KissWiki Metabolism Kisspeptin is regulated via Leptin signalling.
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Metabolic factors, such as body mass index (BMI) have profound effects on reproduction. This is manifestly evident in female dancers and athletes when body weight declines to low levels during intense training to produce amenorrhea (Shade, 1983). Leptin, an adipose derived hormone is known to affect metabolism, food intake and reproduction (Bluher and Mantzoros, 2007) and leptin increase is proposed to regulate the onset of puberty (Bluher and Mantzoros, 2007).
Around 40% of kisspeptin neurons in the mouse possess leptin receptors (Smith et al., 2006a); this implicates kisspeptin neurons as mediators of metabolic control of the HPG axis and puberty. In order to examine the affect of leptin on KiSS-1, two models, the ob/ob mouse, which lacks leptin, and states of under-nutrition have been studied.
In the ob/ob mouse, KiSS-1 expression in the ARC is reduced compared to controls (Table 3) and this is partially rescued by leptin replacement (Smith et al., 2006a). The same is also true for gpr-54 mRNA, indicating that leptin can regulate KiSS-1 and gpr-54 mRNA (Luque et al., 2007). In adult mice subjected to short term fasting, there is a rapid decline in both KiSS-1 and gpr-54 mRNA (Table 3) at around 12-24hrs followed by a decrease in GnRH at 48hrs (Luque et al., 2007). In fasting prepubertal rats, KiSS-1 is still decreased but gpr-54 is increased at this stage (Castellano et al., 2005).
However, opposite gpr-54 responses are seen in underfed animals subjected to continuous kisspeptin infusion. In the presence of continuous kisspeptin infusion, underfed female adult rats, have a prolonged response to LH of 5 days, compared to 2 days in control rats and in underfed female peri-pubertal rats, LH responds for the entire seven days with no sign of desensitization (Roa et al., 2008c). These results suggest that leptin positively regulates gpr-54 mRNA in pubertal and adult life (Figure 13), as these responses were mimicked by leptin administration, but gpr-54 appears to be more sensitive to leptin during puberty. The above evidence places kisspeptin and gpr-54 as major mediators of metabolic signals to GnRH and the HPG axis.
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