Az obezitás fontos szerepet játszik számos betegség kialakulásában, melyek között az atheroszklerózis és a tumoros megbetegedések is helyet kapnak. A leptin egy zsírszövet eredetű hormon, melynek szintje túlsúly esetén emelkedett. A leptin monocitákban a gyulladásos folyamatok és a koleszterin bioszintézis regulációért felelős. Kísérleteinkben célul tűztük ki a leptin koncentrációfüggő hatásának vizsgálatát túlsúlyos férfiak monocitáiban (TS) és az alacsony és magas leptin koncentrációhoz tartozó koleszterinszintézist reguláló jelátviteli rendszerek feltérképezését. Vizsgáltuk ezen kívül a K és TS monociták Ca2+ szignáljait, NADPH oxidáz aktivációját, és a közöttük feltételezett összefüggéseket. A leptin által kiváltott kalcium és koleszterin jelátvitel vizsgálata során a monocitákat leptinnel és különböző gátlószerekkel kezeltük elő. Eredményeink szerint a K monociták koleszterinszintézisét a leptin koncentrációfüggő bifázikus módon befolyásolta, míg TS monocitáknál a koleszterinszintézis magas leptin koncentráció hatására nem csökkent. 50 ng/ml leptin kezelés a Ca2+ szignált, a PI3K-t, a MAPK-t és a HMG CoA reduktázt stimulálta. K monocitákban az 500 ng/ml leptin kezelést követő koleszterinszintézis csökkenés a Ca2+ jeltől, a PI3K aktivációtól és a H-7 szenzitív cPKC-től függött. TS monocitákban a koleszterinszintézis szabályozásában egyedül a PI3K játszott szerepet. A TS monociták nyugalmi intracelluláris kalcium szintje magasabb volt, mint a K sejtekben. A leptin indukált kalciumváltozáshoz egy a K monocitákéhoz képest alacsonyabb csúcs és a nyugalmi szinthez történő csökkent visszatérés tartozott. TS monocitákban a Ca2+ szintek lassabb csökkenése miatt a Ca2+ szignálok a K csoporthoz képest magasabbak voltak. Az intracelluláris jelátvitel különböző gátlószereit használva azt találtuk, hogy K sejtekben a Ca2+ szignálok intracelluláris forrásból származtak, míg TS monocitákba a kalcium az extracelluláris térből áramlott be. A leptin-indukált szuperoxid anion képződés TS monocitákban szignifikáns pozitív korrelációt mutatott a Ca2+ szignálokkal. Fluvasztatin a TS monociták intracelluláris [Ca2+] homeosztázisát teljesen helyreállította, amely pleiotropikus hatásának, a szabadgyökképződést gátló hatásának köszönhető. A sztatinok ezért nem csak koleszterinszintézist gátló hatásuk miatt, hanem antioxidáns hatásuknak köszönhetően is hasznosnak bizonyulhatnak az obezitás kezelésében. Eredményeink a TS monociták sérült H-7 szenzitív cPKC aktivációját, PI3K mediált PKC aktivációját és a sérült kalciumcsatornák következtében emelkedett Ca2+ szintjeit mutatják be leptin kezelést követően. A Ca2+ eltérésekre a fluvasztatin kedvezően hatott.
Obesity takes major part in the development of numerous diseases including atherosclerosis and cancer. Leptin is an adipose tissue derived hormone, the level of which is increased in overweight. Leptin takes part in local inflammations and in the regulation of cholesterol biosynthesis in human monocytes. In our studies we aimed at defining the concentration dependence of the effect of leptin in monocytes of overweight men (OW), and the downstream signaling of high and low leptin concentrations targeting the regulation of cholesterol synthesis. Additionally, Ca2+ signals, Nox activation, and their hypothesized correlation in control and OW monocytes were investigated in our experiments. To reveal the signaling mechanisms in connection with calcium and cholesterol triggered by leptin we stimulated monocytes with leptin in the presence or absence of different inhibitors.
Our results demonstrate that the biphasic effect of control monocytes depends on concentration, while OW monocytes only presented elevated cholesterol synthesis. The stimulation with 50 ng/mL leptin induced Ca2+ signal, activation of PI3K, MAPK and HMG CoA reductase. The suppression of cholesterol synthesis in the control monocytes stimulated with 500 ng/mL leptin was shown to be dependent on the Ca2+ signal, PI3K activation and the H-7 sensitive cPKC, whereas the cholesterol synthesis in OW monocytes was only increased by PI3K. Our results demonstrate that the OW monocytes had higher basal intracellular [Ca2+] level than the control cells. On the other hand, in the OW monocytes the leptin-induced peak of the Ca2+ signal was lower with a delayed return to the basal level. Despite the lower Ca2+ peaks OW monocytes presented higher Ca2+ signals than control monocytes due to the delayed return to the baseline values. The Ca2+ signals in control monocytes originated from intracellular pools, while they were originated mostly by Ca2+-influx from medium in the OW cells. Leptin induced superoxide anion generation showed significant positive correlation with Ca2+ signals in OW monocites. The treatment with fluvastatin completely restored the intracellular [Ca2+] homeostasis in OW monocytes. The beneficial effect of statins on elevated intracellular [Ca2+] level might be the consequence of their pleiotropic effects (e.g. inhibiting free radical generation). Statins therefore might be useful for the treatment of obesity not only due to their ability to decrease cholesterol synthesis, but their anti-oxidative effect. Our results demonstrate that damage of H-7 sensitive cPKC activation, PI3K mediated PKC activation and elevated Ca2+ levels characterize the leptin-signaling in OW monocytes. Fluvastatin affected abnormal Ca2+ levels beneficially.