Leptin ELISA

Zweckbestimmung

Enzymimmunoassay zur quantitativen Bestimmung von humanem Leptin in menschlichem Serum und
Plasma.

Einführung

1994 wurde das Proteohormon Leptin als das Produkt des ob-Gens identifiziert (1,2). Es besitzt ein Molekulargewicht von 16 kD und man nimmt an, dass es eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Körpergewichts spielt. Seine Aminosäurensequenz weist keine größeren Homologien zu anderen Proteinen auf (1). Leptin wird fast ausschließlich von differenzierten Fettzellen produziert (3-5). Es wirkt auf das zentrale Nervensystem ein, vor allem auf den Hypothalamus, wobei es die Nahrungsaufnahme unterdrückt und den Energieverbrauch steigert (2,6-9). Es existieren unterschiedlich gespleißte Formen des LeptinRezeptors, die sich in ihrer Länge unterscheiden. Sie gehören zu der Cytokin-Klasse-1-Rezeptor-Familie (10-12) und kommen ubiquitär im Körper vor (10,11,13,14). Dies läßt auf eine umfassende Funktion von Leptin schließen.

Eines der vielen Leptin Bindungsproteine stellt eine zirkulierende Form eines Leptin-Rezeptors dar (15). Neben seinem Einfluss auf den Energiestoffwechsel besitzt Leptin auch einen starken Einfluss auf eine Anzahl anderer endokriner Achsen. In männlichen Mäusen schwächte es die durch Hungern induzierte ausgeprägte Abnahme von LH, Testosteron und Thyroxin bzw. die Zunahme von ACTH und Corticosteron ab. In weiblichen Mäusen verhinderte Leptin die durch Hungern induzierte Verzögerung des Eisprungs (16). Ob/ob Mäuse, die aufgrund einer ob-Genmutation einen Leptinmangel aufweisen, sind unfruchtbar. Dieser Defekt konnte durch Leptinapplikation korrigiert werden, jedoch nicht durch Gewichtsverlust infolge von Nahrungskarenz (17). Dies lässt darauf schließen, dass Leptin eine wichtige Rolle für die Reproduktion spielt.

Die Wirkung von Leptin kann teilweise auf den supprimierenden Effekt von Leptin auf die Bildung und Sekretion von Neuropeptid Y (NPY) durch Neuronen des Nucleus arcuatus erklärt werden (6,18,19). NPY ist ein starker Stimulator für den Appetit (20,21) und bekanntermaßen an der Regulation verschiedener Hypophysen-Hormone beteiligt. Dazu gehören z.B. die Suppression von Wachstumshormon durch Stimulierung von Somatostatin (22,23), die Suppression von Gonadotropinen (23) und die Stimulierung der Hypophysen-Nebennieren-Achse (21). Die wichtigste Variable, die die zirkulierende Leptinkonzentration bestimmt, ist die Körperfettmasse (24-26). Bei regelmäßiger Nahrungszufuhr reflektiert Leptin den Anteil von Fettgewebe an der Gesamtmasse (27). Die Leptinkonzentration steigt exponentiell mit der Fettmasse an. Diese konstitutive Synthese von Leptin wird durch eine Vielzahl von nicht-hormonellen und hormonellen Faktoren moduliert. Stimulatoren bei Nagern und Menschen sind Überernährung (28,29), Insulin (3,5,30-33) und Glucocorticoide (5,34-36). Hemmfaktoren sind Fasten (27), cAMP und ß3-Adrenozeptor-Agonisten (35). Generell läßt sich sagen, dass Leptin einen wesentlichen Bestandteil einer Vielzahl von metabolischen und endokrinen Feedback-Schleifen darstellt.

Für die klinische Verwendung ist es wichtig zu wissen, dass die Leptinwerte eine moderate zirkadiane Variation zeigen, mit einem Maximum gegen 2 Uhr nachts (37). Die Leptinwerte zu dieser Zeit sind um etwa 30 - 100% höher als die Werte, die morgens oder am frühen Nachmittag gemessen werden. Zusammen mit der Nahrungsaufnahme müssen diese Schwankungen bei der Entnahme von Blutproben berücksichtigt werden. Unter standardisierten Bedingungen, z.B. normaler Essensrhythmus und Blutabnahme am Morgen oder frühen Nachmittag, reicht eine Leptinmessung für eine informative Aussage aus. Für eine aussagekräftige Interpretation der gemessenen Leptinwerte werden Referenz-Bereiche benötigt. Da die Körperfettmasse die Werte am meisten beeinflusst, sollten Referenz-Bereiche auf Körperfettmasse bezogen sein (Body Mass Index, BMI, oder Prozent Körperfett, bestimmt durch Bioelektrische ImpedanzSchätzung, BIA). Es besteht auch eine Altersabhängigkeit (38) und Geschlechts-abhängigkeit (39,40) der Leptinwerte. Daher sollten die Referenzbereiche zusätzlich noch das Geschlecht und die pubertäre Entwicklung berücksichtigen.

Der bei fettleibigen Menschen vorliegende meist hohe Leptinspiegel lässt auf eine Leptin-Unempfindlichkeit schließen (20, 26, 37, 38, 41, 42). Bei einer kleinen Anzahl von Patienten wurden jedoch unverhältnismäßig niedrige Leptinwerte, bezogen auf die Körperfettmasse, gefunden. Weitere Studien werden nötig sein, um zu beweisen, dass diese Patienten ein neues pathophysiologisches Krankheitsbild repräsentieren: Leptinmangel. Da Leptin von großer Wichtigkeit für reproduktive Funktionen ist, können möglicherweise neue pathophysiologische Mechanismen entdeckt werden, die Unfruchtbarkeit mit einer ungenügenden Leptinproduktion verknüpfen.

Mit diesem Immunoassay Kit kann humanes Leptin in Serum oder Plasma sowie in Kultur-Medien von Fettzellen für wissenschaftliche und diagnostische Zwecke bestimmt werden. Auch für die Messung von Leptin in anorektischen oder kachektischen Patienten, Kindern oder in anderen Körperflüssigkeiten als Serum (z.B. Urin, Liquor) bzw. bestimmten Zellkultur-Medien ist der Testkit geeignet. Sofern ein normaler Essrhythmus vorliegt, reicht die Einzel-Messung einer Blutprobe, die morgens oder am frühen Nachmittag gewonnen wurde, aus.

Der Vergleich der Ergebnisse mit BMI-bezogenen Referenzwerten kann bei der Einschätzung eines relativen Leptinmangels als mögliche Ursache für Fettleibigkeit helfen bzw. Hinweise auf eine Leptinresistenz geben.