretada por el epitelio alveolar formativo ( endodermo ) bajo una tensión moderada. La leptina del mesénquima , a su vez, actúa sobre el epitelio en el receptor de leptina presente en los neumocitos alveolares tipo II e induce la expresión de surfactante, que es una de las funciones principales de estos neumocitos tipo II. [ 54 ]
Sistema reproductor
Ciclo ovulatorio
En ratones, y en menor medida en humanos, la leptina es necesaria para la fertilidad masculina y femenina . Los ciclos ovulatorios en las mujeres están vinculados al balance energético (positivo o negativo dependiendo de si la mujer está perdiendo o ganando peso) y al flujo energético (cuánta energía se consume y se gasta) mucho más que al estado energético (niveles de grasa). Cuando el balance energético es muy negativo (lo que significa que la mujer está pasando hambre) o el flujo energético es muy alto (lo que significa que la mujer está haciendo ejercicio a niveles extremos, pero aún así consume suficientes calorías), el ciclo ovárico se detiene y las mujeres dejan de menstruar. Solo si una mujer tiene un porcentaje de grasa corporal extremadamente bajo, el estado energético afecta la menstruación. Los niveles de leptina fuera del rango ideal pueden tener un efecto negativo en la calidad de los óvulos y el resultado durante la fertilización in vitro . [ 55 ] La leptina participa en la reproducción al estimular la hormona liberadora de gonadotropina del hipotálamo . [ 56 ]
Embarazo
La placenta produce leptina. [ 57 ] Los niveles de leptina aumentan durante el embarazo y disminuyen después del parto. La leptina también se expresa en las membranas fetales y el tejido uterino. Las contracciones uterinas son inhibidas por la leptina. [ 58 ] La leptina desempeña un papel en la hiperémesis gravídica ( náuseas matutinas severas del embarazo), [ 59 ] en el síndrome de ovario poliquístico , [ 60 ] y la leptina hipotalámica está implicada en el crecimiento óseo en ratones. [ 61 ]
Lactancia
Se ha encontrado leptina inmunorreactiva en la leche materna humana; y se ha encontrado leptina de la leche materna en la sangre de animales lactantes. [ 62 ]
Pubertad
La leptina junto con la kisspeptina controla el inicio de la pubertad. [ 63 ] Los altos niveles de leptina, como los que se observan habitualmente en mujeres obesas, pueden desencadenar una cascada neuroendocrina que resulta en una menarquia temprana. [ 64 ] Esto puede eventualmente conducir a una estatura más baja , ya que la secreción de estrógeno comienza durante la menarquia y causa el cierre temprano de las epífisis .
Hueso
El papel de la leptina en la regulación de la masa ósea se identificó en el año 2000. [ 65 ] [ 66 ] La leptina puede afectar el metabolismo óseo mediante señalización directa desde el cerebro. La leptina disminuye el hueso esponjoso , pero aumenta el hueso cortical . Esta "dicotomía cortico-esponjoso" puede representar un mecanismo para aumentar el tamaño del hueso y, por lo tanto, la resistencia ósea, para hacer frente al aumento de peso corporal. [ 67 ]
El metabolismo óseo puede ser regulado por la actividad simpática central, ya que las vías simpáticas inervan el tejido óseo. [ 68 ] Se han encontrado varias moléculas de señalización cerebral ( neuropéptidos y neurotransmisores ) en el hueso, incluyendo adrenalina , noradrenalina , serotonina , péptido relacionado con el gen de la calcitonina , péptido intestinal vasoactivo y neuropéptido Y. [ 68 ] [ 69 ] La leptina se une a sus receptores en el hipotálamo, donde actúa a través del sistema nervioso simpático para regular el metabolismo óseo. [ 70 ] La leptina también puede actuar directamente sobre el metabolismo óseo a través de un equilibrio entre la ingesta de energía y la vía IGF-I. [ 67 ] [ 71 ] Existe un potencial para el tratamiento de enfermedades de la formación ósea, como la consolidación deficiente de fracturas, con leptina. [ 72 ]
Sistema inmunitario
Los factores que afectan agudamente los niveles de leptina también influyen en otros marcadores de inflamación, como la testosterona, el sueño, el estrés emocional, la restricción calórica y los niveles de grasa corporal. Si bien está bien establecido que la leptina participa en la regulación de la respuesta inflamatoria , [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] se ha teorizado además que el papel de la leptina como marcador inflamatorio es responder específicamente a las citocinas inflamatorias derivadas del tejido adiposo .
En términos de estructura y función, la leptina se asemeja a la IL-6 y es miembro de la superfamilia de las citocinas . [ 5 ] [ 74 ] [ 76 ] La leptina circulante parece afectar el eje HPA , lo que sugiere un papel de la leptina en la respuesta al estrés. [ 77 ] Las concentraciones elevadas de leptina se asocian con recuentos elevados de glóbulos blancos tanto en hombres como en mujeres. [ 78 ]
De forma similar a lo que se observa en la inflamación crónica, los niveles crónicamente elevados de leptina se asocian con la obesidad, la sobrealimentación y las enfermedades relacionadas con la inflamación, como la hipertensión , el síndrome metabólico y las enfermedades cardiovasculares . Si bien la leptina se asocia con la masa grasa corporal, el tamaño de las células adiposas individuales y la sobrealimentación, no se ve afectada por el ejercicio (en comparación, la IL-6 se libera en respuesta a las contracciones musculares ). Por lo tanto, se especula que la leptina responde específicamente a la inflamación derivada del tejido adiposo. [ 79 ] La leptina es un factor proangiogénico, proinflamatorio y mitogénico, cuyas acciones se refuerzan mediante la interacción con las citocinas de la familia IL-1 en el cáncer. [ 80 ] También se han demostrado altos niveles de leptina en pacientes con neumonía por COVID-19. [ 81 ]
En este sentido, el aumento de los niveles de leptina (en respuesta a la ingesta calórica) funciona como un mecanismo de respuesta proinflamatoria aguda para prevenir el estrés celular excesivo inducido por la sobrealimentación. Cuando una ingesta calórica elevada sobrecarga la capacidad de las células adiposas para crecer o aumentar en número en proporción a la ingesta calórica, la respuesta de estrés resultante provoca inflamación a nivel celular y almacenamiento ectópico de grasa, es decir, el almacenamiento poco saludable de grasa corporal en órganos internos, arterias y/o músculos. El aumento de insulina en respuesta a la carga calórica provoca un incremento de leptina dependiente de la dosis, un efecto potenciado por niveles elevados de cortisol. [ 82 ] (Esta relación insulina-leptina es notablemente similar al efecto de la insulina sobre el aumento de la expresión génica y la secreción de IL-6 de los preadipocitos de manera dependiente del tiempo y la dosis). [ 83 ] Además, se ha observado que las concentraciones plasmáticas de leptina aumentan gradualmente cuando se administra acipimox para prevenir la lipólisis , a pesar de la dieta hipocalórica concurrente y la pérdida de peso. [ 84 ] Estos hallazgos parecen demostrar que las altas cargas calóricas que exceden la capacidad de almacenamiento de las células grasas conducen a respuestas de estrés que inducen un aumento de la leptina, que luego actúa como una señal de parada de la inflamación derivada del tejido adiposo para el cese de la ingesta de alimentos, de modo que se evita que la inflamación derivada del tejido adiposo alcance niveles elevados. Esta respuesta puede entonces proteger contra el proceso dañino del almacenamiento ectópico de grasa, lo que tal vez explique la conexión entre los niveles crónicamente elevados de leptina y el almacenamiento ectópico de grasa en individuos obesos. [ 85 ]
La leptina aumenta la producción de leucocitos mediante acciones en el nicho hematopoyético, una vía que es más activa en ratones y humanos sedentarios en comparación con individuos físicamente activos. [ 50 ]
Localización del gen y estructura de la hormona
El gen Ob(Lep) (Ob de obeso, Lep de leptina) se encuentra en el cromosoma 7 en los humanos. [ 86 ] La leptina humana es una proteína de 16 kDa de 167 aminoácidos.
Mutaciones
Una mutación en la leptina humana se describió por primera vez en 1997, [ 87 ] y posteriormente se describieron seis mutaciones adicionales. Todos los afectados provenían de países del este y presentaban variantes de leptina no detectadas por la técnica inmunorreactiva estándar, por lo que sus niveles eran bajos o indetectables. La octava mutación, descrita más recientemente y reportada en enero de 2015 en un niño de padres turcos, es única porque se detecta mediante la técnica inmunorreactiva estándar, donde los niveles de leptina están elevados; sin embargo, la leptina no activa el receptor de leptina, por lo que el paciente presenta una deficiencia funcional de leptina. [ 88 ] Estas ocho mutaciones causan obesidad extrema en la infancia, con hiperfagia . [ 88 ]
Disparates
Una mutación sin sentido en el gen de la leptina que produce un codón de parada y la consiguiente falta de producción de leptina se observó por primera vez en ratones. En el gen del ratón, la arginina-105 está codificada por CGA y solo requiere un cambio de nucleótido para generar el codón de parada TGA. El aminoácido correspondiente en humanos está codificado por la secuencia CGG y requeriría el cambio de dos nucleótidos para producir un codón de parada, lo cual es mucho menos probable. [ 15 ]
Desplazamiento de fotogramas
Se ha observado una mutación recesiva con cambio de marco de lectura que produce una reducción de la leptina en dos niños consanguíneos con obesidad juvenil. Un estudio de 2001 realizado en 13 personas con una mutación heterocigota con cambio de marco de lectura conocida como delta-G133 reveló que presentaban niveles de leptina en sangre inferiores a los del grupo de control. Se observó una mayor tasa de obesidad en estos individuos, con un 76 % que presentaba un IMC superior a 30, en comparación con el 26 % del grupo de control. [ 89 ]
Polimorfismos
Una revisión del proyecto Human Genome Equivalent (HuGE) de 2004 analizó estudios sobre la relación entre las mutaciones genéticas que afectan la regulación de la leptina y la obesidad. Revisaron un polimorfismo común en el gen de la leptina (A19G; frecuencia 0,46), tres mutaciones en el gen del receptor de la leptina (Q223R, K109R y K656N) y dos mutaciones en el gen PPARG (P12A y C161T). No encontraron asociación entre ninguno de los polimorfismos y la obesidad. [ 90 ]
Un estudio de 2006 encontró un vínculo entre el genotipo común LEP-2548 G/A y la obesidad mórbida en aborígenes taiwaneses , [ 91 ] [ 92 ] pero un metaanálisis de 2014 no lo hizo, [ 92 ] sin embargo, este polimorfismo se ha asociado con el aumento de peso en pacientes que toman antipsicóticos. [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]
El polimorfismo LEP-2548 G/A se ha relacionado con un mayor riesgo de cáncer de próstata, [ 96 ] diabetes gestacional, [ 97 ] y osteoporosis. [ 98 ]
Se han encontrado otros polimorfismos raros, pero su asociación con la obesidad no es consistente. [ 90 ]
Transversión
En enero de 2015 se informó de un único caso de mutación de transversión homocigótica del gen que codifica la leptina. [ 88 ] Esta mutación provoca una deficiencia funcional de leptina con altos niveles circulantes de leptina. La transversión (c.298G → T) sustituyó el ácido aspártico por tirosina en la posición 100 (p.D100Y). La leptina mutante no pudo unirse ni activar el receptor de leptina in vitro , ni en ratones deficientes en leptina in vivo . Se detectó en un niño de dos años con obesidad extrema e infecciones recurrentes de oído y pulmón. El tratamiento con metreleptina produjo un cambio rápido en el comportamiento alimentario, una reducción de la ingesta energética diaria y una pérdida de peso sustancial. [ 88 ]
Sitios de síntesis
La leptina se produce principalmente en los adipocitos del tejido adiposo blanco . También se produce en el tejido adiposo marrón , la placenta (sincitiotrofoblastos), los ovarios , el músculo esquelético , el estómago (la parte inferior de las glándulas fúndicas ), las células epiteliales mamarias , la médula ósea , [ 19 ] las células principales gástricas y las células P/D1 . [ 99 ]

niveles en sangre
La leptina circula en la sangre en forma libre y unida a proteínas. [ 100 ]
Variación fisiológica
Los niveles de leptina varían exponencialmente, no linealmente, con la masa grasa. [ 101 ] [ 102 ] Los niveles de leptina en sangre son más altos entre la medianoche y la madrugada, lo que podría suprimir el apetito durante la noche. [ 103 ] El ritmo circadiano de los niveles de leptina en sangre puede verse modificado por el horario de las comidas. [ 104 ]
En condiciones específicas
En los seres humanos, se observan muchos casos en los que la leptina se disocia de su función estricta de comunicar el estado nutricional entre el cuerpo y el cerebro y deja de correlacionarse con los niveles de grasa corporal:
- La leptina desempeña un papel fundamental en la respuesta adaptativa a la inanición. [ 105 ] [ 106 ]
- El nivel de leptina disminuye después de un ayuno a corto plazo (24-72 horas), incluso cuando no se observan cambios en la masa grasa. [ 107 ] [ 108 ] [ 109 ]
- El nivel sérico de leptina se reduce por la privación del sueño . [ 110 ] [ 111 ]
- Los niveles de leptina aumentan paradójicamente en la obesidad . [ 85 ]
- El nivel de leptina aumenta con el estrés emocional . [ 112 ]
- El nivel de leptina se reduce crónicamente con el entrenamiento físico . [ 113 ] [ 114 ] [ 115 ]
- El nivel de leptina disminuye con el aumento de los niveles de testosterona y aumenta con el aumento de los niveles de estrógeno . [ 116 ]
- El nivel de leptina aumenta con la insulina . [ 117 ]
- La liberación de leptina aumenta con la dexametasona . [ 118 ]
- En pacientes obesos con apnea obstructiva del sueño , el nivel de leptina está aumentado, pero disminuye después de la administración de presión positiva continua en las vías respiratorias . [ 119 ] [ 120 ] Sin embargo, en individuos no obesos, el sueño reparador (es decir, de 8 a 12 horas de sueño ininterrumpido) puede aumentar la leptina a niveles normales.
En mutaciones
Todas las mutaciones conocidas de la leptina, excepto una, se asocian con niveles sanguíneos de leptina inmunorreactiva bajos o indetectables. La excepción es una leptina mutante descrita en enero de 2015 que no es funcional, pero se detecta con métodos inmunorreactivos estándar. Se encontró en un niño de 2 años y medio con obesidad mórbida que presentaba altos niveles de leptina circulante sin efecto sobre los receptores de leptina, por lo que tenía una deficiencia funcional de leptina. [ 88 ]
Papel en la enfermedad
Obesidad

Aunque la leptina reduce el apetito como señal circulante, las personas obesas generalmente presentan una mayor concentración circulante de leptina que las personas con peso normal debido a su mayor porcentaje de grasa corporal . [ 16 ] Estas personas muestran resistencia a la leptina, similar a la resistencia a la insulina en la diabetes tipo 2 , y los niveles elevados no logran controlar el hambre ni modular su peso. Se han propuesto varias explicaciones para este fenómeno. Un factor importante que contribuye a la resistencia a la leptina son los cambios en la señalización del receptor de leptina, particularmente en el núcleo arcuato . Sin embargo, no se cree que la deficiencia o los cambios importantes en el propio receptor de leptina sean una causa principal. Los triglicéridos que atraviesan la barrera hematoencefálica (BHE) pueden inducir resistencia a la leptina y a la insulina en el hipotálamo. [ 22 ] Los triglicéridos también pueden afectar el transporte de leptina a través de la BHE. [ 22 ]
Estudios sobre los niveles de leptina en el líquido cefalorraquídeo (LCR) proporcionan evidencia de la reducción de la leptina que atraviesa la barrera hematoencefálica y llega a objetivos relevantes para la obesidad, como el hipotálamo, en personas obesas. [ 121 ] En humanos se ha observado que la proporción de leptina en el LCR en comparación con la sangre es menor en personas obesas que en personas con un peso normal. [ 122 ] La razón de esto puede ser los altos niveles de triglicéridos que afectan el transporte de leptina a través de la barrera hematoencefálica o debido a la saturación del transportador de leptina. [ 121 ] Aunque se observan déficits en la transferencia de leptina del plasma al LCR en personas obesas, todavía se encuentra que tienen un 30% más de leptina en su LCR que los individuos delgados. [ 122 ] Estos niveles más altos de LCR no previenen su obesidad. Dado que la cantidad y calidad de los receptores de leptina en el hipotálamo parecen ser normales en la mayoría de los humanos obesos (según lo determinado por estudios de ARNm de leptina), [ 123 ] es probable que la resistencia a la leptina en estos individuos se deba a un déficit posterior al receptor de leptina, similar al defecto posterior al receptor de insulina observado en la diabetes tipo 2. [ 124 ]
Cuando la leptina se une al receptor de leptina, activa varias vías. La resistencia a la leptina puede deberse a defectos en una o más partes de este proceso, en particular la vía JAK / STAT . Los ratones con una mutación en el gen del receptor de leptina que impide la activación de STAT3 son obesos y presentan hiperfagia. La vía PI3K también puede estar implicada en la resistencia a la leptina, como se ha demostrado en ratones mediante el bloqueo artificial de la señalización de PI3K. La vía PI3K también se activa por el receptor de insulina y, por lo tanto, es un área importante donde la leptina y la insulina actúan conjuntamente como parte de la homeostasis energética. La vía insulina-pI3K puede provocar que las neuronas POMC se vuelvan insensibles a la leptina mediante hiperpolarización . [ 125 ]
Se sabe que la leptina interactúa con la amilina , una hormona implicada en el vaciamiento gástrico y en la sensación de saciedad. Cuando se administró leptina y amilina a ratas obesas resistentes a la leptina, se observó una pérdida de peso sostenida. Debido a su aparente capacidad para revertir la resistencia a la leptina, se ha sugerido la amilina como posible terapia para la obesidad. [ 126 ]
Se ha sugerido que la función principal de la leptina es actuar como una señal de inanición cuando sus niveles son bajos, para ayudar a mantener las reservas de grasa para la supervivencia durante períodos de inanición, en lugar de una señal de saciedad para prevenir la sobrealimentación. Los niveles de leptina indican cuándo un animal tiene suficiente energía almacenada para gastarla en actividades distintas a la obtención de alimento. [ 125 ] [ 127 ] Esto significaría que la resistencia a la leptina en personas obesas es una parte normal de la fisiología de los mamíferos y posiblemente podría conferir una ventaja de supervivencia. [ 128 ] La resistencia a la leptina (en combinación con la resistencia a la insulina y el aumento de peso) se observa en ratas después de que se les da acceso ilimitado a alimentos apetitosos y densos en energía. [ 129 ] Este efecto se revierte cuando los animales vuelven a una dieta baja en energía. [ 130 ] Esto también puede tener una ventaja evolutiva: permitir que la energía se almacene de manera eficiente cuando el alimento es abundante sería ventajoso en poblaciones donde el alimento frecuentemente puede ser escaso. [ 131 ]
La dieta Rosedale , una dieta de moda , se basa en ideas sobre cómo la leptina podría afectar el peso. Se fundamenta en pseudociencia y se comercializa con afirmaciones sin fundamento sobre sus beneficios para la salud. [ 132 ]
Papel de la osteoartritis en la obesidad
Obesidad y osteoartritis
La osteoartritis y la obesidad están estrechamente relacionadas. La obesidad es uno de los factores prevenibles más importantes para el desarrollo de la osteoartritis.
Originalmente, la relación entre la osteoartritis y la obesidad se consideraba exclusivamente biomecánica, según la cual el exceso de peso provocaba un desgaste más rápido de la articulación. Sin embargo, hoy reconocemos que también existe un componente metabólico que explica por qué la obesidad es un factor de riesgo para la osteoartritis, no solo para las articulaciones que soportan peso (por ejemplo, las rodillas), sino también para las que no lo soportan (por ejemplo, las manos). [ 133 ] En consecuencia, se ha demostrado que la disminución de la grasa corporal reduce la osteoartritis en mayor medida que la pérdida de peso en sí misma. [ 134 ] Este componente metabólico está relacionado con la liberación de factores sistémicos, de naturaleza proinflamatoria, por parte del tejido adiposo, que con frecuencia se asocian de forma crítica con el desarrollo de la osteoartritis. [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]
Así, la producción desregulada de adipocinas y mediadores inflamatorios, la hiperlipidemia y el aumento del estrés oxidativo sistémico son condiciones frecuentemente asociadas a la obesidad, que pueden favorecer la degeneración articular. Además, se han implicado numerosos factores reguladores en el desarrollo, el mantenimiento y la función, tanto del tejido adiposo como del cartílago y otros tejidos articulares. Las alteraciones en estos factores pueden constituir un vínculo adicional entre la obesidad y la osteoartritis.
Leptina y osteoartritis
Los adipocitos interactúan con otras células mediante la producción y secreción de diversas moléculas de señalización, incluidas las proteínas de señalización celular conocidas como adipocinas. Algunas adipocinas pueden considerarse hormonas, ya que regulan las funciones de los órganos a distancia, y varias de ellas se han relacionado específicamente con la fisiopatología de las enfermedades articulares. En particular, la leptina ha sido objeto de intensa investigación en los últimos años.
Los niveles circulantes de leptina se correlacionan positivamente con el Índice de Masa Corporal (IMC), más específicamente con la masa grasa, y las personas obesas tienen niveles más altos de leptina en su circulación sanguínea, en comparación con las personas no obesas. [ 16 ] En las personas obesas, el aumento de los niveles circulantes de leptina induce respuestas no deseadas, es decir, la reducción de la ingesta de alimentos o la pérdida de peso corporal no se produce debido a la resistencia a la leptina (ref 9). Además de la función de regular la homeostasis energética, la leptina desempeña un papel en otras funciones fisiológicas como la comunicación neuroendocrina, la reproducción, la angiogénesis y la formación ósea. Más recientemente, la leptina ha sido reconocida como un factor citoquina, así como con acciones pleiotrópicas también en la respuesta inmune y la inflamación. [ 140 ] [ 141 ] [ 142 ] [ 143 ] Por ejemplo, la leptina se encuentra en el líquido sinovial en correlación con el índice de masa corporal, y los receptores de leptina se expresan en el cartílago, donde la leptina media y modula muchas respuestas inflamatorias que pueden dañar el cartílago y otros tejidos articulares. Por lo tanto, la leptina ha surgido como una candidata para vincular la obesidad y la osteoartritis, y sirve como un objetivo aparente como tratamiento nutricional para la osteoartritis.
Al igual que en el plasma, los niveles de leptina en el líquido sinovial se correlacionan positivamente con el IMC. [ 144 ] [ 145 ] [ 146 ] [ 147 ] La leptina del líquido sinovial se sintetiza al menos parcialmente en la articulación y puede originarse en parte en la circulación. Se ha demostrado que la leptina es producida por los condrocitos, así como por otros tejidos en las articulaciones, incluyendo el tejido sinovial, los osteofitos, el menisco y el hueso. [ 144 ] [ 145 ] [ 148 ] [ 149 ] [ 150 ] [ 151 ] Una almohadilla de grasa infrapatelar ubicada extrasinovialmente dentro de la articulación de la rodilla también es adyacente a la membrana sinovial y al cartílago, y recientemente ha sido muy apreciada como una fuente importante de leptina, así como de otras adipocinas y mediadores que contribuyen a la patogénesis de la osteoartritis [ 151 ] [ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]
El riesgo de padecer osteoartritis puede disminuir con la pérdida de peso. Esta reducción del riesgo se relaciona, en parte, con la disminución de la carga sobre la articulación, pero también con la disminución de la masa grasa, el tejido adiposo central y la inflamación de bajo grado asociada a la obesidad y a factores sistémicos.
Esta creciente evidencia apunta a la leptina como un factor de degradación del cartílago en la patogénesis de la osteoartritis, y como un biomarcador potencial en la progresión de la enfermedad, lo que sugiere que la leptina, así como los mecanismos de regulación y señalización, pueden ser una nueva y prometedora diana en el tratamiento de la osteoartritis, especialmente en pacientes obesos. [ 155 ]
Las personas obesas tienen predisposición a desarrollar osteoartritis, no solo por la carga mecánica excesiva, sino también por la sobreexpresión de factores solubles, como la leptina y las citocinas proinflamatorias, que contribuyen a la inflamación articular y la destrucción del cartílago. Por lo tanto, las personas obesas presentan un estado alterado debido a una insuficiencia metabólica, que requiere un tratamiento nutricional específico capaz de normalizar la producción de leptina y reducir la inflamación sistémica de bajo grado, con el fin de disminuir el impacto perjudicial de estos mediadores sistémicos en la salud articular. [ 156 ]
Uso terapéutico
Leptina
La leptina fue aprobada en Estados Unidos en 2014 para su uso en la deficiencia congénita de leptina y la lipodistrofia generalizada . [ 157 ]
metreleptina análoga
Un análogo de la leptina humana, la metreleptina (nombres comerciales Myalept, Myalepta), fue aprobado por primera vez en Japón en 2013, en Estados Unidos en febrero de 2014 y en Europa en 2018. En EE. UU. está indicado como tratamiento para las complicaciones de la deficiencia de leptina y para la diabetes e hipertrigliceridemia asociadas con la lipodistrofia generalizada congénita o adquirida . [ 158 ] [ 159 ] En Europa, según la EMA , la metreleptina debe usarse además de la dieta para tratar la lipodistrofia, donde los pacientes tienen pérdida de tejido graso debajo de la piel y acumulación de grasa en otras partes del cuerpo, como en el hígado y los músculos. El medicamento se usa en adultos y niños mayores de 2 años con lipodistrofia generalizada ( síndrome de Berardinelli-Seip y síndrome de Lawrence ); y en adultos y niños mayores de 12 años con lipodistrofia parcial (incluido el síndrome de Barraquer-Simons ), cuando los tratamientos estándar han fracasado. [ 160 ]
El Servicio Nacional de Salud de Inglaterra pondrá en marcha el tratamiento con metreleptina para todas las personas con deficiencia congénita de leptina, independientemente de su edad, a partir del 1 de abril de 2019. [ 161 ]
Investigación
Actualmente se está evaluando la leptina como posible diana para el tratamiento de la anorexia nerviosa. [ 162 ] Se hipotetiza que la pérdida gradual de masa grasa corporal, y más específicamente los consiguientes bajos niveles de leptina, intensifican el impulso preexistente por la delgadez hasta convertirlo en un estado obsesivo-compulsivo y adictivo. Se ha demostrado que el tratamiento a corto plazo con metreleptina en pacientes con anorexia nerviosa produce rápidamente efectos beneficiosos a nivel cognitivo, emocional y conductual. Entre otros, la depresión, el impulso por la actividad, los pensamientos repetitivos sobre la comida, la inquietud interna y la fobia al peso disminuyeron rápidamente. Actualmente se desconoce si la metreleptina (u otro análogo de la leptina) es un tratamiento adecuado para la anorexia nerviosa. Los posibles efectos secundarios son la pérdida de peso y el desarrollo de anticuerpos anti-metreleptina. [ 163 ]
Historia
La leptina fue descubierta por Jeffrey Friedman en 1994 después de varias décadas de investigación llevada a cabo por otras instituciones desde 1950 en modelos de ratones obesos. [ 164 ]
Identificación del gen codificante
En 1949, una colonia de ratones no obesos que se estudiaba en el Laboratorio Jackson produjo una cepa de crías obesas, lo que sugería que se había producido una mutación en una hormona que regula el hambre y el gasto energético. Los ratones homocigotos para la llamada mutación ob (ob/ob) comían vorazmente y eran masivamente obesos. [ 165 ] En la década de 1960, Douglas Coleman , también en el Laboratorio Jackson, identificó una segunda mutación que causaba obesidad y un fenotipo similar, y la denominó diabetes (db), ya que tanto ob/ob como db/db eran obesos. [ 166 ] [ 167 ] [ 168 ] En 1990, Rudolph Leibel y Jeffrey M. Friedman informaron sobre el mapeo del gen db . [ 169 ] [ 170 ] [ 171 ]
De acuerdo con la hipótesis de Coleman y Leibel, varios estudios posteriores de los laboratorios de Leibel y Friedman, así como de otros grupos, confirmaron que el gen ob codificaba una nueva hormona que circulaba en la sangre y que podía suprimir la ingesta de alimentos y el peso corporal en ratones ob y de tipo salvaje, pero no en ratones db. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
En 1994, el laboratorio de Friedman informó la identificación del gen. [ 168 ] En 1995, el laboratorio de José F. Caro proporcionó evidencia de que las mutaciones en el gen ob del ratón no ocurrían en humanos. Además, dado que la expresión del gen ob estaba aumentada, no disminuida, en la obesidad humana, sugirió que la resistencia a la leptina era una posibilidad. [ 15 ] A sugerencia de Roger Guillemin , Friedman nombró a esta nueva hormona "leptina" del griego lepto, que significa delgado. [ 11 ] [ 172 ] La leptina fue la primera hormona derivada de las células grasas ( adipocina ) en ser descubierta. [ 173 ]
Estudios posteriores realizados en 1995 confirmaron que el gen db codifica el receptor de leptina y que se expresa en el hipotálamo , una región del cerebro conocida por regular la sensación de hambre y el peso corporal. [ 174 ] [ 175 ] [ 176 ] [ 177 ]
Reconocimiento de los avances científicos
Coleman y Friedman han recibido numerosos premios que reconocen su papel en el descubrimiento de la leptina, entre ellos el Premio Internacional de la Fundación Gairdner (2005), [ 178 ] el Premio Shaw (2009), [ 179 ] el Premio Lasker , [ 180 ] el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA [ 181 ] y el Premio Internacional Rey Faisal , [ 182 ] Leibel no ha recibido el mismo nivel de reconocimiento por el descubrimiento porque fue omitido como coautor de un artículo científico publicado por Friedman que informaba del descubrimiento del gen. Las diversas teorías en torno a la omisión de Leibel y otros como coautores de este artículo por parte de Friedman se han presentado en varias publicaciones, incluido el libro de Ellen Ruppel Shell de 2002, The Hungry Gene . [ 183 ] [ 184 ]
El descubrimiento de la leptina también está documentado en una serie de libros que incluyen Fat: Fighting the Obesity Epidemic de Robert Pool, [ 185 ] The Hungry Gene de Ellen Ruppel Shell y Rethinking Thin: The New Science of Weight Loss and the Myths and Realities of Dieting de Gina Kolata . [ 186 ] [ 187 ] Fat: Fighting the Obesity Epidemic y Rethinking Thin: The New Science of Weight Loss and the Myths and Realities of Dieting revisan el trabajo en el laboratorio de Friedman que condujo a la clonación del gen ob, mientras que The Hungry Gene llama la atención sobre las contribuciones de Leibel.
Véase también
Referencias
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Enlaces externos
- Leptina: Tu cerebro, apetito y obesidad, por la Sociedad Británica de Neuroendocrinología.
- Leptina según la Universidad Estatal de Colorado – última actualización: 1998
- Leptina en 3Dchem.com : descripción y diagramas de estructura.
- Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P41159 (Leptina) en el PDBe-KB .
- Genes en el cromosoma 7 humano
- agonistas del receptor de leptina
- Hormonas peptídicas
- Genes mutados
- Obesidad