Neuropeptide Regulation of Appetite and Reproduction

Journal für Reproduktionsmedizin und Endokrinologie - Journal of Reproductive Medicine and Endocrinology 2004; 1 (1): 13-19

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Keywords: Appetit,  Endokrinologie,  Ghrelin,  Hypothalamus,  Leptin,  Melanocortin,  Neuropeptid,  Reproduktion

It is now recognised that appropriate regulation of reproduction, energy intake and energy expenditure, and thus maintenance of body weight and fertility, relies on complex hypothalamic neuro-circuitry. Feeding and reproductive function are closely linked. During times of under nourishment and falling body fat the reproductive axis is down regulated. Circulating factors and hypothalamic circuits co-ordinate these responses. Leptin has been described to be an important peripheral signal that indicates body fat stores to the hypothalamus and thus links nutrition and reproduction. Leptin acts by altering neuropeptide circuits in the hypothalamus, which alter gonadotrophin releasing hormone (GnRH) release and food intake. The importance of key neuropeptide systems identified in rodents is now being established in man. Notably mutations in the melanocortin MC4 receptor are found in up to 4 % of the morbidly obese whilst in a proportion of patients with anorexia nervosa mutations have been identified in the agoutirelated peptide (AgRP) gene, which codes for an endogenous antagonist of this receptor. Intranasal administration of a melanocortin fragment known to activate the MC4 receptor decreases adiposity in humans. The melanocortin system has been shown to influence the reproductive axis in rodents. However, the role of the melanocortin system in the control of reproduction in humans remains to be established. Since the discovery of leptin, attention has also been focused on peripheral signals that regulate reproduction, food intake and energy expenditure, either directly or via feedback on hypothalamic circuits. Notable new discoveries in this area include the gastric hormone ghrelin. Circulating ghrelin stimulates food intake in rodents and humans although an influence on the reproductive axis is yet to be reported. Neuropeptidregulation von Appetit und Reproduktion. Mittlerweile gilt es als anerkannt, daß eine entsprechende Regulation der Reproduktion die Energieaufnahme und -abgabe und demnach die Aufrechterhaltung des Körpergewichts und der Fertilität von einem komplexen hypothalamischen Neurokreislauf abhängig sind. Ernährung und Reproduktion stehen in einem sehr engen Verhältnis zueinander. Bei Unterernährung und sinkendem Körperfett ist die reproduktive Funktion verringert, zirkulierende Faktoren und ein hypothalamischer Kreislauf koordinieren diesen Response. Leptin wurde als wichtiges peripheres Signal beschrieben, das im Hypothalamus die Speicherung von Körperfett anzeigt und somit eine Verbindung zwischen Ernährung und Reproduktion darstellt. Leptin wirkt, indem es den Neuropeptid-Kreislauf im Hypothalamus verändert, welcher die Freisetzung des Gonadotropin-releasing-Hormons (GnRH) und die Nahrungsaufnahme modifiziert. Die Bedeutung von Schlüssel-Neuropeptidsystemen, die bei Nagetieren festgestellt wurden, konnte nun auch beim Menschen manifestiert werden. Bemerkenswerte Mutationen im Melanocortin-MC4-Rezeptor wurden bei bis zu 4 % der Patienten mit morbider Adipositas festgestellt, wohingegen bei Patienten mit Anorexia nervosa Mutationen in den Agoutirelated Peptid (AgRP)-Genen entdeckt wurden, die für einen endogenen Antagonisten dieses Rezeptors kodieren. Eine intranasale Verabreichung von Melanocortin, bekannt dafür, den MC4-Rezepor zu aktivieren, führt bei Menschen zu einer Verringerung der Adipositas. Es wurde festgestellt, daß das Melanocortin-System die Reproduktion bei Nagetieren beeinflußt. Wie auch immer, die Rolle des Melanocortin-Systems ist in der Kontrolle der Reproduktionsmedizin fest verankert. Seit der Entdeckung von Leptin wurde die Aufmerksamkeit auch auf periphere Signalwege gelegt, die die Reproduktion, Nahrungsaufnahme und Energieabgabe, entweder direkt oder über Feedback auf den hypothalamischen Kreislauf, regulieren. Beachtliche neue Entdeckungen in diesem Zusammenhang betreffen das aus der Magenschleimhaut stammende Hormon Ghrelin. Zirkulierendes Ghrelin stimuliert die Nahrungsaufnahme bei Nagetieren und beim Menschen, obwohl ein Einfluß auf die Reproduktion bis jetzt noch nicht beschrieben wurde.