Role of leptin in the regulation of neuroendocrine functions
Abstract
This article reviews the data on leptin and the molecular mechanisms of its action. The role of leptin in the neuroendocrine response to fasting, in the regulation of hypothalamic-pituitary-gonadal and hypothalamic-pituitary-thyroid axes, as well as the effects of this peptide on "hypothalamus-pituitary-growth hormone" and "hypothalamus-pituitary-adrenals" systems has been summarized. The interaction between the leptin and insulin signaling pathways and the tasks related to the leptin resistance have been discussed.
About the Authors
T. A. Mityukova
Институт физиологии НАН Беларуси
Belarus
Belarus
S. V. Mankovskaya
Институт физиологии НАН Беларуси
Belarus
Belarus
N. M. Akulevich
Институт физиологии НАН Беларуси
Belarus
Belarus
T. Yu. Platonova
Институт физиологии НАН Беларуси
Belarus
Belarus
S. B. Kohan
Институт физиологии НАН Беларуси
Belarus
Belarus
References
1. Zhang F., Basinski M.B., Beals J. M. et al. //Nature. 1997. Vol. 387. P. 206-209.
2. Margetic S., Gazzola C., Pegg G. G. et al. // Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 2002. Vol. 26. P. 1407-1433.
3. Coleman D. L. // Diabetologia. 1973. Vol. 9. P. 294-298.
4. Hummel K. P., Dickie M. M., Coleman D. L. //Science. 1966. Vol. 153. P. 1127-1128.
5. Zhang Y., Proenca R., Maffei M. et al. // Nature. 1994. Vol. 372. P. 425-432.
6. Lee G. H., Proenca R., Montez J. M. et al. //Nature. 1996. Vol. 379. P. 632-635.
7. Harris R. B., Zhou J., Redmann S. M. Jr. et al. //Endocrinology. 1998. Vol. 139. P. 8-19.
8. Hsu A., Aronoff D. M., Phipps J. et al. //Clin. Exp. Immunol. 2007. Vol. 150. P. 332-339.
9. Fei H., Okano H. J, Li C. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. Vol. 94. P. 7001-7005.
10. Tartaglia L. A. // J. Biol. Chem. 1997. Vol. 272. P. 6093-6096.
11. Bjorbaek C., Elmquist J. K., Michl P. et al. //Endocrinology. 1998. Vol. 139. P. 3485-3491.
12. Hileman S. M., Pierroz D. D., Masuzaki H. et al. //Endocrinology. 2002. Vol. 143. P. 775-783.
13. Elmquist J. K., Bjorbaek C., Ahima R. S. et al. // J. Comp. Neurol. 1998. Vol. 395. P. 535-547.
14. Houseknecht K. L., Mantzoros C. S., Kuliawat R. et al. //Diabetes. 1996. Vol. 45. P. 1638-1643.
15. Mullington J. M., Chan J. L., van Dongen H. P. et al. // J. Neuroendocrinol. 2003. Vol. 15. P. 851-854.
16. Bluher S., Mantzoros C. S. //Am. J. Clin. Nutr. 2009. Vol. 89. P. 991S-997S.
17. Considine R. V., Sinha M. K., Heiman M. L. et al. //N. Engl. J. Med. 1996. Vol. 334. P. 292-295.
18. Yannakoulia M., Yiannakouris N., Bluher S. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2003. Vol. 88. P. 1730-1736.
19. Mantzoros C. S., Moschos S. J. //Clin. Endocrinol. (Oxf.) 1998. Vol. 49. P. 551-567.
20. Chan J. L., Bluher S., Yiannakouris N. et al. //Diabetes. 2002. Vol. 51. P. 2105-2112.
21. Lin K. C. //Kaohsiung. J. Med. Sci. 2000. Vol. 16. P. 13-19.
22. Boden G., Chen X., Mozzoli M. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1996. Vol. 81. P. 3419-3423.
23. Chan J. L., Heist K., DePaoli A. M. et al. // J. Clin. Invest. 2003. Vol. 111. P. 1409-1421.
24. Chan J. L., Mantzoros C. S. //Pituitary. 2001. Vol. 4. P. 87-92.
25. Mantzoros C. S. //Ann. Intern. Med. 1999. Vol. 130. P. 671-680.
26. Ahima R. S., Prabakaran D., Mantzoros C. et al. //Nature. 1996. Vol. 382. P. 250-252.
27. Miller K. K., Parulekar M. S., Schoenfeld E. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1998. Vol. 83. P. 2309-2312.
28. Lee J. H., Chan J. L., Sourlas E. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2006. Vol. 91. P. 2605-2611.
29. Chan J. L., Matarese G., Shetty G. K. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103. P. 8481-8486.
30. Yu W. H., Kimura M., Walczewska A. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. Vol. 94. P. 1023-1028.
31. Hill J. W., Elmquist J. K., Elias C. F. // Am J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2008. Vol. 294. P. E827-E832.
32. De Roux N., Genin E., Carel J. C. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. Vol. 100. P. 10972-10976.
33. Seminara S. B., Messager S., Chatzidaki E. E. et al. //N. Engl. J. Med. 2003. Vol. 349. P. 1614-1627.
34. Gottsch M. L., Cunningham M. J., Smith J. T. et al. //Endocrinology. 2004. Vol. 145. P. 4073-4077.
35. Irwig M. S., Fraley G. S., Smith J. T. et al. //Neuroendocrinology. 2004. Vol. 80. P. 264-272.
36. Smith J. T., Acohido B. V., Clifton D. K. et al. // J. Neuroendocrinol. 2006. Vol. 18. P. 298-303.
37. Lehman M. N., Coolen L. M., Goodman R. L. // Endocrinology. 2010. Vol. 151. P. 3479-3489.
38. Licinio J., Negrao A. B., Mantzoros C. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. Vol. 95. P. 2541-2546.
39. Chehab F. F., Lim M. E., Lu R. //Nat. Genet. 1996. Vol. 12. P. 318-320.
40. Frisch R. E., McArthur J. W. // Science. 1974. Vol. 185. P. 949-951.
41. Mantzoros C. S. //Ann. Intern. Med. 1999. Vol. 130. P. 671-680.
42. Mantzoros C. S., Flier J. S., Rogol A. D. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1997. Vol. 82. P. 1066-1070.
43. Licinio J., Negrao A. B., Mantzoros C. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1998. Vol. 83. P. 4140-4147.
44. Roemmich J. N., Clark P. A., Berr S. S. et al. // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 1998. Vol. 275. R. E543-E551.
45. Farooqi I. S., Jebb S. A., Langmack G. et al. //N. Engl. J. Med. 1999. Vol. 341. P. 879-884.
46. Licinio J., Caglayan S., Ozata M. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. Vol. 101. P. 4531-4536.
47. Sanchez V. C., Goldstein J., Stuart R. C. et al. // J. Clin. Invest. 2004. Vol. 114. P. 357-369.
48. Legradi G., Emerson C. H., Ahima R. S. et al. //Endocrinology. 1997. Vol. 138. P. 2569-2576.
49. Kim M. S., Small C. J., Stanley S. A. et al. // J. Clin. Invest. 2000. Vol. 105. P. 1005-1011.
50. Paz-Filho G., Delibasi T., Erol H. K. et al. //Thyroid. Res. 2009. Vol. 2. P. 11.
51. Van der Kroon P. H., Boldewijn H., Langeveld-Soeter N. // Int. J. Obes. 1982. Vol. 6. P. 83-90.
52. Flier J. S., Harris M., Hollenberg A. N. // J. Clin. Invest. 2000. Vol. 105. P. 859-861.
53. Mantzoros C. S., Ozata M., Negrao A. B. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001. Vol. 86. P. 3284-3291.
54. Rosenbaum M., Goldsmith R., Bloomfield D. et al. // J. Clin. Invest. 2005. Vol. 115. P. 3579-3586.
55. Garris D. R., Burkemper K. M., Garris B. L. // Diabetes. Obes. Metab. 2007. Vol. 9. P. 311-322.
56. Gat-Yablonski G., Phillip M. // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2008. Vol. 11. P. 303-308.
57. Pombo M., Pombo C. M., Garcia A. et al. // Horm. Res. 2001. Vol. 1. Suppl. 55. P. 11-16.
58. Farooqi I. S., Matarese G., Lord G. M. et al. // J. Clin. Invest. 2002. Vol. 110. P. 1093-1103.
59. Clement K., Vaisse C., Lahlou N. et al. // Nature. 1998. Vol. 392. P. 398-401.
60. Costa A., Poma A., Martignoni E. et al. // Neuroreport. 1997. Vol. 8. P. 1131-1134.
61. Bray G. A., York D. A. // Physiol. Rev. 1979. Vol. 59. P. 719-809.
62. Licinio J., Mantzoros C., Negrao A. B. et al. // Nat. Med. 1997. Vol. 3. P. 575-579.
63. Halaas J. L., Gajiwala K. S., Maffei M. et al. // Science. 1995. Vol. 269. P. 543-546.
64. Pelleymounter M. A., Cullen M. J., Baker M. B. et al. // Science. 1995. Vol. 269. P. 540-543.
65. Rossetti L., Massillon D., Barzilai N. et al. // J. Biol. Chem. 1997. Vol. 272. P. 27758-27763.
66. Brennan A. M., Mantzoros C. S. // Nat. Clin. Pract. Endocrinol. Metab. 2006. Vol. 2. P. 318-327.
67. Moitra J., Mason M. M., Olive M. et al. // Genes. Dev. 1998. Vol. 12. P. 3168-3181.
68. Gavrilova O., Marcus-Samuels B., Leon L. R. et al. // Nature. 2000. Vol. 403. P. 850-851.
69. Kim J. K., Gavrilova O., Chen Y. et al. // J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275. P. 8456-8460.
70. Shimomura I., Hammer R. E., Ikemoto S. et al. // Nature. 1999. Vol. 401. P. 73-76.
71. Yamauchi T., Kamon J., Waki H. et al. // Nat. Med. 2001. Vol. 7. P. 941-946.
72. Chinookoswong N., Wang J. L., Shi Z. Q. // Diabetes. 1999. Vol. 48. P. 1487-1492.
73. Denroche H. C., Levi J., Wideman R. D. et al. // Diabetes. 2011. Vol. 60. P. 1414-1423.
74. German J. P., Thaler J. P., Wisse B. E. et al. // Endocrinology. 2011. Vol. 152. P. 394-404.
75. Wang Y., Kuropatwinski K. K., White D. W. et al. // J. Biol. Chem. 1997. Vol. 272. P. 16216-16223.
76. Bates S. H., Gardiner J. V., Jones R. B. et al. // Horm. Metab. Res. 2002. Vol. 34. P. 111-115.
77. Berti L., Kellerer M., Capp E. et al. // Diabetologia. 1997. Vol. 40. P. 606-609.
78. Minokoshi Y., Kim Y. B., Peroni O. D. et al. // Nature. 2002. Vol. 415. P. 339-343.
79. Muoio D. M., Dohm G. L., Fiedorek F. T. Jr. et al. // Diabetes. 1997. Vol. 46. P. 1360-1363.
80. Greco A. V., Mingrone G., Giancaterini A. et al. // Diabetes. 2002. Vol. 51. P. 144-151.
81. Kellerer M., Koch M., Metzinger E. et al. // Diabetologia. 1997. Vol. 40. P. 1358-1362.
82. Maroni P., Bendinelli P., Piccoletti R. // Cell. Biol. Int. 2005. Vol. 29. P. 542-550.
83. Ceddia R. B., Lopes G., Souza H. M. et al. // Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 1999. Vol. 23. P. 1207-1212.
84. Huang W., Dedousis N., Bhatt B. A. et al. // J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279. P. 21695-21700.
85. Zhao A. Z., Shinohara M. M., Huang D. et al. // J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275. P. 11348-11354.
86. Szanto I., Kahn C. R. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. Vol. 97. P. 2355-2360.
87. Ceddia R. B., William W. N. Jr., Lima F. B. et al. // J. Endocrinol. 1998. Vol. 158. R. R7-R9.
88. Perez C., Fernandez-Galaz C., Fernandez-Agullo T. et al. // Diabetes. 2004. Vol. 53. P. 347-353.
89. Aprath-Husmann I., Rohrig K., Gottschling-Zeller H. et al. // Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 2001. Vol. 25. P. 1465-1470.
90. Ahren B., Havel P. J. // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 1999. Vol. 277. R. R959-R966.
91. Harvey J., Ashford M. L. // J. Physiol. 1998. Vol. 511. P. 695-706.
92. Lam N. T., Cheung A. T., Riedel M. J. et al. // J. Mol. Endocrinol. 2004. Vol. 32. P. 415-424.
93. Kulkarni R. N., Wang Z. L., Wang R. M. et al. // J. Clin. Invest. 1997. Vol. 100. P. 2729-2736.
94. Seufert J., Kieffer T. J., Habener J. F. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. Vol. 96. P. 674-679.
95. Marroqui L., Vieira E., Gonzalez A. et al. // Diabetologia. 2011. Vol. 54. P. 843-851.
96. Ranganathan S., Ciaraldi T. P., Henry R. R. et al. // Endocrinology. 1998. Vol. 139. P. 2509-2513.
97. Steinberg G. R., Parolin M. L., Heigenhauser G. J. et al. // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2002. Vol. 283. R. E187-E192.
98. Fiorenza C. G., Chou S. H., Mantzoros C. S. // Nat. Rev. Endocrinol. 2011. Vol. 7. P. 137-150.
99. Tsiodras S., Perelas A., Wanke C. et al. // J. Infect. 2010. Vol. 61. P. 101-113.
100. Mittendorfer B., Horowitz J. F., DePaoli A. M. et al. // Diabetes. 2011. Vol. 60. P. 1474-1477.
101. Moon H. S., Matarese G., Brennan A. M. et al. // Diabetes. 2011. Vol. 60. P. 1647-1656.
102. Gao Q., Horvath T. L. // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2008. Vol. 294. R. E817-E826.
103. Kim Y. B., Uotani S., Pierroz D. D. et al. // Endocrinology. 2000. Vol. 141. P. 2328-2339.
104. Severin S., Ghevaert C., Mazharian A. // J. Thromb. Haemost. 2009. Vol. 8. P. 17-26.
105. Sharma V., Mustafa S., Patel N. et al. // Eur. J. Pharmacol. 2009. Vol. 617. P. 113-117.
106. Ahima R. S. // Obesity (Silver Spring). 2006. Vol. 5. Suppl. 14. R. 242S -249S.
107. Banks W. A., Clever C. M., Farrell C. L. // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2000. Vol. 278. R. E1158-E1165.
108. Moon H. S., Chamberland J. P., Diakopoulos K. N. et al. // Diabetes. Care. 2011. Vol. 34. P. 132-138.
109. Heymsfield S. B., Greenberg A. S., Fujioka K. et al. // JAMA. 1999. Vol. 282. P. 1568-1575.
110. Hukshorn C. J, Saris W. H, Westerterp-Plantenga M. S. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000. Vol. 85. P. 4003-4009.
111. Farooqi I. S., O'Rahilly S. // Annu. Rev. Med. 2005. Vol. 56. P. 443-458.
112. Farooqi I. S., Wangensteen T., Collins S. et al. // N. Engl. J. Med. 2007. Vol. 356. P. 237-247.
113. Lahlou N., Issad T., Lebouc Y. et al. // Diabetes. 2002. Vol. 51. P. 1980-1985.
114. Farooqi S. // Horm. Res. 2007. Vol. 5. Suppl. 68. P. 5-7.
115. Yiannakouris N., Melistas L., Kontogianni M. et al. // J. Endocrinol. Invest. 2004. Vol. 27. P. 714 -720.
116. Van Rossum C. T., Hoebee B., van Baak M. A. et al. // Obes. Res. 2003. Vol. 11. P. 377-386.
117. Tu H., Kastin A. J., Hsuchou H. et al. // J. Cell. Physiol. 2008. Vol. 214. P. 301-305.
118. Oswal A., Yeo G. // Obesity (Silver Spring). 2009. Vol. 18. P. 221-229.
119. Myers M. G., Cowley M. A., Munzberg H. // Annu. Rev. Physiol. 2008. Vol. 70. P. 537-556.
120. Boden G., Duan X., Homko C. et al. // Diabetes. 2008. Vol. 57. P. 2438-2444.
121. Marchetti P., Bugliani M., Lupi R. et al. // Diabetologia. 2007. Vol. 50. P. 2486-2494.
122. Ozcan L., Ergin A. S., Lu A. et al. // Cell. Metab. 2009. Vol. 9. P. 35-51.
123. Won J. C., Jang P. G., Namkoong C. et al. // Obesity (Silver Spring). 2009. Vol. 17. P. 1861-1865.
124. Roth J. D., Roland B. L., Cole R. L. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. Vol. 105. P. 7257-7262.
125. Mantzoros C. S., Magkos F., Brinkoetter M. et al. // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2011. Vol. 301. R. E567-E584.
Review
For citations:
Mityukova T.A., Mankovskaya S.V., Akulevich N.M., Platonova T.Yu., Kohan S.B. Role of leptin in the regulation of neuroendocrine functions. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series. 2014;(1):91-100. (In Russ.)
Views:
451
ISSN 1814-6023 (Print)
ISSN 2524-2350 (Online)
ISSN 2524-2350 (Online)
Email this article 