Perdita o aumento di grasso corporeo sono dovuti tipicamente a cambiamenti nelle dimensioni delle cellule adipose (adipociti), mentre il loro numero, sembrerebbe essere fortemente controllato. Nella maggior parte delle condizioni, la dimensione delle cellule adipose, è un indicatore della massa grassa totale, dal momento che il loro numero totale non cambia. Questo cambiamento delle dimensioni degli adipociti è comunicato al cervello dall'ormone leptina.

La leptina (dal greco leptos = magro) è un ormone di natura proteica, scoperto nel 1994 da Friedman. Viene codificato dal gene dell'obesità (OB), ed è coinvolto nella regolazione del metabolismo lipidico e del consumo energetico. È secreto dalle cellule adipose in proporzione alla loro dimensione e al flusso energetico che, in breve termine, attraversa la cellula adiposa. Possiamo considerare, quindi il tessuto adiposo come un organo adiposo, che ha un canale di comunicazione col cervello, che ha lo scopo di regolare l'accumulo di grasso negli adipociti. Quando le cellule adipose si restringono, la secrezione di leptina diminuisce, segnalando al cervello un livello ridotto di energia, e, in risposta a tale segnale, il dispendio energetico diminuisce, aumenta il desiderio di assumere calorie e, di conseguenza, aumenta la fame. Al contrario, quando le cellule adipose si ingrandiscono, la secrezione di leptina aumenta e segnala al cervello la presenza di un eccesso di energia, aumentando il dispendio energetico e riducendo il desiderio di assumere calorie. 

Si può dire, quindi, che, in condizioni normali, i livelli di leptina aumentano dopo il pasto e si riducono nel digiuno prolungato, e sono proporzionali alla massa grassa presente nell'organismo (maggiori negli obesi, minori nelle persone magre).

Che correlazione c’è tra leptina e obesità?

Come scritto sopra, la presenza della leptina, comunica al sistema nervoso che le riserve di grasso sono sufficienti, e, di conseguenza di ridurre l’assunzione di cibo o di aumentare l’attività motoria. La leptina influenza anche il dispendio energetico, agendo sulla termogenesi in modo diretto e indiretto. Da un punto di vista evolutivo, sembra che il sistema della leptina esista per regolare il metabolismo durante il periodo di digiuno più o meno prolungato, piuttosto che come regolatore del peso corporeo.

A questo punto, viene spontaneo chiedersi perché non esista un farmaco a base di leptina per combattere l'obesità...probabilmente perché l'obesità non è una conseguenza dei bassi livelli di leptina. I soggetti obesi, al contrario di quello che si pensi, hanno concentrazioni più elevate di leptina. No, non è un errore. Durante lo sviluppo dell'obesità, i recettori della leptina diventano insensibili alla leptina, più o meno come, durante lo sviluppo del diabete di tipo 2, i recettori dell'insulina diventano insensibili all'insulina. Questo significa che più si accumula grasso, più la sensibilità del corpo alla leptina diminuisce. La leptina risponde a segnali a breve e lungo termine, dello stato energetico che provengono dal tessuto adiposo. Nel breve termine, la secrezione è regolata dal flusso energetico all'interno della cellula adiposa: quando entrano più glucosio e acidi grassi di quelli che ne escono, la secrezione aumenta. Nel lungo termine, la secrezione è regolata dalle dimensioni delle cellule adipose. Più grandi sono e più leptina producono. 

Questo fa dedurre che, più si riducono le calorie e si perde peso, la leptina diminuisce, nel breve termine, per via del ridotto flusso energetico all'interno dell'adipocita; poi, diminuisce anche proporzionalmente alla perdita di grasso corporeo. Questo porta ad un aumento dell'appetito e a una diminuzione del dispendio energetico. Questo meccanismo serve per riportare ai livelli di mantenimento quello che, precedentemente, era un deficit calorico, o, se si continuasse a mangiare, porterebbe a un surplus calorico. Questo adattamento è quello che si definisce "stallo" durante un percorso di dieta ipocalorica prolungata. I giorni di "refeed" in cui le calorie vengono aumentate fino a far passare una dieta da ipo- a normo/ipercalorica, servono proprio per evitare questo adattamento metabolico.