Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verhungern trotz Fettpolstern

07.05.2007
Fliegen mobilisieren Fettreserven über zwei Schlüsselmechanismen

Anhand von fetten Fliegen haben Max-Planck-Forscher wichtige Erkenntnisse über den Fettstoffwechsel gewonnen. Ihnen ging es um die Frage, wie viele und welche Mechanismen bei dieser elementaren Funktion des Energiehaushaltes mitwirken. In ihren Versuchen mit Mutanten der Taufliege Drosophila entdeckten sie, dass zwei biochemische Schlüsselmechanismen die Speicherung und insbesondere die Mobilisierung von Fettreserven im Körper steuern. (PLoS Biology, 7. Mai 2007)


Akkumulation von Fetttreihen (rot) im Speicherfettgewebe von Fliegen, deren Fettmobilisierung blockiert ist (rechts) im Vergleich zu dem normaler Fliegen (links). Bild: Ronald P. Kühnlein

Um Fettreserven zu speichern und zu mobilisieren, agieren in einem gesunden Organismus verschiedene Mechanismen in feiner Balance. Wird diese gestört, hat dies schwerwiegende Folgen, wie die Forscher vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen in ihren Taufliegen-Experimenten beobachten konnten. Sie hatten bei den Tieren zwei Mechanismen einzeln oder gemeinsam inaktiviert. Dabei stellte sich heraus, dass eine doppelte Störung nicht nur extrem fettleibig macht, sondern auch die Fähigkeit des Körpers aufhebt, in Notzeiten auf die Energiereserven zuzugreifen. Taufliegen mit einer Doppelmutation setzten viermal so viel Fett an wie gewöhnliche Artgenossen.

Trotzdem verhungerten diese fetten Brummer bei einer Nulldiät schneller als normale Fliegen. Exemplare, bei denen sie nur einen der beiden Mechanismen deaktiviert hatten, setzten zwar auch mehr Fett an als üblich, konnten aber während einer Hungerperiode auf ihre Ressourcen zurückgreifen - wenn auch nur eingeschränkt. Immerhin: Fürs Überleben reichte es.

Ronald Kühnlein und seine Kollegen betreiben am Göttinger Max-Planck-Institut Grundlagenforschung an der Taufliege Drosophila. Speziell interessieren sie sich dafür, wie bei ihr der Fettstoffwechsel im Detail funktioniert. Diesmal ging es ihnen um die Mechanismen bei der Mobilisierung (Lipolyse) von gespeichertem Fett im Fliegenkörper. Wie Drosophila ihre Fettreserven speichert, hatten sie bereits in einer früheren Studie herausgefunden. Die Taufliege lagert sie in Form von Fetttröpfchen in den Zellen spezieller Speichergewebe ein - wie man dies auch von Säugetieren kennt. "Die chemische Zusammensetzung dieses Speicherfetts ist identisch", sagt Kühnlein: "In beiden Fällen handelt es sich um Triglyzeride." Auch die Art der Mobilisierung der Fettreserven sei verblüffend ähnlich bei Taufliege und Mensch. "Wenn Fett verstoffwechselt werden soll, braucht man Fett spaltende Enzyme: die Brummer-Lipase beim Insekt und bei Säugetieren die so genannte ATGL", so der Forscher. "Damit haben wir zwei sehr ähnliche Proteine, die in sehr unterschiedlichen Organismen denselben Job ausüben." Die großen Gemeinsamkeiten zwischen Insekten und Säugetieren seien kein Zufall, ist er überzeugt. "Es handelt sich vermutlich um sehr alte Mechanismen, die auf gemeinsame Urahnen von Säugetieren und Insekten zurückgehen." Wenn sich in der Natur ein Verfahren entwickelt hat, das sich bewährt, werde dieses eben evolutionär konserviert.

Durch die Spaltung wird das Speicherfett wieder verfügbar für den Körper. Diese Mobilisierung gehört zu den wichtigen Überlebensstrategien tierischer Organismen. Schließlich ist Fett ihre Hauptenergiereserve. Doch sind große Mengen Körperfett allein noch kein Garant fürs Überleben in Hungersnöten, man muss auch Zugriff auf die Fettdepots haben. Und genau diese Fähigkeit besaßen einige der Versuchsfliegen im Göttinger Labor nicht mehr oder nur in eingeschränkter Form. Bei ihnen waren bestimmte Mechanismen ausgeschaltet, von denen man weiß, dass sie für den Fettstoffwechsel wichtig sind. Der erste Gendefekt betraf die Brummer-Lipase. Den zweiten Defekt bauten die Forscher bei dem Rezeptor für das Hormon AKH ein, das einen Signalweg zur Mobilmachung der Fettreserven im Fettgewebe aktiviert.

Wie die Versuche mit den Drosophila-Mutanten zeigten, befanden sich Kühnlein und seine Kollegen bei ihrer Suche nach den zentralen Schlüsseln für die Fettmobilisierung auf der richtigen Spur. Taufliegen, deren Rezeptor für das Hormon AKH ausgeschaltet war, setzten mehr Fett an als normale Artgenossen, überlebten aber eine Nulldiät über längere Zeit. "Ihre Fähigkeit zur Fettmobilisierung war lediglich eingeschränkt", so Kühnlein. Gleiches gilt für jene Mutanten, bei denen das Brummer-Gen eliminiert war. Auch sie verfetteten deutlich, verhungerten aber erst nach längerem Nahrungsentzug. Schlechter erging es jenen Exemplaren, bei denen beide Gene, für Brummer und den AKH-Rezeptor, ausgeschaltet waren. Diese Doppelmutanten wurden viermal so fett wie normale Artgenossen, wobei sie selbst kurze Hungerperioden nicht überlebten. "Die hatten überhaupt keinen Zugriff auf ihre Fettreserven mehr", beschreibt der Göttinger Fliegenforscher seine Beobachtung. Für ihn ist damit das Fazit klar: "Es gibt in Drosophila also nur zwei Mechanismen der Fettmobilisierung. Denn wenn beide Mechanismen ausgeschaltet sind und die Fliegen allem Körperfett zum Trotz ohne Nahrung innerhalb kürzester Zeit sterben, kann es keinen dritten Weg geben, um an die Fettspeicher zu kommen."

Wie Kühnlein und seine Kollegen mit ihren Studien zeigten, eignet sich die kleine Taufliege durchaus als Modell für den Menschen. Zumindest, was den Fettstoffwechsel betrifft. Ob es allerdings auch beim Menschen nur zwei Mechanismen gibt, die Speicherung und Mobilisierung von Körperfett ausbalancieren, gilt es noch zu klären. "Im Menschen gibt es sehr ähnliche Rezeptoren wie den für AKH, die ebenfalls eine Rolle im Fettstoffwechsel spielen", gibt Kühnlein zu bedenken. "Das ist zwar keineswegs ein Beweis dafür, dass die Regulation des Fettstoffwechsels identisch ist zwischen Menschen und Fliegen, aber sehr auffällig."

Originalveröffentlichung:

Sebastian Grönke, Günter Müller, Jochen Hirsch, Sonja Fellert, Alexandra Andreou, Tobias Haase, Herbert Jäckle, Ronald P. Kühnlein
Dual Lipolytic Control of Body Fat Storage and Mobilization in Drosophila
PLoS Biology, 7. Mai 2007

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Fettreserve Fettstoffwechsel Mobilisierung Säugetiere Taufliege

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise