News: Fatales Bindeglied
Fettleibigkeit und Diabetes scheinen Hand in Hand zu gehen. Schuld für die entstehende Zuckerkrankheit ist ein bei fettleibigen Menschen verstärkt aktives Enzym, das die Zellen in ein abnormales Verhältnis zum Insulin treibt.
Menschen mit extremem Übergewicht tragen nicht nur zusätzliche Pfunde mit sich herum, sondern auch ein erhöhtes Risiko, an der Zuckerkrankheit Diabetes zu erkranken. Während dieser Zusammenhang den behandelnden Ärzten nicht verborgen blieb, tat es der dahinter steckende Mechanismus. Auf welchem molekularbiologischen Pfaden könnten Fett- und Zuckerstoffwechsel interagieren? Eine Frage, die sich auch Gökhan Hotamisligil von der Harvard School of Public Health und Michael Karin von der University of California, San Diego stellten.
Als Bindeglied der Ketten standen freie Fettsäuren – oder andere von Fetten freigesetzte Moleküle – im Verdacht. Denn diese Stoffe treiben die Aktivität einiger unterschiedlicher Enzyme in die Höhe, einschließlich der c-Jun aminoterminalen Kinase (JNK). Im Reagenzglas hatte JNK seine Wirkung auf ein im Glucosestoffwechsel wichtiges Enzym – ein Insulin-Rezeptor-Substrat-Protein (IRS) bereits offenbart: IRS-1 sorgt normalerweise dafür, dass bestimmte Zellen Glucose aufnehmen, wenn Insulin ihnen das Signal dazu gibt, und somit den Blutzuckerspiegel im Lot halten. Doch JNK schaltet IRS-1 kurzerhand ab und die Glucose bleibt außen vor.
Um einen Zusammenhang zwischen JNK und IRS-1 zweifelsfrei nachzuweisen, schalteten die Wissenschaftler in Mäusen das Gen für JNK einfach aus. Die Tiere durften anschließend eine extra fetthaltige Ernährung genießen – und zeigten trotzdem kein verändertes Verhältnis zu Insulin. Denn ohne das hemmende Enzym JNK war IRS-1 in diesen Nagern überaus aktiv und konnte das Insulin-Signal ungehindert weitergeben. Bei Kontrollmäusen, denen das Gen für IRS-1 fehlte und die an denselben reichen Futternäpfen fraßen, verlor das Insulin hingegen seine Wirkung, und die Nager entwickelten Diabetes Typ 2.
Bei diesem Diabetes-Typ, dem so genannten Altersdiabetes, produzieren manche Betroffene weniger Insulin als ihr Körper eigentlich braucht. Häufiger als ein Insulinmangel liegt bei diesem Diabetes-Typ aber die Unfähigkeit der Zelle zugrunde, auf Insulin richtig zu reagieren, was durch Veränderungen in der Zahl der Insulinrezeptoren zustande kommt. Als Folge kann der Energielieferant Glucose nicht mehr in die Zelle gelangen.
Hotamisligil und Karin konnten mit ihren Untersuchungen nun zeigen, dass es mit dem Enzym JNK tatsächlich einen Vermittler zwischen Fett- und Zuckerstoffwechsel gibt. Als Antwort auf ein zu reichhaltiges Angebot an Fettsäuren im Körper schießt die Konzentration von JNK in die Höhe und bringt den Zuckerhaushalt durch ein Abschalten des Enzyms IRS-1 völlig aus dem Gleichgewicht.
Obwohl auch andere Diabetesforscher, wie Alan Saltiel von der University of Michigan die Ergebnisse als "sehr, sehr interessant" bezeichnen, ist ein an dieser Stelle ansetzendes Medikament nach Ansicht der Forscher aber noch Jahre entfernt.
Als Bindeglied der Ketten standen freie Fettsäuren – oder andere von Fetten freigesetzte Moleküle – im Verdacht. Denn diese Stoffe treiben die Aktivität einiger unterschiedlicher Enzyme in die Höhe, einschließlich der c-Jun aminoterminalen Kinase (JNK). Im Reagenzglas hatte JNK seine Wirkung auf ein im Glucosestoffwechsel wichtiges Enzym – ein Insulin-Rezeptor-Substrat-Protein (IRS) bereits offenbart: IRS-1 sorgt normalerweise dafür, dass bestimmte Zellen Glucose aufnehmen, wenn Insulin ihnen das Signal dazu gibt, und somit den Blutzuckerspiegel im Lot halten. Doch JNK schaltet IRS-1 kurzerhand ab und die Glucose bleibt außen vor.
Um einen Zusammenhang zwischen JNK und IRS-1 zweifelsfrei nachzuweisen, schalteten die Wissenschaftler in Mäusen das Gen für JNK einfach aus. Die Tiere durften anschließend eine extra fetthaltige Ernährung genießen – und zeigten trotzdem kein verändertes Verhältnis zu Insulin. Denn ohne das hemmende Enzym JNK war IRS-1 in diesen Nagern überaus aktiv und konnte das Insulin-Signal ungehindert weitergeben. Bei Kontrollmäusen, denen das Gen für IRS-1 fehlte und die an denselben reichen Futternäpfen fraßen, verlor das Insulin hingegen seine Wirkung, und die Nager entwickelten Diabetes Typ 2.
Bei diesem Diabetes-Typ, dem so genannten Altersdiabetes, produzieren manche Betroffene weniger Insulin als ihr Körper eigentlich braucht. Häufiger als ein Insulinmangel liegt bei diesem Diabetes-Typ aber die Unfähigkeit der Zelle zugrunde, auf Insulin richtig zu reagieren, was durch Veränderungen in der Zahl der Insulinrezeptoren zustande kommt. Als Folge kann der Energielieferant Glucose nicht mehr in die Zelle gelangen.
Hotamisligil und Karin konnten mit ihren Untersuchungen nun zeigen, dass es mit dem Enzym JNK tatsächlich einen Vermittler zwischen Fett- und Zuckerstoffwechsel gibt. Als Antwort auf ein zu reichhaltiges Angebot an Fettsäuren im Körper schießt die Konzentration von JNK in die Höhe und bringt den Zuckerhaushalt durch ein Abschalten des Enzyms IRS-1 völlig aus dem Gleichgewicht.
Obwohl auch andere Diabetesforscher, wie Alan Saltiel von der University of Michigan die Ergebnisse als "sehr, sehr interessant" bezeichnen, ist ein an dieser Stelle ansetzendes Medikament nach Ansicht der Forscher aber noch Jahre entfernt.
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