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La leptina, hormona clave en la regulación del consumo de alimentos y el balance
energético del organismo animal
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Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 3
La leptina, hormona clave en la regulación
del consumo de alimentos y el balance energético
del organismo animal
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La leptina, de la palabra griega leptos (delgado), es una proteína que secretan los adipositos implicados en
la regulación del consumo de alimentos y en el balance energético del organismo animal. En esta reseña se
analizarán sus características generales, así como sus sitios potenciales de acción que la convierten en una
hormona que debe conocerse por parte de los especialistas.
Palabras clave: leptina, hormonas, consumo de alimento, balance energético.
INTRODUCCION
Mejorar la eficiencia productiva y reproduc-
tiva de la composición de la canal y su estado
de salud general es muy importante para la
nutrición de los animales. Recientemente se ha
descubierto que la leptina, hormona secretada
por el tejido adiposo, desempeña un papel muy
importante en la regulación del consumo de
alimentos, el gasto energético y la secreción
de gonadotropinas, lo que tiene efectos deter-
minantes en la reproducción (Ruiz et al. 1999).
En 1953, Kennedy postuló la existencia de
«
un factor hormonal»
que regula el peso y la
cantidad de tejido adiposo. Sin embargo, has-
ta 1994, este factor no se había caracterizado.
Fue entonces que el grupo Friedman´s clonó
su gen en roedores (Zhang et al. 1994). Esta
hormona es el producto proteico del gen de la
obesidad (OB), cuya producción aumenta con
la alimentación y con el contenido adiposo del
cuerpo (HammanyMatthaei1996).Enlalitera-
tura se ha descrito como el factor de la saciedad.
En los animales domésticos, la regulación
del consumo de alimento y el balance energéti-
co corporal es importante para optimizar el cre-
cimiento, la reproducción, la lactancia y el buen
estado de salud. Así, es necesario comprender
primeramente las características generales de
esta hormona, los mecanismos básicos que
regulan la adiposidad, el consumo y el meta-
bolismo energético, objetivos de esta reseña.
CARACTERÍSTICASGENERALESDELALEPTINA
El sitio en el que se produce esta hormona
es, principalmente, el tejido adiposo, aunque
hay evidencias de su producción en otras cé-
lulas u órganos como los adipocitos de la mé-
dula ósea (Reidy y Weber 2000), placenta
(Hoggard et al. 1997) e hígado de las especies
aviares. Esto se relaciona con el importante
papel de este último en la lipogénesis (Dridi et
al. 2000b). Es una proteína de 16 KDa que cir-
cula en la sangre como una señal interna que
indica las reservas de grasa corporal.
Los primeros estudios sobre esta hormona
se realizaron en roedores. Los ratones transgé-
nicos ob/ob son obesos, debido a una hiperfa-
gia, hipometabolismo y almacenamiento prefe-
rencial de grasa, usualmente son resistentes a
la insulina. Zhang et al. (1994) demostraron
que al administrarles leptina de manera exó-
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.4
gena, mejoró el funcionamiento reproductivo
y endocrino, produciéndose una reducción
marcada del consumo de alimento, así como
pérdida de peso. En el ratón obeso db/db y en
las ratas fa/fa, los niveles de leptina son altos
en la circulación, pero las reservas de grasa no
son normales, debido a que el receptor de la
hormona no funciona (Houseknecht et al.
1998).
Hay, al menos, seis isoformas del receptor
de leptina (Ob-R) (Lee et al. 1996), los que se
han encontrado en diferentes tejidos y con dis-
tintos niveles de expresión. Se hallan en el
hipotálamo, la corteza cerebral, el cerebelo, el
plexo coroideo, los pulmones, el riñón, el mús-
culo esquelético, hígado, páncreas, tejido adi-
poso y médula adrenal (Tartaglia et al. 1995 y
Lee et al. 1996).
REGULACIÓNENDOCRINADELAEXPRESIÓNYSECRECIÓNDELGENDELALEPTINA
Hay una estrecha relación entre la concen-
tración en plasma de algunas hormonas y la
leptina. La tabla 1 muestra la mayoría de las
hormonas estimuladoras e inhibidoras de la
producción de leptina.
Tabla 1. Hormonas inhibidoras y estimuladoras de la producción de
leptina por parte de los adipositos (Reidy y Weber 2000)
La insulina y la leptina son parte de un ci-
clo de retroalimentación negativa en el que la
insulina estimula la secreción de leptina, y una
vez que esta circula, inhibe la producción de
insulina (independientemente del alimento)
(Houseknecht et al. 1998).Aunque especulati-
vo, Collins et al. (1996) y Changping et al.
(1999) plantearon que quizás la insulina y la
talla del adipocito (reflejo de la cantidad de gra-
sa de reserva) determinen la cantidad de leptina
liberada. Igualmente, la leptina ejerce un
retrocontrol negativo inhibiendo su propia ex-
presión (Ruiz et al. 1999).
Los glucocorticoides son potentes regulado-
resdelaexpresióndeleptina.Estosehade-mostra-
doporlaadministracióninvivo(DeVosetal.1995)
y la incubación in vitro (Houseknecht et al. 1998)
de adipocitos con varios glucocorticoides.
Houseknechtetal.(1998)encontraronpruebasque
indicanquelaleptinainhibedirectamentelasíntesis
de cortisol por las células adrenales.
Generalmente, puede plantearse que la pro-
ducción de leptina por parte de los adipocitos
se da por señales de retroalimentación negati-
va (autocrina y/o paracrina), así como por otras
hormonas, muchas de las cuales también son
reguladas por la leptina.
EFECTOSCENTRALESYPERIFÉRICOSDELALEPTINA
La teoría lipostática, propuesta como me-
canismo de acción de la leptina, plantea que
hay un factor secretor de grasa que proporcio-
na al cerebro el estatus de energía corporal y
regula el comportamiento alimentario y la masa
de grasa corporal (Houseknecht et al. 1998).
Existen evidencias de que este factor sea la
leptina, ya que esta se secreta en sangre por
los adipocitos y se transporta hacia el cere-
bro donde actúa para estimular o inhibir la
sarodalumitsesanomroH sarodibihnisanomroH
sediocitrococulG otneimicercledanomroH
anilusnI 3T
)?(-laromutsisorcenedrotcaF PMAC
loidartse-ß anitatsotamoS
sanimalocetaC
α
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 5
liberación de determinados factores (Ruiz et
al. 1999).
Aunque existen muestras de que el efecto
de la leptina es mediado centralmente vía
neuropéptidos, esta puede actuar también
periféricamente, ya que los receptores de la
hormona se han encontrado fuera del sistema
nervioso central (Langhans 2002). El tratamien-
to de los adipocitos con leptina reduce la
estimulación de la insulina en el metabolismo
de los carbohidratos y los lípidos, así como en
la síntesis de proteínas. En el músculo provo-
ca aumento en la oxidación de los ácidos grasos
(AG), sin cambios en el metabolismo de los
carbohidratos (Houseknecht et al. 1998).
Se plantea además, que al encontrarse los
receptores de leptina en las células β del
páncreas, se inhibe directamente la secreción
de insulina, pues al ocurrir la unión receptor-
ligando, se altera la función del canal iónico
(Emilsson et al. 1997). La figura 1 resume el
efecto central y periférico, una vez que se se-
creta leptina por el adipocito.
Obviamente, son necesarias más investigacio-
nes relacionadas con los aspectos metabólicos en
los que se encuentra involucrada la leptina.
Adipocito
Leptina
Cerebro
Páncreas Hígado Músculo
↓ Consumo de alimentos
↑Actividad física
↑ Termogénesis
Hormonas
Neuropéptidos
↓ Secreción
de insulina
↑ Oxidación
de ácidos
grasos
↓ Señalización insulina
↓ Efectos metabólicos
estimulados por la
insulina
↓ Síntesis de proteínas
estimulada por insulina
↓ Disminuye
↑ Aumenta
Figura 1. Representación de la secreción de leptina y su acción en la regulación del metabolismo
de los tejidos periféricos (Houseknecht et al. 1998)
SITIOSPOTENCIALESDEACCIÓNDELALEPTINA.EFECTOENELCONSUMO
DEALIMENTOYPESOCORPORAL
El hipotálamo se considera como el primer
lugar central donde actúa la leptina para inhi-
bir el consumo (Tang-Christensen et al. 1999).
Sin embargo, los receptores de leptina están
presentes en áreas fuera del hipotálamo y la
administración directa de esta, al menos den-
tro de una de estas otras áreas, inhibe el con-
sumo de alimento (Havel 2000).
La disminución en la concentración de
neuropéptido (NPY) interviene en la pérdida
de peso, asociada con el tratamiento de leptina
y la disminución del apetito (Schwartz et al.
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.6
1996). Este, en consecuencia, activa el sistema
nervioso simpático y estimula la actividad pro-
ductora de calor del tejido adiposo pardo,
incrementándose todo el gasto energético cor-
poral y la pérdida de peso (Rayner y Trayhurn
2001ySpeakmanetal.2002).Havel(2000)plan-
tea que el sistema de neuropéptidos media los
efectos de la leptina en la regulación del balan-
ce energético. Aunque esta teoría es atractiva,
recientemente se ha informado que en ratones
deficientes de NPY el consumo de alimentos
es normal. Según Changping et al. (1999), esto
pudiera deberse a factores alternativos que re-
emplazan la ruta dependiente del NPY. Otra teo-
ría sobre el papel de la leptina sugiere su im-
portancia en el consumo de alimentos, lo que
puede asociarse a su habilidad para regular el
sistema neuroendocrino durante períodos de
ayuno (Makino et al. 1998).
Denbow et al. (2000) estudiaron el efecto
de la inyección intracerebroventricular (i.c.v.)
de leptina en pollos de engorde y gallinas
ponedoras, los que engordan de forma rápida
y lenta, respectivamente. La leptina disminuyó
el consumo de alimento y la dosis más eficaz
fue de 10 µg en ambos tipos de animales. Esto
demostró que puede actuar en el sistema ner-
vioso central de las aves disminuyendo el con-
sumo de alimento.
Dridi et al. (2000a) estudiaron el efecto de
la leptina de pollos y ovinos en el consumo de
alimento de gallinas ponedoras de cinco sema-
nas de edad. Este disminuyó significativamente
(figura 2) y se determinó que, tanto la leptina
de pollos como la de ovinos, tiene efectos com-
parables con una media de reducción de aproxi-
madamente 20 a 31 % al compararla con la so-
lución salina. El efecto máximo se observó a
las cuatro horas con 31.5 y 24.6 % de reduc-
ción del consumo después de la administra-
ción de leptina de pollo y ovina, respectiva-
mente.
Aunque muchas facetas de acción de la
leptina no se comprenden, sí está claro que
suprime el consumo de alimento y se halla
involucrada en la reducción del peso corporal.
0
10
20
30
40
2 4 6 8 10
Consumo de alimentos, g
Tiempo, h
⎯ Con solución salina
Leptina ovina
Leptina de pollo
Figura 2. Efecto de la inyección intraperitoneal de leptina de pollo, ovina y
solución salina en el consumo acumulado de alimentos en gallinas de
cinco semanas de edad. Los datos están representados como medias
± EE (Dridi et al. 2000a)
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 7
EFECTOSENELGASTOENERGÉTICOYTERMOGÉNESIS
La pérdida de tejido adiposo en animales
tratados con leptina se atribuye al aumento en
la tasa metabólica Sin embargo, sólo cuando
los animales están en determinados estados
fisiológicos el tratamiento con leptina causa
incrementos medibles en el gasto energético
(Reidy yWeber 2000).
La leptina no sólo aumenta el metabolismo
energético, sino que además tiene una influen-
cia importante en la contribución relativa de
diferentes combustibles oxidativos disponibles
(Reidy y Weber 2000). El cociente respiratorio
de los ratones ob/ob disminuye con el trata-
miento de leptina de manera dosis-dependien-
te. Esto indica un cambio de oxidación de
carbohidratos a lípidos (Hwa et al. 1997).Aun-
que esto sólo ha sido probado en animales sin
leptina endógena, este efecto en la selección
del combustible puede darse en otros anima-
les.ReidyyWeber(2002)encontraronesteefec-
to en conejos.
En un estudio con ratones y ratas, Pelley-
mounter et al. (1995) encontraron que las in-
yecciones diarias de leptina recombinante hu-
mana ob/ob provocaron reducción del consu-
mo de alimentos en pocos días y la disminu-
ción brusca del 50 % del peso corporal en un
mes. La figura 3 muestra que la pérdida de peso
por la administración de leptina es el resultado
de la combinación de dos efectos fundamenta-
les: la reducción del apetito y el consumo de
alimentos, mediado, en parte, por la inhibición
de la síntesis del NPY y el incremento del
gasto energético, estimado como incremento
del consumo de oxígeno, mayor temperatura
corporal y pérdida de la masa de tejido adipo-
so. Como se esperaba, la inyección de la hor-
mona en el ratón db/db, el cual carece de re-
ceptores de ésta, no tubo efectos. Sin embar-
go, cuando la leptina se administró al ratón
normal, hubo pérdida de peso y profunda
depleción del tejido adiposo. Además, los ra-
tones manifestaron aumento en la masa magra.
La leptina mantiene la masa corporal nor-
mal porque modula la razón de consumo y gas-
to energético, además de desempeñar un pa-
Temperatura corporal, o
C Consumo de oxigeno, mL/kg/h
32
33
34
35
36
37
38
800
900
1000
1100
1200A B
Ratón
normal
Ratón
normal
Ratón
ob/ob
Ratón
ob/ob
Tratado con PBS
Tratado con leptina, 10 mg/kg
Figura 3. Incremento en el gasto energético, expresado como incremento en
consumo de oxígeno y elevación de la temperatura corporal
(Pelleymounter et al. 1995)
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.8
pel fundamental en la regulación de las reser-
vas de grasa (Triacilglicerol TAG) (Reidy y
Weber 2002). La hidrólisis de las reservas
lipídicas o lipólisis liberaAG, que se puede oxi-
dar o reesterificar (resíntesis de TAG). Cuando
ocurren simultáneas lipolisis-reesterificación se
forman los ciclosTAG/AG,ciclosustratoquese
caracteriza por disipar energía por termogénesis
o reducción de peso. El flujo concurrente de es-
tas reacciones opuestas se cataliza por enzimas
diferentes que usan energíasinlaconversiónneta
de sustrato en producto (Scarpace et al. 1997).
Mucha de la información disponible sobre
los cambios que induce la leptina en el meta-
bolismo lipídico se ha obtenido en especies in
vitro (Reidy y Weber 2000). No resulta claro
aún cómo el cicloTAG/AG puede estar influen-
ciado por esta hormona in vivo. Por ejemplo, la
leptina reduce la masa grasa porque decrece la
reesterificación de AG más que la oxidación,
estrategia validada por hallazgos en células
extraídas (Sarmiento et al. 1997 y Shimabukuro
et al. 1997), pero no por otros (Wang et al.
1999).Alternativamente,estapuedeestimularla
reesterificaciónquepromueveelcicloTAG/AG,
como otro significado de aumento del gasto
energético.
Otro mecanismo, a través del cual la leptina
puede incrementar la tasa metabólica, es la al-
teración del flujo de protones a la membrana
mitocondrial, el cual, generalmente, varía la tasa
metabólica interespecíficamente e intraespecífi-
camente (Reidy yWeber 2000). Harper y Brand
(1994) señalan que las variaciones en el flujo a
la mitocondria se asocian con el estatus de la
tiroide de los animales, ya sean endotérmicos
o ectodérmicos y pequeños o grandes.
La leptina probablemente ejerza gran in-
fluencia en el gasto energético mediante su
efecto hipotalámico en la producción de
triyodotironina (T3
) (Legradi et al. 1997). Esta
hormona es uno de los reguladores claves en
la tasa metabólica patrón, cuyos efectos en el
gasto energético son mediados parcialmente
por cambios en el flujo de protones hacia la
membrana mitocondrial (Harper y Brand 1994).
La leptina cambia este flujo y el gasto ener-
gético por variaciones en la expresión del áci-
do ribonucleico mensajero (ARN) y en la con-
centración de proteínas desacoplantes (PD).
Diferentes PD se expresan en tejidos específi-
cos y son afectados por la leptina mediante
diferentes rutas. La PD1 se expresa solamente
en el tejido adiposo pardo y, hasta aquí, es la
única PD que ha mostrado claramente incre-
mento en la capacidad termogénica de los ani-
males (Reidy yWeber 2000). Existen otras PDs
que también se afectan por la leptina, como
son la PD2 y PD3 (Sarmiento et al. 1997 y
Legradi et al. 1997).
Los ácidos grasos también estimulan la res-
piración celular. Es por esto que la leptina pue-
de indirectamente incrementar la tasa
metabólica por medio de sus efectos lipolíticos,
aunque no está claro cómo, ni tampoco se ha
determinado de qué manera los cambios en PD2
y PD3 contribuyen a las transformaciones en
la tasa metabólica.
Las PDs se han descubierto recientemente,
por lo que continuarán las investigaciones
sobre esta materia y se llegará a comprender
cabalmente la relación de la leptina con la
termogénesis, las PDs y la oxidación de ácidos
grasos.
EFECTOENELMETABOLISMOLIPÍDICO
El balance entre la síntesis de lípidos y la
degradación determina la masa de grasa cor-
poral. Aproximadamente 90 % de las reservas
de energía total en los adipocitos se encuentra
como triacilglicerol y puede hidrolizarse
(lipolisis) por una estimulación hormonal que
libera ácidos grasos. Estos toman dos posi-
bles vías: β-oxidación para producir ATP o
reesterificación hacia triacilglicerol (Stryer
1995). Diversos experimentos han demostrado
que la leptina tiene un modo de acción directo
autocrino o paracrino en la síntesis y degrada-
ción de los lípidos. Sin embargo, antes de des-
cribir estos efectos, es importante tener en cuen-
ta que estos experimentos se han realizado in
vitro en células o preparaciones de tejidos
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 9
(Frühbecketal.1997ySiegrist-Kaiseretal.1997).
Por esta razón, debe tenerse precaución cuan-
do se extrapolan estos resultados in vivo, don-
de pueden haber otros factores reguladores.
Frühbeck et al. (1997) demostraron que los
efectos lipolíticos de la leptina en adipocitos
no dependen del control hipotalámico, neural
o adrenérgico, aunque estos componentes
podrían ciertamente modificar los efectos in
vivo.Al igual que con los ratones, los adipocitos
de ciertos tipos de ratas aumentan su veloci-
dad lipolítica cuando se exponen a la leptina
(Frühbeck et al. 1998).
En presencia de leptina se inhibe la expre-
sión de acetil CoA carboxilasa en los adipocitos
(Reidy yWeber 2000). Esta enzima limita la ve-
locidad de síntesis de los ácidos grasos de
cadena corta y es esencial en la conversión de
carbohidratos a ácidos grasos y de reservas
calóricas como triacilglicerol. Bajo condiciones
basales (no se adiciona hormona exógena al
medio), el cultivo diferenciado de adipocitos
que expresa el gen ob presenta menor acetil
CoA carboxilasa, ácidos grasos y síntesis de
triacilglicerol con respecto a células que no
expresan el gen de la leptina.
La leptina también media el metabolismo
lipídico indirectamente porque reduce los efec-
tos lipogénicos de la insulina. La adición de
insulina a cultivos de adipocitos que no pro-
ducen leptina, causa mayor incremento en la
síntesis de acetil CoA carboxilasa, ácidos
grasos y triacilglicerol que en los adipocitos
que sí la producen. Esta puede inhibir la unión
de la insulina a los adipocitos.
La disminución de los efectos lipogénicos
de la insulina por medio de la leptina también
tiene lugar en el músculo esquelético. Muoio
et al. (1997) al medir la velocidad de oxidación
de los ácidos grasos y su incorporación en
triacilglicerol, después de la inyección de
leptina, insulina o ambos, en el tejido aislado
del músculo esquelético de ratones, encontra-
ron que la oxidación de los ácidos grasos se
incrementó con la leptina. Como ellos espera-
ban, la insulina tuvo efectos opuestos, dismi-
nuyó la oxidación de los ácidos grasos y au-
mentó la síntesis de triacilglicerol. Sin embar-
go, cuando la insulina y la leptina se adminis-
traron juntas, la leptina disminuyó el efecto de
la insulina en la oxidación y síntesis de los
lípidos. Este efecto inhibitorio, tanto en
adipocitos como en músculo, sugiere que in
vivo los altos niveles de leptina disminuyen
los efectos lipogénicos temporales de la
insulina, después de la ingestión del alimento.
Esto es importante, ya que significa que cuan-
do circulan altos niveles de leptina, la síntesis
de triacilglicerol no se activa completamente
igual que cuando las hormonas lipogénicas
están presentes. Se piensa que la leptina es
capaz de disminuir los cambios inducidos por
la insulina en el metabolismo lipídico y no mo-
dula los efectos de esta hormona en la síntesis
de glucógeno, oxidación de la glucosa o pro-
ducción de lactato (Muoio et al. 1997). Se ne-
cesitan nuevos estudios para esclarecer los
mecanismos que median este efecto sobre el
metabolismo en el músculo y el adipocito.
EFECTODELALEPTINAENELSISTEMAREPRODUCTIVO
DELOSANIMALESDOMÉSTICOS
Se especula mucho acerca de cuál es la se-
ñal que comunica el estado nutricional y el sis-
tema reproductivo, signo importante y deter-
minante en estadios fisiológicos claves como
el inicio de la pubertad o el restablecimiento
reproductivo postparto en animales domésti-
cos. Luego de múltiples estudios en los que se
mostró que la aplicación exógena de leptina
recombinante humana soluciona problemas de
infertilidad, hipogonadismo y anovulación en
ratas con deficiencia de esta hormona (ratas
obesas ob/ob), se postuló a la leptina como el
posible “eslabón perdido” entre nutrición y
reproducción (Conway y Jacobs 1997).
Barash et al. (1996) propusieron que la
leptina informa al eje reproductivo acerca del
estado nutricional. Se asemejaría a un semáfo-
ro que da luz verde al sistema reproductivo
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.10
cuando el balance metabólico es positivo, luz
roja cuando es negativo e igualmente alerta
cuando el sistema metabólico está estresado,
lo que se presenta frecuentemente en el perío-
do postparto.
Un primer paso lógico para entender el me-
canismo por el cual la leptina tiene influencia
sobre el sistema reproductivo, es la localiza-
ción de receptores funcionales, ya menciona-
dos para esta hormona. Se han detectadoARN
mensajeros en los núcleos ventromedial y
arcuato del hipotálamo, igualmente en la
hipófisis anterior de la oveja (Dyer et al. 1997).
En ratas, el ARN mensajero se encontró en
ovario, testículo, útero, hipotálamo y glándula
pituitaria (Zamorano et al. 1997), así como en
ovarios y testículo de los humanos (Cioffi et
al. 1996). Se encontró ampliamente distribuido
en tejidos de cerdo como los testículos, el úte-
ro, epidídimo y glándula adrenal (Murphy et
al.1998).
La conclusión general de estos y otros ex-
perimentos coincide con la hipótesis, la cual
postula que la leptina tiene su efecto en el sis-
tema reproductivo de manera secundaria por
inducción de producción de gonadotropinas.
Hay evidencias de que la leptina tiene la capa-
cidad de acelerar la aparición de la pubertad
por medio del estímulo en la liberación de la
hormona luteinizante (LH), lo que indica una
reacción a nivel de la pituitaria anterior y/o el
hipotálamo. Así, la leptina se ha catalogado
como la “puerta de entrada metabólica hacia la
pubertad”, luego de experimentos de aplica-
ción de leptina junto a la alimentación contro-
lada. Estos llevaron a la presentación de la
pubertad de manera precoz frente a los contro-
les, aunque el consumo de alimentos fue exac-
tamente el mismo (Ruiz et al. 1999).
Aunque los estudios mencionados ante-
riormente muestran los efectos centrales por la
vía de los neuropéptidos, la posibilidad de efec-
tos directos en los órganos reproductivos no
se descarta al encontrarse receptores en éstos
órganos. En ratas, vacas y en mujeres se han
hallado en el ovario, así en el fluido folicular se
han localizado niveles de leptina (Karlsson et
al.1997).
Estudios en cerdos han demostrado la
distribución de receptores de leptina en célu-
las de granulosa y de teca, cuerpo lúteo en
diferentes estadios (temprana, media y tardía)
(Murphy et al. 1998).
PERSPECTIVASFUTURASYCONSIDERACIONESFINALES
El conocimiento de esta hormona provee al
productor de una herramienta útil que le permi-
tirá modificar la composición corporal para cu-
brir las expectativas de los consumidores. Los
niveles de circulación de leptina son un indi-
cador del contenido de grasa corporal que con-
tribuye a establecer una adecuada alimenta-
ción del animal y estrategias correctas de ma-
nejo. Esto sugiere que se pueda incorporar
como criterio para el mejoramiento genético de
la canal (Cameron et al. 2000).
La leptina puede utilizarse además en la pro-
ducción animal como un estimulante del siste-
ma reproductivo o como mejorador genético
de las capacidades reproductivas, por lo que
servirá de marcador de fertilidad. La selección
de animales que inician la etapa productiva
precozmente tiene como finalidad, por parte del
productor, aumentar el hato. Debe preguntar-
se entonces si es esta hormona el elemento
clave para lograr este objetivo.
Los estudios realizados en animales y hu-
manos indican que la leptina desempeña un
papel vital en la coordinación del consumo de
alimentos, el gasto energético y la utilización
de nutrientes de los tejidos en diversas condi-
ciones fisiológicas y patológicas. La manipu-
lación de la acción de la leptina debe tenerse
en cuenta para mejorar la eficiencia productiva
y reproductiva de los animales domésticos,
cuyas potencialidades quedan abiertas a la
especulación. No obstante, aún queda mucho
por estudiar e investigar.
Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 11
REFERENCIAS
islets and direct inhibitory action of leptin on
insulin secretion. Diabetes 46:313
Frühbeck, G., Aguado, M., Gomez-Ambrosi, J. &
Martínez, J.A. 1998. Lipolytic effect of in vivo
leptin administration on adipocytes of lean and
ob/ob mice, but not db/db mice. Biochem.
Biophys. Res. Commun. 250:99
Frühbeck, G., Aguado, M. & Martínez, J.A. 1997.
In vitro lipolytic effect of leptin on mouse
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Leptina

  • 1. Disponible en: http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=193017852001 Redalyc Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Martínez, Madeleidy; Savón, Lourdes La leptina, hormona clave en la regulación del consumo de alimentos y el balance energético del organismo animal Revista Cubana de Ciencia Agrícola, vol. 39, núm. 1, 2005, pp. 3-12 Instituto de Ciencia Animal.. La Habana, Cuba ¿Cómo citar? Número completo Más información del artículo Página de la revista Revista Cubana de Ciencia Agrícola ISSN (Versión impresa): 0034-7485 evalino@ica.co.cu Instituto de Ciencia Animal.. Cuba www.redalyc.org Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
  • 2. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 3 La leptina, hormona clave en la regulación del consumo de alimentos y el balance energético del organismo animal MadeleidyMartínezyLourdesSavón Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, La Habana Correo electrónico: mademar@ica.co.cu La leptina, de la palabra griega leptos (delgado), es una proteína que secretan los adipositos implicados en la regulación del consumo de alimentos y en el balance energético del organismo animal. En esta reseña se analizarán sus características generales, así como sus sitios potenciales de acción que la convierten en una hormona que debe conocerse por parte de los especialistas. Palabras clave: leptina, hormonas, consumo de alimento, balance energético. INTRODUCCION Mejorar la eficiencia productiva y reproduc- tiva de la composición de la canal y su estado de salud general es muy importante para la nutrición de los animales. Recientemente se ha descubierto que la leptina, hormona secretada por el tejido adiposo, desempeña un papel muy importante en la regulación del consumo de alimentos, el gasto energético y la secreción de gonadotropinas, lo que tiene efectos deter- minantes en la reproducción (Ruiz et al. 1999). En 1953, Kennedy postuló la existencia de « un factor hormonal» que regula el peso y la cantidad de tejido adiposo. Sin embargo, has- ta 1994, este factor no se había caracterizado. Fue entonces que el grupo Friedman´s clonó su gen en roedores (Zhang et al. 1994). Esta hormona es el producto proteico del gen de la obesidad (OB), cuya producción aumenta con la alimentación y con el contenido adiposo del cuerpo (HammanyMatthaei1996).Enlalitera- tura se ha descrito como el factor de la saciedad. En los animales domésticos, la regulación del consumo de alimento y el balance energéti- co corporal es importante para optimizar el cre- cimiento, la reproducción, la lactancia y el buen estado de salud. Así, es necesario comprender primeramente las características generales de esta hormona, los mecanismos básicos que regulan la adiposidad, el consumo y el meta- bolismo energético, objetivos de esta reseña. CARACTERÍSTICASGENERALESDELALEPTINA El sitio en el que se produce esta hormona es, principalmente, el tejido adiposo, aunque hay evidencias de su producción en otras cé- lulas u órganos como los adipocitos de la mé- dula ósea (Reidy y Weber 2000), placenta (Hoggard et al. 1997) e hígado de las especies aviares. Esto se relaciona con el importante papel de este último en la lipogénesis (Dridi et al. 2000b). Es una proteína de 16 KDa que cir- cula en la sangre como una señal interna que indica las reservas de grasa corporal. Los primeros estudios sobre esta hormona se realizaron en roedores. Los ratones transgé- nicos ob/ob son obesos, debido a una hiperfa- gia, hipometabolismo y almacenamiento prefe- rencial de grasa, usualmente son resistentes a la insulina. Zhang et al. (1994) demostraron que al administrarles leptina de manera exó-
  • 3. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.4 gena, mejoró el funcionamiento reproductivo y endocrino, produciéndose una reducción marcada del consumo de alimento, así como pérdida de peso. En el ratón obeso db/db y en las ratas fa/fa, los niveles de leptina son altos en la circulación, pero las reservas de grasa no son normales, debido a que el receptor de la hormona no funciona (Houseknecht et al. 1998). Hay, al menos, seis isoformas del receptor de leptina (Ob-R) (Lee et al. 1996), los que se han encontrado en diferentes tejidos y con dis- tintos niveles de expresión. Se hallan en el hipotálamo, la corteza cerebral, el cerebelo, el plexo coroideo, los pulmones, el riñón, el mús- culo esquelético, hígado, páncreas, tejido adi- poso y médula adrenal (Tartaglia et al. 1995 y Lee et al. 1996). REGULACIÓNENDOCRINADELAEXPRESIÓNYSECRECIÓNDELGENDELALEPTINA Hay una estrecha relación entre la concen- tración en plasma de algunas hormonas y la leptina. La tabla 1 muestra la mayoría de las hormonas estimuladoras e inhibidoras de la producción de leptina. Tabla 1. Hormonas inhibidoras y estimuladoras de la producción de leptina por parte de los adipositos (Reidy y Weber 2000) La insulina y la leptina son parte de un ci- clo de retroalimentación negativa en el que la insulina estimula la secreción de leptina, y una vez que esta circula, inhibe la producción de insulina (independientemente del alimento) (Houseknecht et al. 1998).Aunque especulati- vo, Collins et al. (1996) y Changping et al. (1999) plantearon que quizás la insulina y la talla del adipocito (reflejo de la cantidad de gra- sa de reserva) determinen la cantidad de leptina liberada. Igualmente, la leptina ejerce un retrocontrol negativo inhibiendo su propia ex- presión (Ruiz et al. 1999). Los glucocorticoides son potentes regulado- resdelaexpresióndeleptina.Estosehade-mostra- doporlaadministracióninvivo(DeVosetal.1995) y la incubación in vitro (Houseknecht et al. 1998) de adipocitos con varios glucocorticoides. Houseknechtetal.(1998)encontraronpruebasque indicanquelaleptinainhibedirectamentelasíntesis de cortisol por las células adrenales. Generalmente, puede plantearse que la pro- ducción de leptina por parte de los adipocitos se da por señales de retroalimentación negati- va (autocrina y/o paracrina), así como por otras hormonas, muchas de las cuales también son reguladas por la leptina. EFECTOSCENTRALESYPERIFÉRICOSDELALEPTINA La teoría lipostática, propuesta como me- canismo de acción de la leptina, plantea que hay un factor secretor de grasa que proporcio- na al cerebro el estatus de energía corporal y regula el comportamiento alimentario y la masa de grasa corporal (Houseknecht et al. 1998). Existen evidencias de que este factor sea la leptina, ya que esta se secreta en sangre por los adipocitos y se transporta hacia el cere- bro donde actúa para estimular o inhibir la sarodalumitsesanomroH sarodibihnisanomroH sediocitrococulG otneimicercledanomroH anilusnI 3T )?(-laromutsisorcenedrotcaF PMAC loidartse-ß anitatsotamoS sanimalocetaC α
  • 4. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 5 liberación de determinados factores (Ruiz et al. 1999). Aunque existen muestras de que el efecto de la leptina es mediado centralmente vía neuropéptidos, esta puede actuar también periféricamente, ya que los receptores de la hormona se han encontrado fuera del sistema nervioso central (Langhans 2002). El tratamien- to de los adipocitos con leptina reduce la estimulación de la insulina en el metabolismo de los carbohidratos y los lípidos, así como en la síntesis de proteínas. En el músculo provo- ca aumento en la oxidación de los ácidos grasos (AG), sin cambios en el metabolismo de los carbohidratos (Houseknecht et al. 1998). Se plantea además, que al encontrarse los receptores de leptina en las células β del páncreas, se inhibe directamente la secreción de insulina, pues al ocurrir la unión receptor- ligando, se altera la función del canal iónico (Emilsson et al. 1997). La figura 1 resume el efecto central y periférico, una vez que se se- creta leptina por el adipocito. Obviamente, son necesarias más investigacio- nes relacionadas con los aspectos metabólicos en los que se encuentra involucrada la leptina. Adipocito Leptina Cerebro Páncreas Hígado Músculo ↓ Consumo de alimentos ↑Actividad física ↑ Termogénesis Hormonas Neuropéptidos ↓ Secreción de insulina ↑ Oxidación de ácidos grasos ↓ Señalización insulina ↓ Efectos metabólicos estimulados por la insulina ↓ Síntesis de proteínas estimulada por insulina ↓ Disminuye ↑ Aumenta Figura 1. Representación de la secreción de leptina y su acción en la regulación del metabolismo de los tejidos periféricos (Houseknecht et al. 1998) SITIOSPOTENCIALESDEACCIÓNDELALEPTINA.EFECTOENELCONSUMO DEALIMENTOYPESOCORPORAL El hipotálamo se considera como el primer lugar central donde actúa la leptina para inhi- bir el consumo (Tang-Christensen et al. 1999). Sin embargo, los receptores de leptina están presentes en áreas fuera del hipotálamo y la administración directa de esta, al menos den- tro de una de estas otras áreas, inhibe el con- sumo de alimento (Havel 2000). La disminución en la concentración de neuropéptido (NPY) interviene en la pérdida de peso, asociada con el tratamiento de leptina y la disminución del apetito (Schwartz et al.
  • 5. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.6 1996). Este, en consecuencia, activa el sistema nervioso simpático y estimula la actividad pro- ductora de calor del tejido adiposo pardo, incrementándose todo el gasto energético cor- poral y la pérdida de peso (Rayner y Trayhurn 2001ySpeakmanetal.2002).Havel(2000)plan- tea que el sistema de neuropéptidos media los efectos de la leptina en la regulación del balan- ce energético. Aunque esta teoría es atractiva, recientemente se ha informado que en ratones deficientes de NPY el consumo de alimentos es normal. Según Changping et al. (1999), esto pudiera deberse a factores alternativos que re- emplazan la ruta dependiente del NPY. Otra teo- ría sobre el papel de la leptina sugiere su im- portancia en el consumo de alimentos, lo que puede asociarse a su habilidad para regular el sistema neuroendocrino durante períodos de ayuno (Makino et al. 1998). Denbow et al. (2000) estudiaron el efecto de la inyección intracerebroventricular (i.c.v.) de leptina en pollos de engorde y gallinas ponedoras, los que engordan de forma rápida y lenta, respectivamente. La leptina disminuyó el consumo de alimento y la dosis más eficaz fue de 10 µg en ambos tipos de animales. Esto demostró que puede actuar en el sistema ner- vioso central de las aves disminuyendo el con- sumo de alimento. Dridi et al. (2000a) estudiaron el efecto de la leptina de pollos y ovinos en el consumo de alimento de gallinas ponedoras de cinco sema- nas de edad. Este disminuyó significativamente (figura 2) y se determinó que, tanto la leptina de pollos como la de ovinos, tiene efectos com- parables con una media de reducción de aproxi- madamente 20 a 31 % al compararla con la so- lución salina. El efecto máximo se observó a las cuatro horas con 31.5 y 24.6 % de reduc- ción del consumo después de la administra- ción de leptina de pollo y ovina, respectiva- mente. Aunque muchas facetas de acción de la leptina no se comprenden, sí está claro que suprime el consumo de alimento y se halla involucrada en la reducción del peso corporal. 0 10 20 30 40 2 4 6 8 10 Consumo de alimentos, g Tiempo, h ⎯ Con solución salina Leptina ovina Leptina de pollo Figura 2. Efecto de la inyección intraperitoneal de leptina de pollo, ovina y solución salina en el consumo acumulado de alimentos en gallinas de cinco semanas de edad. Los datos están representados como medias ± EE (Dridi et al. 2000a)
  • 6. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 7 EFECTOSENELGASTOENERGÉTICOYTERMOGÉNESIS La pérdida de tejido adiposo en animales tratados con leptina se atribuye al aumento en la tasa metabólica Sin embargo, sólo cuando los animales están en determinados estados fisiológicos el tratamiento con leptina causa incrementos medibles en el gasto energético (Reidy yWeber 2000). La leptina no sólo aumenta el metabolismo energético, sino que además tiene una influen- cia importante en la contribución relativa de diferentes combustibles oxidativos disponibles (Reidy y Weber 2000). El cociente respiratorio de los ratones ob/ob disminuye con el trata- miento de leptina de manera dosis-dependien- te. Esto indica un cambio de oxidación de carbohidratos a lípidos (Hwa et al. 1997).Aun- que esto sólo ha sido probado en animales sin leptina endógena, este efecto en la selección del combustible puede darse en otros anima- les.ReidyyWeber(2002)encontraronesteefec- to en conejos. En un estudio con ratones y ratas, Pelley- mounter et al. (1995) encontraron que las in- yecciones diarias de leptina recombinante hu- mana ob/ob provocaron reducción del consu- mo de alimentos en pocos días y la disminu- ción brusca del 50 % del peso corporal en un mes. La figura 3 muestra que la pérdida de peso por la administración de leptina es el resultado de la combinación de dos efectos fundamenta- les: la reducción del apetito y el consumo de alimentos, mediado, en parte, por la inhibición de la síntesis del NPY y el incremento del gasto energético, estimado como incremento del consumo de oxígeno, mayor temperatura corporal y pérdida de la masa de tejido adipo- so. Como se esperaba, la inyección de la hor- mona en el ratón db/db, el cual carece de re- ceptores de ésta, no tubo efectos. Sin embar- go, cuando la leptina se administró al ratón normal, hubo pérdida de peso y profunda depleción del tejido adiposo. Además, los ra- tones manifestaron aumento en la masa magra. La leptina mantiene la masa corporal nor- mal porque modula la razón de consumo y gas- to energético, además de desempeñar un pa- Temperatura corporal, o C Consumo de oxigeno, mL/kg/h 32 33 34 35 36 37 38 800 900 1000 1100 1200A B Ratón normal Ratón normal Ratón ob/ob Ratón ob/ob Tratado con PBS Tratado con leptina, 10 mg/kg Figura 3. Incremento en el gasto energético, expresado como incremento en consumo de oxígeno y elevación de la temperatura corporal (Pelleymounter et al. 1995)
  • 7. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.8 pel fundamental en la regulación de las reser- vas de grasa (Triacilglicerol TAG) (Reidy y Weber 2002). La hidrólisis de las reservas lipídicas o lipólisis liberaAG, que se puede oxi- dar o reesterificar (resíntesis de TAG). Cuando ocurren simultáneas lipolisis-reesterificación se forman los ciclosTAG/AG,ciclosustratoquese caracteriza por disipar energía por termogénesis o reducción de peso. El flujo concurrente de es- tas reacciones opuestas se cataliza por enzimas diferentes que usan energíasinlaconversiónneta de sustrato en producto (Scarpace et al. 1997). Mucha de la información disponible sobre los cambios que induce la leptina en el meta- bolismo lipídico se ha obtenido en especies in vitro (Reidy y Weber 2000). No resulta claro aún cómo el cicloTAG/AG puede estar influen- ciado por esta hormona in vivo. Por ejemplo, la leptina reduce la masa grasa porque decrece la reesterificación de AG más que la oxidación, estrategia validada por hallazgos en células extraídas (Sarmiento et al. 1997 y Shimabukuro et al. 1997), pero no por otros (Wang et al. 1999).Alternativamente,estapuedeestimularla reesterificaciónquepromueveelcicloTAG/AG, como otro significado de aumento del gasto energético. Otro mecanismo, a través del cual la leptina puede incrementar la tasa metabólica, es la al- teración del flujo de protones a la membrana mitocondrial, el cual, generalmente, varía la tasa metabólica interespecíficamente e intraespecífi- camente (Reidy yWeber 2000). Harper y Brand (1994) señalan que las variaciones en el flujo a la mitocondria se asocian con el estatus de la tiroide de los animales, ya sean endotérmicos o ectodérmicos y pequeños o grandes. La leptina probablemente ejerza gran in- fluencia en el gasto energético mediante su efecto hipotalámico en la producción de triyodotironina (T3 ) (Legradi et al. 1997). Esta hormona es uno de los reguladores claves en la tasa metabólica patrón, cuyos efectos en el gasto energético son mediados parcialmente por cambios en el flujo de protones hacia la membrana mitocondrial (Harper y Brand 1994). La leptina cambia este flujo y el gasto ener- gético por variaciones en la expresión del áci- do ribonucleico mensajero (ARN) y en la con- centración de proteínas desacoplantes (PD). Diferentes PD se expresan en tejidos específi- cos y son afectados por la leptina mediante diferentes rutas. La PD1 se expresa solamente en el tejido adiposo pardo y, hasta aquí, es la única PD que ha mostrado claramente incre- mento en la capacidad termogénica de los ani- males (Reidy yWeber 2000). Existen otras PDs que también se afectan por la leptina, como son la PD2 y PD3 (Sarmiento et al. 1997 y Legradi et al. 1997). Los ácidos grasos también estimulan la res- piración celular. Es por esto que la leptina pue- de indirectamente incrementar la tasa metabólica por medio de sus efectos lipolíticos, aunque no está claro cómo, ni tampoco se ha determinado de qué manera los cambios en PD2 y PD3 contribuyen a las transformaciones en la tasa metabólica. Las PDs se han descubierto recientemente, por lo que continuarán las investigaciones sobre esta materia y se llegará a comprender cabalmente la relación de la leptina con la termogénesis, las PDs y la oxidación de ácidos grasos. EFECTOENELMETABOLISMOLIPÍDICO El balance entre la síntesis de lípidos y la degradación determina la masa de grasa cor- poral. Aproximadamente 90 % de las reservas de energía total en los adipocitos se encuentra como triacilglicerol y puede hidrolizarse (lipolisis) por una estimulación hormonal que libera ácidos grasos. Estos toman dos posi- bles vías: β-oxidación para producir ATP o reesterificación hacia triacilglicerol (Stryer 1995). Diversos experimentos han demostrado que la leptina tiene un modo de acción directo autocrino o paracrino en la síntesis y degrada- ción de los lípidos. Sin embargo, antes de des- cribir estos efectos, es importante tener en cuen- ta que estos experimentos se han realizado in vitro en células o preparaciones de tejidos
  • 8. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 9 (Frühbecketal.1997ySiegrist-Kaiseretal.1997). Por esta razón, debe tenerse precaución cuan- do se extrapolan estos resultados in vivo, don- de pueden haber otros factores reguladores. Frühbeck et al. (1997) demostraron que los efectos lipolíticos de la leptina en adipocitos no dependen del control hipotalámico, neural o adrenérgico, aunque estos componentes podrían ciertamente modificar los efectos in vivo.Al igual que con los ratones, los adipocitos de ciertos tipos de ratas aumentan su veloci- dad lipolítica cuando se exponen a la leptina (Frühbeck et al. 1998). En presencia de leptina se inhibe la expre- sión de acetil CoA carboxilasa en los adipocitos (Reidy yWeber 2000). Esta enzima limita la ve- locidad de síntesis de los ácidos grasos de cadena corta y es esencial en la conversión de carbohidratos a ácidos grasos y de reservas calóricas como triacilglicerol. Bajo condiciones basales (no se adiciona hormona exógena al medio), el cultivo diferenciado de adipocitos que expresa el gen ob presenta menor acetil CoA carboxilasa, ácidos grasos y síntesis de triacilglicerol con respecto a células que no expresan el gen de la leptina. La leptina también media el metabolismo lipídico indirectamente porque reduce los efec- tos lipogénicos de la insulina. La adición de insulina a cultivos de adipocitos que no pro- ducen leptina, causa mayor incremento en la síntesis de acetil CoA carboxilasa, ácidos grasos y triacilglicerol que en los adipocitos que sí la producen. Esta puede inhibir la unión de la insulina a los adipocitos. La disminución de los efectos lipogénicos de la insulina por medio de la leptina también tiene lugar en el músculo esquelético. Muoio et al. (1997) al medir la velocidad de oxidación de los ácidos grasos y su incorporación en triacilglicerol, después de la inyección de leptina, insulina o ambos, en el tejido aislado del músculo esquelético de ratones, encontra- ron que la oxidación de los ácidos grasos se incrementó con la leptina. Como ellos espera- ban, la insulina tuvo efectos opuestos, dismi- nuyó la oxidación de los ácidos grasos y au- mentó la síntesis de triacilglicerol. Sin embar- go, cuando la insulina y la leptina se adminis- traron juntas, la leptina disminuyó el efecto de la insulina en la oxidación y síntesis de los lípidos. Este efecto inhibitorio, tanto en adipocitos como en músculo, sugiere que in vivo los altos niveles de leptina disminuyen los efectos lipogénicos temporales de la insulina, después de la ingestión del alimento. Esto es importante, ya que significa que cuan- do circulan altos niveles de leptina, la síntesis de triacilglicerol no se activa completamente igual que cuando las hormonas lipogénicas están presentes. Se piensa que la leptina es capaz de disminuir los cambios inducidos por la insulina en el metabolismo lipídico y no mo- dula los efectos de esta hormona en la síntesis de glucógeno, oxidación de la glucosa o pro- ducción de lactato (Muoio et al. 1997). Se ne- cesitan nuevos estudios para esclarecer los mecanismos que median este efecto sobre el metabolismo en el músculo y el adipocito. EFECTODELALEPTINAENELSISTEMAREPRODUCTIVO DELOSANIMALESDOMÉSTICOS Se especula mucho acerca de cuál es la se- ñal que comunica el estado nutricional y el sis- tema reproductivo, signo importante y deter- minante en estadios fisiológicos claves como el inicio de la pubertad o el restablecimiento reproductivo postparto en animales domésti- cos. Luego de múltiples estudios en los que se mostró que la aplicación exógena de leptina recombinante humana soluciona problemas de infertilidad, hipogonadismo y anovulación en ratas con deficiencia de esta hormona (ratas obesas ob/ob), se postuló a la leptina como el posible “eslabón perdido” entre nutrición y reproducción (Conway y Jacobs 1997). Barash et al. (1996) propusieron que la leptina informa al eje reproductivo acerca del estado nutricional. Se asemejaría a un semáfo- ro que da luz verde al sistema reproductivo
  • 9. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.10 cuando el balance metabólico es positivo, luz roja cuando es negativo e igualmente alerta cuando el sistema metabólico está estresado, lo que se presenta frecuentemente en el perío- do postparto. Un primer paso lógico para entender el me- canismo por el cual la leptina tiene influencia sobre el sistema reproductivo, es la localiza- ción de receptores funcionales, ya menciona- dos para esta hormona. Se han detectadoARN mensajeros en los núcleos ventromedial y arcuato del hipotálamo, igualmente en la hipófisis anterior de la oveja (Dyer et al. 1997). En ratas, el ARN mensajero se encontró en ovario, testículo, útero, hipotálamo y glándula pituitaria (Zamorano et al. 1997), así como en ovarios y testículo de los humanos (Cioffi et al. 1996). Se encontró ampliamente distribuido en tejidos de cerdo como los testículos, el úte- ro, epidídimo y glándula adrenal (Murphy et al.1998). La conclusión general de estos y otros ex- perimentos coincide con la hipótesis, la cual postula que la leptina tiene su efecto en el sis- tema reproductivo de manera secundaria por inducción de producción de gonadotropinas. Hay evidencias de que la leptina tiene la capa- cidad de acelerar la aparición de la pubertad por medio del estímulo en la liberación de la hormona luteinizante (LH), lo que indica una reacción a nivel de la pituitaria anterior y/o el hipotálamo. Así, la leptina se ha catalogado como la “puerta de entrada metabólica hacia la pubertad”, luego de experimentos de aplica- ción de leptina junto a la alimentación contro- lada. Estos llevaron a la presentación de la pubertad de manera precoz frente a los contro- les, aunque el consumo de alimentos fue exac- tamente el mismo (Ruiz et al. 1999). Aunque los estudios mencionados ante- riormente muestran los efectos centrales por la vía de los neuropéptidos, la posibilidad de efec- tos directos en los órganos reproductivos no se descarta al encontrarse receptores en éstos órganos. En ratas, vacas y en mujeres se han hallado en el ovario, así en el fluido folicular se han localizado niveles de leptina (Karlsson et al.1997). Estudios en cerdos han demostrado la distribución de receptores de leptina en célu- las de granulosa y de teca, cuerpo lúteo en diferentes estadios (temprana, media y tardía) (Murphy et al. 1998). PERSPECTIVASFUTURASYCONSIDERACIONESFINALES El conocimiento de esta hormona provee al productor de una herramienta útil que le permi- tirá modificar la composición corporal para cu- brir las expectativas de los consumidores. Los niveles de circulación de leptina son un indi- cador del contenido de grasa corporal que con- tribuye a establecer una adecuada alimenta- ción del animal y estrategias correctas de ma- nejo. Esto sugiere que se pueda incorporar como criterio para el mejoramiento genético de la canal (Cameron et al. 2000). La leptina puede utilizarse además en la pro- ducción animal como un estimulante del siste- ma reproductivo o como mejorador genético de las capacidades reproductivas, por lo que servirá de marcador de fertilidad. La selección de animales que inician la etapa productiva precozmente tiene como finalidad, por parte del productor, aumentar el hato. Debe preguntar- se entonces si es esta hormona el elemento clave para lograr este objetivo. Los estudios realizados en animales y hu- manos indican que la leptina desempeña un papel vital en la coordinación del consumo de alimentos, el gasto energético y la utilización de nutrientes de los tejidos en diversas condi- ciones fisiológicas y patológicas. La manipu- lación de la acción de la leptina debe tenerse en cuenta para mejorar la eficiencia productiva y reproductiva de los animales domésticos, cuyas potencialidades quedan abiertas a la especulación. No obstante, aún queda mucho por estudiar e investigar.
  • 10. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005. 11 REFERENCIAS islets and direct inhibitory action of leptin on insulin secretion. Diabetes 46:313 Frühbeck, G., Aguado, M., Gomez-Ambrosi, J. & Martínez, J.A. 1998. Lipolytic effect of in vivo leptin administration on adipocytes of lean and ob/ob mice, but not db/db mice. Biochem. Biophys. Res. Commun. 250:99 Frühbeck, G., Aguado, M. & Martínez, J.A. 1997. In vitro lipolytic effect of leptin on mouse adipocytes: evidence for a possible autocrine/ paracrine role of leptin. Biochem. Biophys. Res. Commun. 240:590 Hamman, A. & Matthaei, S. 1996. Regulation of energy balance by leptin. Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. 104:293 Harper, M.E. & Brand, M. 1994. Hyperthyroidism stimulates mitocondrial proton leak and ATP turnover in rat hepatocytes but does not change the overall kinetics of substrate oxidation reactions. Can. J. Physiol. Pharmacol. 72:899 Havel, P.J. 2000. Role of adipose tissue in body - weight regulation: mechanisms regulating leptin production and energy balance. Proc. Nutrition Soc. 59:359 Hoggard, N., Hunter, L., Duncan, J.S., Williams, L.M., Trayhurn, P. & Mercer, J.G. 1997. Leptin and leptin receptor mRNA and protein expression in the murine fetus and placenta. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 94:11073 Houseknecht, K., Baile, C., Matteri, R. & Spurlock, M. 1998. The biology of Leptin: A review. J. Anim. Sci. 76:1405 Hwa, J.J., Fawzi, A.B., Graziano, M.P., Ghibaudi, L., Williams, P., van Heek, M., Rudinski, M., Sybertz, E. & Strader, C.D. 1997. Leptin increases energy expenditure and selectively promotes fat metabolism in ob/ob mice. Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. 272:1204 Karlsson, C., Kajsa, L., Svensson, E., Bergh, C., Lind, P., Billing, H., Carlsson, L.M.S. & Carlsson, B. 1997. Expression of functional leptin receptors in the human ovary. J. Clin. Endocrinol. Metab. 82:4144 Kennedy, G.C. 1953. The role of depot fat in the hypothalamic control of food intake in the rat. Proc. Roy. Soc. 140:578 Langhans, W. 2002. Central control of food intake. Aktuelle-Ernahrungsmedizin 27:381 Lee, G.H., Proenca, R., Montez, J.M., Carroll, K.M., Darvishzadeh, J.G., Lee, J.I. & Friedman, J.M. Barash, I.A., Cheung, C.C., Weigle, D.S., Ren, H., Kabigting, E.B., Kuijper, J.L., Klifton, D.K.& Steiner, R.A. 1996. Leptin is a metabolic signal to the reproductive system. Endocrinology 137:3144 Cameron,N.,Penman,J.&McCullough,E.2000.Serum leptin concentration in pigs selected for high or low daily food intake. Genetical Res.75:209 Changping, X., Wegner, J., Brockmann, G., Ender, K., Kazala, C. & Weselake, R.J. 1999. Leptin. <http:/cwisdb.cc.kuleuven.ac.be/oc-bin/ oc?lang=E>[Fecha de consulta: 21 de junio de 2003] Cioffi, J.A., Shafer, A.W., Zupancic, T.J., Smith- Gbur, J., Mikhail, A., Platika, D. & Snodgrass, H.R. 1996. Novel B219/OB receptor isoforms: Possible role of leptin in hematopoiesis and reproduction. Nat. Med. 2:585 Collins, S., Kuhn, C.M., Petro, A.E., Swick, A.G., Chrunyk, B.A. & Surwit, R.S. 1996. Role of leptin in fat regulation. Nature 380:677 Conway, G.S. & Jacobs, H.S. 1997. Leptin: a hormone of reproduction. Hum. Reprod. 12:633 DeVos, P., Saladin, R.,Auwerx, J. & Staels, B. 1995. Induction of ob gene expression by corticosteroids is accompanied by body weight loss and reduced food intake. J. Biol. Chem. 270:15958 Denbow, D.M., Meade, S., Robertson, A., McMurtry, J. P., Richards, M.& Ashwell, C. 2000. Leptin _ induced decrease in food intake in chickens. Physiol. Behaviour 69:359 Dridi, S., Raver, N., Gussakovsky, E. E., Derouet, M., Picard, M., Gertler, A. & Taouis, M. 2000b. Biologicalactivitiesofrecombinantchickenleptin C4S analog compared with unmodified leptins. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 279:116 Didri, S., Williams, J., Bruggeman, V., Onagbesan, M., Raver, N., Decuypere, E., Djiane, J., Gertler, A. & Taouis, M. 2000a.Achicken leptin-specific radioimmunoassay. Domestic Animal Endocrinology. 18:325 Dyer, C.J., Simmons, J.M., Matteri, R.L. & Keisler, D.H. 1997. Leptin receptor mRNA is expressed in ewe anterior pituitary and adipose tissues and is differentially expressed in hypothalamic regions of well-fed and feed-restricted ewes. Domest. Anim. Endocrinol. 14:119 Emilsson, V., Liu, Y., Cawthorn, M.A., Morton, N.M. & Davenport, M. 1997. Expression of the functional leptin receptor mRNA in pancreatic
  • 11. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 39, No. 1, 2005.12 1996. Abnormal splicing of the leptin receptor in diabetic mice. Nature 379:632 Legradi, G., Emerson, C.H.,Ahima, R.S., Flier, J.S. & Lechan, R.M. 1997. Leptin prevents fasting- induced suppression of prothyrotropin-releasing hormone messenger ribonucleic acid in neurons of the hypothalamic parventricular nucleus. Endocrionology 138:2569 Makino, S., Nishiyama, M., Asaba, K., Gold, P.W. & Hashimoto, K. 1998. Altered expression of type 2 CRH receptor mRNA in the VMH by glucocorticoids and starvation. Am. J. Physiol. 275:1138 Muoio, D.M., Dohn, G.L., Fiedorek, F.T., Tapscott, E.B. & Coleman, R.A. 1997. Leptin directly alters lipid partitioning in skeletal muscle. Diabetes 46:1360 Murphy, B.D., Ruiz-Cortés, Z.T., Song, J. H., Pes- cador, N. & Downey, B.R. 1998. Leptin recep- tor expression in pig granulosa and luteal cells. Biol. Reprod. 58:177 Pelleymounter M.A., Cullen M.J. & Baker, M.B. 1995. Effects of the obese gene product on body weight regulation in ob/ob mice. Science 269:540 Rayner, D.V. & Trayhurn, P. 2001. Regulation of leptin production: sympathetic nervous system interactions. J. Molecular Med. 79:8 Reidy, S. & Weber, J. M. 2000. Leptin: an essential regulator of lipid metabolism. Comp. Biochem. Physiol. 125:285 Reidy, S. & Weber, J. M. 2002.Accelerated substrate cycling: a new energy-wasting role for leptin in vivo.Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 282:312 Ruiz, Z.T., Murphy, B.D., Olivera, M. 1999. Interacción reproducción-nutrición en los anima- les domésticos: es la leptina la clave?. Rev. Col. Cienc. Pec. 12:145 Sarmiento, U., Benson, B., Kaufman, S., Ross, L., Qi, M., Scully, S. & DiPalma, C. 1997. Morphologic and molecular changes induced by recombinant human leptin in the white and brown adipose tissues of C57BL/6 mice. Lab. Invest. 77:243 Scarpace, P.J., Matheny, M., Pollock, B.H. &Tümer, N. 1997. Leptin increases uncoupling protein expression and energy expenditure. Animal J. Physiol. Endocrinol. Metab. 273:226 Schwartz, M.W., Baskin, D.G., Bukowski, T.R., Kuijper, J.L., Foster, D., Lasser, G., Prunkard, D.E., Porte, D., Woods, S.C., Seeley, R.J. & Weigle, D.S. 1996. Specificity of leptin action on elevated blood glucose levels and hypothalamic neuropeptide Y gene expression in ob/ob mice. Diabetes. 45:531 Shimabukuro, M., Koyama, K., Chen, G., Wang, M.Y., Trieu, F., Lee,Y., Newgard, C. B.& Unger, R. H. 1997. Direct antidiabetic effect of leptin through triglyceride depletion of tissues. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94:4637 Siegrist-Kaiser, C.A., Pauli, V., Juge-Aubry, C.E., Boss, O., Pernin, A., Chin, W.W., Cusin, I., Rohner-Jeanrenaud, F., Burger, A.G., Zapf, J. & Meier, C.A. 1997. Direct effects of leptin on brown and white adipose tissue. J. Clin. Invest. 100:2858 Speakman, J., Stubbs, R. & Mercer, J. 2002. Does body mass play a role in the regulation of food intake?. Proc.Nut.Soc. 61:473 Stryer, S. 1995. Byochemestry. W.H. Freemav and Company. New York. 4th Ed. p. 685 Tang-Christensen, M., Holst, J.J., Hartmann, B. & Vrang, N. 1999. The arcuate nucleus is pivotal in mediating the anorectic effects of centrally administered leptin. Neuro Report. 10:1183 Tartaglia, L.A., Dembski, M., Weng, X., Deng, N., Culpepper, J., Devos, R., Richards, G.J., Campfield, L.A., Clark, F.T., Deeds, J., Muir, C., Sanker, S., Moriarty, A., Moore, K.J., Smutko, J.S., Mays, G.G., Woolf, E.A., Monroe, C.A. & Tepper, R.I. 1995. Identification and expression cloning of a leptin receptor, OBR. Cell. 83:1263 Wang, M.Y., Lee, Y. & Unger, R.H. 1999. Novel form of lipolysis induced by leptin. J. Biol. Chem. 274:17541 Zamorano, P.L., Mahesh, V.B., DeSevilla, L.M., Chorich, L.P., Bhat, G. K.& Brann, D. W. 1997. Expression and localization of the leptin recep- tor in endocrine and neuroendocrine tissues of the rat. Neuroendocrinol. 65:223 Zhang, Y., Proenca, R., Maffel, M., Barone, M., Leopold, L. & Friedman, J.M. 1994. Positional clonig of the mouse obese gene and its human homologue. Nature 372:425 Recibido: 19 de noviembre de 2003.