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Wenn die Stressbremse versagt

17.03.2011
Entdeckt wurde es vor zehn Jahren, jetzt gibt es neue Erkenntnisse über seine Funktion: Das Protein SPRED2 bremst im Körper die hormonelle Stress-Reaktion. Ob es auch bei der Entstehung von Krankheiten eine Rolle spielt, steht bislang nicht fest.

SPRED2: Dieses Protein kommt bei Menschen und anderen Säugern vor. Zu seinen Entdeckern gehören Wissenschaftler der Universität Würzburg aus der Arbeitsgruppe von Kai Schuh. Der Professor untersucht, welche Funktion das Protein erfüllt. Auf diesem Gebiet hat er jetzt mit seiner Doktorandin Melanie Ullrich und weiteren Kollegen aus Würzburg, Ulm und Stockholm neue Erkenntnisse gewonnen, über die das Journal of Biological Chemistry berichtet.

Einblicke in die Funktion des Proteins bekamen die Wissenschaftler mit Mäusen, denen das SPRED2-Gen fehlt und die das Protein darum nicht bilden können. Die Tiere zeigen ein ungewöhnliches Verhalten: Sie trinken doppelt so viel wie normale Mäuse und kratzen sich extrem oft, etwa hinter den Ohren.

Abnorme hormonelle Zustände

Warum dieses abnormale Verhalten? Um das zu klären, analysierten die Forscher vom Physiologischen Institut der Uni Würzburg den Organismus der Tiere sehr genau. Unter anderem fanden sie deutlich erhöhte Mengen des Stresshormons Cortison und des Hormons Aldosteron. Letzteres lässt die Salzkonzentration im Blut und damit den Blutdruck steigen. Folge: Die Mäuse trinken mehr Wasser, um das überschüssige Salz besser ausscheiden zu können.

Die Untersuchungen zeigten weitere Auffälligkeiten. Die Synapsen im Gehirn schütten vermehrt Botenstoffe aus. Viel zu üppig vorhanden sind auch die Hormone CRH und ACTH, die im Gehirn und in der Hirnanhangsdrüse gebildet werden: Die beiden Botenstoffe regulieren in einer Signalkette die Produktion der Hormone Cortison und Aldosteron in der Nebennierenrinde.

SPRED2, ein bremsendes Protein

Fazit der Forscher: Fehlt im Organismus das Protein SPRED2, ist die hormonelle Signalkette Gehirn-Hirnanhangsdrüse-Nebennierenrinde viel zu stark aktiviert. Offenbar übt das Protein eine Bremswirkung auf dieses System aus, das der Organismus immer dann anwirft, wenn er körperlichen oder psychischen Stress bewältigen muss.

Hormonell sind die SPRED2-freien Mäuse also auf Dauer-Stress eingestellt. Darum interpretieren die Forscher das ständige Kratzen, das sie bei den Tieren beobachten, als stressbedingte Zwangshandlung. „Die erhöhte Cortisonmenge täuscht ihnen Stress vor“, sagt Kai Schuh. Andere denkbare Ursachen für das Kratzen, wie etwa eine Diabetes-Erkrankung, ließen sich nicht nachweisen.

Krankheiten durch defektes SPRED2?

Ohne SPRED2 entsteht ein Hormon-Überschuss mit zu viel Cortison und Aldosteron – da liegt der Gedanke nahe, dass eine Fehlfunktion dieses Gens etwas mit Bluthochdruck oder anderen Erkrankungen wie Depressionen zu tun haben könnte. Für beide Leiden ziehen Wissenschaftler auch genetische Ursachen in Betracht.

„Noch kennen wir beim Menschen keine Krankheit, die mit SPRED2 in Verbindung steht“, so Professor Schuh. Doch das kann sich ändern, wie das Beispiel des nahe verwandten SPRED1-Gens zeigt: Erst kürzlich haben Genetiker erstmals nachgewiesen, dass ein Defekt an diesem Gen die alleinige Ursache für die Neurofibromatose ist, für tumorartige Wucherungen des Nervengewebes.

Nächste Schritte der Forscher

Viele Fragen zur Funktion des SPRED2-Proteins haben die Würzburger Forscher noch zu klären. Warum die Synapsen im Gehirn ohne das Protein übermäßig aktiv sind, wollen sie zusammen mit Neurophysiologen analysieren. Außerdem suchen sie in den Nervenzellen nach Molekülen, die mit SPRED2 in Wechselwirkungen treten.

Kratzen sich die Mäuse tatsächlich, weil die Hormone ihnen eine Stress-Situation vortäuschen? Verhaltensversuche, durchgeführt in Kooperation mit Professor Klaus-Peter Lesch von der Psychiatrischen Klinik, sollen diese Frage beantworten. Außerdem wollen die Wissenschaftler den „gestressten“ Tieren versuchsweise ein gängiges Antidepressivum verabreichen – um zu sehen, ob es die Symptome womöglich lindern kann.

„Identification of Sprouty-related protein with EVH-1 domain (SPRED) 2 as a negative regulator of the Hypothalamic-Pituitary-Adrenal (HPA) axis”, Melanie Ullrich, Karin Bundschu, Peter M. Benz, Marco Abesser, Ruth Freudinger, Tobias Fischer, Julia Ullrich, Thomas Renne, Ulrich Walter and Kai Schuh, The Journal of Biological Chemistry, Vol. 286, Issue 11, 9477-9488, March 18, 2011, DOI 10.1074/jbc.M110.171306

Kontakt

Prof. Dr. Kai Schuh, Physiologisches Institut der Universität Würzburg,
T (0931) 31-82740, kai.schuh@uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

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