Evidenz dafür, dass der Glukosestoffwechsel die Leptinsekretion aus kulturierten Rattenadipozyten reguliert*

Zirkulierendes Leptin, das von Adipozyten секретiert wird, korreliert mit der Fettmasse und den Plasmaspiegeln von Insulin bei Menschen und Nagetieren. Plasmaleptin, Insulin und Glukose nehmen während des Fastens ab und steigen nach der Wiederernährung an; die zugrunde liegenden Mechanismen, die die Änderungen der Leptinsekretion regulieren, sind jedoch nicht bekannt. Um die Rolle des insulinausgelösten Glukosestoffwechsels bei der Regulation der Leptinsekretion zu untersuchen, haben wir die Auswirkungen von Insulin und Inhibitoren des Glukosetransports und -stoffwechsels auf die Leptinsekretion aus Rattenadipozyten in Primärkultur untersucht. Insulin (0,16-16 nM) erhöhte die Leptinsekretion über 96 Stunden; der Anstieg des Leptins war jedoch enger mit der Menge an Glukose korreliert, die von den Adipozyten aufgenommen wurde (r = 0,64; P < 0,0001) als mit der Insulinkonzentration per se (r = 0,20; P < 0,28), was auf eine Rolle des Glukosetransports und/oder -stoffwechsels bei der Regulierung der Leptinsekretion hindeutet. 2-Deoxy-D-Glukose (2-DG), ein kompetitiver Inhibitor des Glukosetransports und der Phosphorylierung, verursachte eine konzentrationsabhängige (2-50 mg/dl) Inhibition der Leptinfreisetzung bei Anwesenheit von 1,6 nM Insulin. Die hemmende Wirkung von 2-DG wurde durch hohe Glukosekonzentrationen umgekehrt. Zwei andere Inhibitoren des Glukosetransports, Phloretin (0,05-0,25 mM) und Cytochalasine-B (0,5-50 µM), hemmten ebenfalls die Leptinsekretion. Die Hemmung der Leptinsekretion durch diese Substanzen war proportional zur Hemmung der Glukoseaufnahme (r = 0,60 bis 0,86; alle P < 0,01). Zwei Inhibitoren der Glykolyse, Iodoacetat (0,005-1,0 mM) und Natriumfluorid (0,1-5 mM), erzeugten eine konzentrationsabhängige Hemmung der Leptinsekretion bei Anwesenheit von 1,6 nM Insulin. Darüber hinaus verringerten sowohl 2-DG als auch Natriumfluorid deutlich den Leptin (ob) mRNA-Gehalt kultivierter Adipozyten, beeinflussten jedoch nicht den 18S ribosomalen RNA-Gehalt. Wir schließen daraus, dass Glukosetransport und -stoffwechsel wichtige Faktoren bei der Regulation der Leptinexpression und -sekretion sind und dass die Wirkung von Insulin, die Glukoseverwertung der Adipozyten zu erhöhen, wahrscheinlich zur insulinausgelösten Leptinsekretion beiträgt. Somit könnte im vivo der reduzierte glukoseabhängige Stoffwechsel des Adipösem eine der Mechanismen sein, durch die Fasten das zirkulierende Leptin verringert, während der erhöhte glukoseabhängige Stoffwechsel des Adipösem das Leptin nach der Wiederernährung erhöhen würde.