试题中出现的问题:2011年浙江省和2013年四川高考生物试题中都出现了瘦素蛋白的情境,瘦素蛋白是一种怎样的蛋白?它在人体中的生理作用是什么?
(浙江题)(3)B基因可编码瘦素蛋白。转录时,首先与B基因启动部位结合的酶是。B基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基,而翻译成的瘦素蛋白是由167个氨基酸组成,说明。
(四川题)瘦素是动物脂肪细胞分泌的一种蛋白质激素,机体脂肪储存量越大,瘦素分泌越多。下丘脑的某些细胞接受到瘦素信号后,机体能通过复杂的神经内分泌网络调节摄食行为。
(2)在核糖体中合成的瘦素蛋白,必须通过进行加工和运输才能分泌到细胞外,随运送到全身各处。下丘脑中的靶细胞通过识别瘦素。
实际生活中的问题:为什么有些人吃的不多会肥胖?甚至开玩笑说,喝水也能胖。如果了解了瘦素蛋白有关的知识后。就可以从中找到一丁点答案。
瘦素(Leptin)是由脂肪细胞分泌的蛋白质类激素,主要由白色脂肪组织产生。其前体由167个氨基酸残基组成,N末端有21个氨基酸残基信号肽,该前体的信号肽在血液中被切掉而成为146氨基酸。
随着2000年以来对瘦素探讨的不断深入,人们开始认识到瘦素不仅由脂肪组织分泌,其它组织如乳腺上皮细胞、胎盘、胃黏膜上皮细胞也中可检测到,其受体不仅存在于丘脑、脂肪组织,还广泛存在于全身各个组织。瘦素与机体系统的病理生理关系正逐步被人们了解。
一、研究历史及意义
20世纪60年代,美国杰克逊实验室工作的高尔曼,在参与关于糖尿病和体重问题的老鼠实验后,提出体重是与生物本身基因有密切关联的科学猜想。随后即开始了关于2种因基因突变而出现严重肥胖的老鼠的研究,结果成功发现,部分老鼠因无法产生某种抑制食欲的激素而致肥,另一部分则制造过量相关激素,但因身体缺乏接收有关激素讯息的受体,令其出现肥胖问题。
20世纪80年代,纽约洛克菲勒大学工作的弗理德曼在长达10年的试验中,终于定位了一种导致老鼠体重问题的基因,并将其命名为“瘦素”;他证实了某些人的确是在激素信号传递失衡的情况下产生肥胖,甚至因此胰岛素失衡带来糖尿病。
高尔曼发现,极少数人食量惊人,因为他们在体内存在着瘦素基因突变,产生的瘦素太少,这种病人在接受瘦素替代疗法以后体重迅速下降,所以瘦素的发现让人们对肥胖症的理解和认识有了飞跃,又向着摆脱肥胖迈进了一步。
由于瘦素对于治疗肥胖症有着非常好的疗效,堪称“减肥素”。预计在不久的将来以瘦素为主要成分的减肥药,也很有可能会出现在我们的生活当中,从而在很大程度上改变普通人的生活。
二、生理作用
瘦素具有广泛的生物学效应,其中较重要的是作用于下丘脑的代谢调节中枢,发挥抑制食欲,减少能量摄取,增加能量消耗,抑制脂肪合成的作用,主要表现在对脂肪及体重的调控。
1.抑制食欲:瘦素可使人类进食明显减少,体重和体脂含量下降。
2.增加能量消耗:瘦素可作用于中枢,增加交感神经活性,使大量贮存的能量转变成热能释放。
3.对脂肪合成的影响:瘦素可直接抑制脂肪合成,促进其分解,也有人认为可促进脂肪细胞成熟。
4.对内分泌的影响:胰岛素可促进瘦素的分泌,反过来瘦素对胰岛素的合成、分泌发挥负反馈调节。
三、调节机理
瘦素在体内对人体的体重调节是双向的,通常称做体脂的自稳系统。
当人体能量摄入正平衡时,体脂增加,促使脂肪细胞瘦素分泌增多,瘦素作用于下丘脑,结合其受体,产生饱食反应,从而降低食欲,减少能量摄取,促进能量消耗。
当人体体重降低时,脂肪组织瘦素分泌下降,作用于下丘脑的另一受体,产生饥饿反应,增加食欲,提高摄食量,降低能耗。
四、有些人肥胖的原因
有些人存在瘦素抵抗问题。瘦素虽然分泌很多,但是发挥不了作用。大多数肥胖者血清瘦素水平比非肥胖者高,只有不到5%的肥胖者,其瘦素是缺乏的。最为遗憾的是,肥胖者不但出现体内瘦素的抵抗反应,并且对外源性的瘦素也同样存在抵抗性。