Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das "Glückshormon" Serotonin reguliert den Zuckerstoffwechsel

29.10.2009
Berliner Wissenschaftler und Kollegen aus Slovenien klären den Wirkmechanismus von Serotonin in der Bauchspeicheldrüse und den Zusammenhang mit der Volkskrankheit Diabetes auf

In der industrialisierten Welt ist Diabetes die bedeutendste Stoffwechselerkrankung, die neben zahlreichen jährlichen Todesfällen auch zu einer starken finanziellen Belastung des Gesundheitswesens führt. Die erfolgreiche Prävention und Behandlung dieser Krankheit setzt ein genaues Verständnis der zugrundeliegenden molekularen Zusammenhänge voraus. Wofür beispielsweise das "Glückshormon" Serotonin in der Bauchspeicheldrüse in den Insulin-produzierenden Zellen enthalten ist, blieb über vier Jahrzehnte lang rätselhaft und konnte nun von Wissenschaftlern des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik aufgeklärt werden. In der aktuellen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift PloS Biology beschreiben die Forscher um Diego J. Walther und Nils Paulmann, dass Serotoninmangel in der Bauchspeicheldrüse zu Diabetes führt. Durch die interdisziplinäre Arbeit gelang es, die molekularen und physiologischen Ursachen dafür zu enträtseln. Besonders fruchtbar war hierbei die enge Zusammenarbeit mit Marjan Rupnik, dem Leiter des Instituts für Physiologie in Maribor, Slovenien - ehemals Gruppenleiter am Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie - sowie mit Heidrun Fink, der Geschäftsführenden Direktorin des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin und deren Mitarbeitern (PloS Biology, 27. Oktober 2009, doi:10.1371/journal.pbio.1000229.).


Zucker und Mäuse ohne Serotonin halfen, die Verbindung zwischen Diabetes mellitus und dem \'Wohlfühl\'-hormon Serotonin aufzudecken.
Bild: Nils Paulmann, MPIMG

In Vorarbeiten hatte die Berliner Arbeitsgruppe einen neuartigen Wirkmechanismus von Serotonin in Blutplättchen charakterisiert, der in der dauerhaften kovalenten Bindung des Hormons an Signalproteine besteht, der sogenannten Serotonylierung. Die Wissenschaftler konnten diesen Mechanismus nun auch in den beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse identifizieren. Ähnlich wie in Blutplättchen reguliert die Serotonylierung auch hier die Ausschüttung von Speichergranula. "Unter Normalbedingungen kontrolliert Serotonin so die Ausschüttung des Insulins, dem wichtigsten Hormon in der Regelung des Blutzuckerspiegels von Mensch und Tier", erläutert Diego Walther. Bei Störungen des Serotoninspiegels, wie dies in Serotonin-defizienten Mäusen der Fall ist, wird Insulin nach einer Mahlzeit nicht mehr in ausreichender Menge ausgeschüttet, der Blutzuckerspiegel steigt daher in ungesunde Höhe, die Hauptcharakteristik von Diabetes. Die Entschlüsselung der insulinfreisetzenden Wirkung von Serotonin eröffnet neue therapeutische Denkansätze für die Behandlung von Diabetes, woran das internationale Team nun vermehrt forschen will.

Mit dem Nachweis in der Bauchspeicheldrüse konnte die dritte Beteiligung der Serotonylierung an der Entstehung von Krankheiten gezeigt werden, seit die Arbeitsgruppe diesen Mechanismus erstmals bei Blutungsstörungen beschrieben hat. Neben ihrem Beitrag zum Verständnis der Rolle von Serotonin bei der Volkskrankheit Diabetes hebt diese Studie die physiologische Relevanz der Protein-Monoaminylierung am Beispiel des Spezialfalles der Serotonylierung hervor. Andere primäre monoaminerge Hormone wie Histamin, Dopamin und Noradrenalin sind nämlich ebenfalls in der Lage, nach analogen Mechanismen zu wirken. Ähnlich wie die Protein-Phosphorylierung hat die Protein-Monoaminylierung tiefgreifende Auswirkungen auf vielfältige zellbiologische Prozesse, in deren genauer Aufklärung die Berliner Arbeitsgruppe eine ihrer Herausforderungen sieht. Außerdem trägt die vorliegende Studie dazu bei, das Lehrbuchwissen über Hormone zu korrigieren. "Anders als lange angenommen wirken wasserlösliche Hormone wie Serotonin, Histamin und Catecholamine nicht nur über Rezeptoren auf der Zelloberfläche, sondern auch durch Monoaminylierung innerhalb von Zellen", so Walther.

Die von den Berliner Forschern veröffentlichten Ergebnisse klären die Funktion von Serotonin in den beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse auf und erweitern das Konzept der Protein-Monoaminylierung in krankheitsrelevanten physiologischen Prozessen. In weiterführenden Arbeiten wollen die Wissenschaftler untersuchen, weshalb die diabetischen Serotonin-defizienten Mäuse nicht in ihrer Lebenserwartung beeinträchtigt sind und auch keine typischen diabetischen Sekundärerkrankungen entwickeln. Das Verständnis dafür könnte dazu beitragen, die Lebensqualität und -erwartung von Patienten mit Diabetes zu verbessern.

Originalveröffentlichung:

Nils Paulmann, Maik Grohmann, Jörg-Peter Voigt, Bettina Bert, Jakob Vowinckel, Michael Bader, Maša Skelin, Marko Jevšek, Heidrun Fink, Marjan Rupnik, and Diego J. Walther
Intracellular Serotonin Modulates Insulin Secretion from Pancreatic Beta-Cells By Protein Serotonylation.

PLoS Biol. 2009 October; 7(10): e1000229. Published online 27. October 2009, doi: 10.1371/journal.pbio.1000229.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Patricia Marquardt, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Tel.: +49 30 8413-1716
Fax: +49 30 8413-1671
E-Mail: patricia.marquardt@molgen.mpg.de

Dr. Felicitas von Aretin | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Stachellose Bienen lassen Nester von Soldatinnen verteidigen
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Sechs Bundesländer erproben Online-Schultests der Uni Jena

24.02.2017 | Bildung Wissenschaft

Stachellose Bienen lassen Nester von Soldatinnen verteidigen

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie