Spis treści:

1. Co to jest nesfatyna-1?
2. Występowanie
3. Rola nesfatyny-1 w ludzkim organizmie
   3.1. Nesfatyna-1 a praca układu pokarmowego
   3.2. Nesfatyna-1 a funkcje wydzielnicze trzustki
   3.3. Nesfatyna-1 a bilans energetyczny organizmu
   3.4. Nesfatyna-1 a układ krwionośny
   3.5. Nesfatyna-1 i płodność
   3.6 Korelacja nesfatyny-1 i oksytocyny 
   3.7. Nesfatyna-1 jako marker stanu zapalnego

 

1. Co to jest nesfatyna-1?

Nesfatyna-1 jest peptydem aminokwasowym o wielokierunkowym działaniu, wyizolowanym stosunkowo niedawno, bo w 2006 roku, a mającym swój udział w regulacji metabolizmu i pobierania pokarmu. Do jej głównych funkcji biologicznych należy hamowanie nocnego pobierania pożywienia, a za kluczową fizjologiczną rolę odpowiada środkowa część łańcucha aminokwasowego.

 

2. Występowanie

Obecność tego peptydu zauważa się w wielu tkankach organizmu człowieka. Należą do nich między innymi: tkanka tłuszczowa, przewód pokarmowy, jajniki i macica, jądra, mięsień sercowy, tkanka chrzęstna i płyn stawowy. Nesfatynę-1 znajdziemy także w osoczu krwi, ślinie i mleku matki.

 

3. Rola nesfatyny-1 w ludzkim organizmie

Nesfatyna jest białkiem uczestniczącym w regulacji metabolizmu, pobierania pokarmu i wody. Bierze udział w modulacji bilansu energetycznego organizmu oraz w rozwoju otyłości. Od niedawna jest jednak brana pod uwagę w rozwoju innych schorzeń i funkcjonowania tkanek.

Odkrywcy nesfatyny-1 (Oh-I i wsp.) potwierdzili, że występuje ona w neuronach licznych ośrodków podwzgórza, które biorą udział w regulacji (głównie hamowaniu) spożywania pokarmu. W ośrodkowym układzie nerwowym współwystępuje z licznymi neuroprzekaźnikami, głównie z melatoniną, wazopresyną, oksytocyną, neuropeptydem Y, acetyloocholiną i serotoniną. Na drodze przemian biochemicznych ekspresja nesfatyny-1 powiązana jest z aktywnością komórek brunatnej tkanki tłuszczowej.

 

3.1. Nesfatyna-1 a praca układu pokarmowego

Wskazuje się przede wszystkim na ujemną korelację nesfatyny z innym hormonem układu trawiennego – greliną. W badaniu na szczurach wykazano, że nesfatyna-1 ma zdolność do zwiększania poczucia sytości po bezpośrednim podaniu. Ponadto pełni ona istotną rolę w regulacji motoryki przewodu pokarmowego – pod jej wpływem zmniejszała się ilość przyjmowanego pokarmu i spowolnieniu ulegała motoryka żołądka u myszy i szczurów.

Obecność nesfatyny udowodniono w zasadzie na całej długości przewodu pokarmowego człowieka oraz narządach wydzielniczych, jak wątroba i trzustka. Wykazano, że nesfatyna-1 ma zdolność do hamowania wydzielania soków żołądkowych i spełnia ochronną rolę w stosunku do błony śluzowej żołądka. Inne badania sugerują, że nesfatyna-1 może z powodzeniem uczestniczyć w regulacji procesów enzymatycznych, wchłaniania na poziomie dwunastnicy oraz w ochronie błony śluzowej jelita.

 

3.2. Nesfatyna-1 a funkcje wydzielnicze trzustki

Nesfatyna-1 u zdrowego człowieka uwalniana jest z trzustkowych komórek beta przede wszystkim w odpowiedzi na wzrost poziomu glukozy w surowicy krwi. Jej poziom jednak nie przekracza stężenia insuliny w tym samym czasie. Natomiast w przypadku osób chorujących na cukrzycę ekspresja nesfatyny-1 na poziomie komórek trzustki i jej stężenie we krwi zmniejsza się. Przeciwhiperglikemiczne działanie nesfatyny-1 potwierdzono w badaniach in vitro. Tłumaczy się to tym, iż nesfatyna-1 może zmniejszać syntezę enzymów hamujących proces glukoneogenezy w wątrobie lub zwiększać ekspresję insuliny.

Nesfatyna-1 wpływa na pobudzenie komórek nerwowych podwzgórza, a jednocześnie pobudzenie neuronów wpływa na uwalnianie nesfatyny-1. Proces oddziaływania nesfatyny-1 na układ nerwowy regulowany jest m.in. przez obecność glukozy i insuliny. Stan hipoglikemii i wysokie stężenie insuliny zwiększają syntezę peptydu, natomiast niskie stężenie nesfatyny-1 pochodzącej z podwzgórza reguluje glukoneogenezę w wątrobie i osłabia wychwyt glukozy przez tkankę.

 

3.3. Nesfatyna-1 a bilans energetyczny organizmu

U zdrowego człowieka peptyd ten współwystępuje w podobnych obszarach tkanki żołądka czy trzustki, co grelina i insulina. Sugeruje to współzależność kontroli przyjmowania pożywienia i regulacji gospodarki glukozowo-insulinowej, a co za tym idzie, także utrzymania prawidłowej masy ciała i homeostazy organizmu. Wskazuje się także na istotną rolę nesfatyny-1 w procesie termoregulacji i zachowania bilansu energetycznego.

Jednakże w przypadku trwającej już otyłości wykazano, że nesfatyna-1 bierze udział w związanych z nią reakcjach zapalnych. Wyniki badań wykazały zależność pomiędzy syntezą i wydzielaniem nesfatyny-1 a dojrzewaniem komórek tłuszczowych (adipocytów). Okazuje się, że w przypadku otyłości indukowanej dietą oraz przy wysokim poziomie insuliny i cytokin prozapalnych w mysim organizmie wzrasta synteza i uwalnianie nesfatyny-1 do tkanki tłuszczowej.

 

3.4. Nesfatyna a układ krwionośny

Receptory dla nesfatyny-1 znajdują się licznie w jądrach podwzgórza, uczestniczących w pracy układu krążenia. Nesfatyna-1 bierze udział w regulacji ciśnienia krwi poprzez wpływ na funkcje śródbłonka. Ponadto peptyd ten znaleziono w komórkach serca człowieka. Kardiomiocyty są zdolne do bezpośredniego uwalniania nesfatyny-1. Wysokie stężenie tego peptydu koreluje z wysokim ciśnieniem krwi oraz szybkim biciem serca.

Co ciekawe, udowodniono także, że poziom nesfatyny-1 w kardiomiocytach zależny jest m.in. od sposobu żywienia. Dieta wysokotłuszczowa powoduje wzrost stężenia tego peptydu w tkance przedsionka serca, podobnie jak w tkance tłuszczowej. Uważa się więc, że nesfatyna-1 jest jednym z czynników odgrywających ważną rolę w powiązaniu otyłości z chorobami układu krążenia.

 

3.5. Nesfatyna-1 i płodność

Rezerwy energetyczne organizmu, poziom tkanki tłuszczowej oraz czynniki żywieniowe, które na nie wpływają, spełniają także istotną rolę w rozwoju płodności i dojrzewania płciowego. U kobiet skrajnie niski poziom tkanki tłuszczowej często wiąże się z zaburzeniami miesiączkowania, natomiast otyłość związana jest z insulinoopornością i problemami z płodnością. Nesfatyna-1 bierze udział w fizjologicznej regulacji tych procesów.

Wyniki badań Garcia-Galiano i wsp. wskazują, że nesfatyna-1 bierze udział w procesie dojrzewania płciowego. U samic szczurów peptyd ten stymuluje uwalnianie gonadoliberyny (GnRH) z podwzgórza oraz hormonu luteinizującego (LH) i hormonu folikulotropowego (FSH) z przysadki mózgowej. W przypadku ujemnego bilansu energetycznego (na skutek niedożywienia lub prowadzenia tzw. głodówki) w okresie dojrzewania zauważa się znaczny spadek nesfatyny-1 w podwzgórzu. Natomiast w przypadku osobników dojrzałych płciowo zauważa się, że nesfatyna-1 uczestniczy w regulacji wydzielania gonadotropin, co potwierdza wpływ dużych dawek tego peptydu na wzrost stężenia LH i FSH u samców szczurów, czego natomiast nie zauważa się u samic.

W przypadku kobiet wysunięto hipotezę, że wysoki poziom nesfatyny-1 w połączeniu z otyłością, nietolerancją glukozy, insulinoopornością i wysokim poziomem androgenów może być jednym z czynników powstawania PCOS (czyli zespołu policystycznych jajników). Wyniki badań nie są jednak jednoznaczne i wymagają dodatkowych analiz.

W przypadku mężczyzn obecność nesfatyny-1 zaobserwowano w śródmiąższowych komórkach Leydiga, a im wyższy stopień dojrzałości płciowej, tym stężenie tego peptydu rośnie. Uwalnianie nesfatyny-1 zwiększa się pod wpływem obecności LH, a sama nesfatyna zwiększa wydzielanie testosteronu w męskich gonadach. Testosteron zaś wpływa na ekspresję nesfatyny-1 na poziomie żołądka i tkanki tłuszczowej.

 

3.6. Korelacja nesfatyny-1 i oksytocyny

W jądrze przykomorowym podwzgórza nesfatyna-1 i oksytocyna wykazują wspólne umiejscowienie, stąd przypuszczenie, że nesfatyna-1 po uwolnieniu wpływa na sąsiadujące z nią komórki syntetyzujące oksytocynę. Dodatkowo, peptyd ten oddziałuje na neurony produkujące oksytocynę i stymuluje jej wydzielanie. Podanie oksytocyny myszom wywoływało zahamowanie łaknienia. Stąd też hipoteza, że nesfatyna może być w przyszłości jednym z elementów terapii osób otyłych.

 

3.7. Nesfatyna-1 jako marker stanu zapalnego

Nesfatyna-1 występuje fizjologicznie w większości tkanek organizmu człowieka, stąd też uważa się, że wszelkie zmiany w ilości stężenia, budowie i funkcji tego peptydu mogą świadczyć o zaburzeniu homeostazy organizmu i o potencjalnym stanie zapalnym czy nawet chorobie. Wykazano, że nesfatyna-1 jest markerem stanu zapalnego. Jej wysokie stężenie obserwuje się w przypadku takich chorób, jak padaczka (epilepsja), ostre zapalenie wyrostka robaczkowego czy niektóre nowotwory.

W przypadku epilepsji stężenie nesfatyny-1 w surowicy krwi i ślinie osób chorych (nieleczonych) jest zdecydowanie wyższe, niż u osób zdrowych. Przypuszcza się, że wysoki poziom tego peptydu może hamować funkcjonowanie neuronów podwzgórza, co może zwiększać częstość napadów padaczkowych.

W przypadku zapalenia wyrostka robaczkowego u dzieci wykazano, że stężenie nesfatyny-1 gwałtownie wzrastało w trakcie ataku bólowego i zmniejszało się dopiero w 2-3 dobie po operacji. U osób dotkniętych zapaleniem wyrostka robaczkowego, a zwłaszcza u małych dzieci, występują niespecyficzne objawy, które mogą opóźniać prawidłową diagnozę i generować powikłania. Jako że nesfatyna-1 jest w tej sytuacji szybko uwalniana do krwi, wydaje się, że może być jednym z niewielu markerów, sygnalizujących o zapaleniu wyrostka i różnicującym od innych chorób układu pokarmowego.

Wysokie stężenie nesfatyny-1 zlokalizowano w komórkach nowotworowych wielu tkanek, m.in. gruczołu piersiowego, gruczołu krokowego, błony śluzowej macicy, żołądka, jelita grubego i nerek. Wyniki badań pokazują, że działanie nesfatyny-1 różni się w zależności od tkanki docelowej i etapu nowotworzenia.

W przypadku raka jajnika wykazano hamujący wpływ nesfatyny-1 na rozwój komórek nowotworowych. Również w przypadku nowotworów kory nadnerczy nesfatyna-1 ma zdolność do hamowania proliferacji komórek rakowych i regulacji ich obumierania. Dodatkowo wykazano, że wysokie stężenie białka nukleobindyny-2 (będącej substratem nesfatyny-1) w komórkach nowotworowych innych tkanek, może znacznie zwiększać ryzyko pojawienia się nawrotu choroby. Natomiast w nowotworach błony śluzowej trzonu macicy nukleobindyna 2 i nesfatyna-1 uczestniczą w rozroście i transporcie komórek nowotworowych.

Bibliografia:
Bulc M., Gonkowski S., Całka J. The role of nesfatin-1 in metabolism regulation: an overview. Ann. Anim. Sci. 2013.
Markowska A. et al. Nesfatyna-1 jako potencjalny marker w raku endometrium i raku jajnika. Post. Biol. Kom. 2016
Pałasz A. et al. Anoreksygenna aktywność nesfatyny-1 w jądrach podwzgórza i jej potencjalne implikacje kliniczne. Farmakoter. w psych. i neurolog. 2010
Szlachcic A. et al. Nesfatyna 1 - nowy hormon uczestniczący w kontroli przyjmowania pokarmu oraz w mechanizmach uszkodzenia i ochrony błony śluzowej żołądka. Przegl. Gastroenterol. 2012.
Tymicki G., Puzio I., Pawłowska-Olszewska M. Nesfatyna-1 - hormon o działaniu plejotropowym. Med. Wet. 2020

Dodaj komentarz