W fizjologii neuropeptyd Y (NPY) jest peptydowym przekaźnikiem chemicznym wydzielanym przez podwzgórze, tę część mózgu, która kontroluje głód, pragnienie, zmęczenie i temperaturę ciała. NPY odgrywa rolę w różnych podstawowych procesach w mózgu, w tym regulacji energii, tworzeniu pamięci i aktywności napadów. Głównym efektem NPY jest zwiększenie spożycia pokarmu i zmniejszenie aktywności fizycznej w odpowiedzi na spadający poziom cukru we krwi. Oprócz zwiększenia spożycia pokarmu, zwiększa procent kalorii przechowywanych w postaci tłuszczu i blokuje sygnały receptorów bólu przesyłane do mózgu. NPY zwiększa również zwężenie naczyń krwionośnych.
Wstrzyknięcie przeciwciał przeciwdziałających neuropeptydowi Y blokuje chęć jedzenia u gryzoni. Leptyna, naturalnie występująca substancja hamująca apetyt, hamuje powstawanie i uwalnianie NPY. Zakłócenie kodowania przez gen neuropeptydu Y u genetycznie otyłych myszy prowadzi do utraty wagi lub utrzymania prawidłowej wagi. Kiedy myszy z niedoborem NPY rozmnażają się ze zwykłymi otyłymi myszami, potomstwo również doświadcza mniejszej otyłości. Badania te wiążą NPY z popędem do jedzenia i przejadaniem się prowadzącym do otyłości.
Badacze odkryli, że podwzgórze wydziela neuropeptyd Y podczas stresu emocjonalnego. Oprócz stymulowania zestresowanej osoby do jedzenia, peptyd tłumi również reakcję „walcz lub uciekaj”, łagodząc stres emocjonalny. Zmiany w kodzie genetycznym ekspresji neuropeptydu Y powodują zmiany w odporności na uraz emocjonalny i stres. Wiele firm farmaceutycznych próbuje produkować leki, które wiążą się z receptorami NPY, aby osiągnąć efekt zmniejszający lęk.
Chociaż neuropeptyd ma działanie uspokajające, zakłóca również obronę immunologiczną, wiążąc się z receptorem zwanym „Y1”. Sygnalizacja receptora Y1 hamuje odpowiedzi komórek odpornościowych pierwszej linii organizmu. Po drugie, sygnalizacja receptora Y1 hamuje aktywację drugiej fali adaptacyjnych limfocytów odpornościowych. To odkrycie podkreśla związek tłumienia odpowiedzi immunologicznej i większej podatności na zakażenie NPY. Możliwe, że związek między okresami zwiększonego stresu i zwiększoną podatnością na infekcje wynika ze zwiększonego NPY w tych okresach.
Inne badania wykazały genetyczny związek między zwiększoną NPY a chorobą wieńcową (CAD). Z drugiej strony, zastosowanie przeciwciał NPY na tętnice miażdżycowe zmniejsza dotknięte obszary miażdżycowe o 50 procent. Dwa warianty NPY są związane z miażdżycą. Zwężenie tętnic i wywołanie blaszek miażdżycowych neuropeptydu Y może częściowo wyjaśniać powszechny związek między otyłością a chorobą wieńcową.
Neuropeptyd Y odgrywa również kluczową rolę w percepcji bólu w różnych miejscach ośrodkowego układu nerwowego. Receptory NPY i NPY obficie rozpraszają się w jądrze łukowatym podwzgórza (ARC), obszarze mózgu odpowiedzialnym za przetwarzanie bólu. Zwiększenie wiązania receptora NPY i Y1 prowadzi do zmniejszonej świadomości bólu i zwiększonej tolerancji bólu. Substancja P to kolejny neuropeptyd, który przenosi sygnały bólu do ośrodkowego układu nerwowego. Neuropeptyd Y blokuje produkcję substancji P, a tym samym jej szkodliwe działanie.