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Bauchfett produziert Stoff, der Insulinresistenz und Entzündungen begünstigt

24.05.2018

Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung des DZD hat einen neuen Botenstoff identifiziert, der das Entstehen von Insulinresistenz sowie chronischen Entzündungen begünstigt. Er wird bei starkem Übergewicht aus den Fettzellen des Bauchfetts freigesetzt und ans Blut abgegeben. Die neuen Erkenntnisse könnten künftig dazu beitragen, alternative Ansätze für die Therapie durch Übergewicht verursachter Erkrankungen zu entwickeln. Die Forschenden veröffentlichten ihre Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift "Diabetologia" (Hörbelt et al, 2018)1, der European Association for the Study of Diabetes (EASD).

Jedes Jahr sterben mehr als 2,8 Millionen Menschen an den Folgen von Übergewicht und Fettsucht2. Übergewicht und das damit verbundene metabolische Syndrom3 erhöhen das Risiko für Typ-2-Diabetes, bestimmte Krebsarten sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen.


Schematische Darstellung, wie WISP1 die Insulinwirkung in Myotubes und Hepatozyten beeinträchtigt.

© Les Laboratoires Servier, mit Genehmigung von Servier Medical Art (https://smart.servier.com/), reproduziert unter der Creative Commons Attribution 3.0 France (CC BY 3.0 FR) Lizenz (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/fr/)

Das belegen wissenschaftliche Erkenntnisse der vergangenen Jahre. Ursache der Folgeerkrankungen sind chronische Entzündungsreaktionen. Allerdings sind die molekularen Mechanismen, die zu diesen übergewichtsbedingten Entzündungsprozessen führen, noch weitgehend unbekannt.

Hier setzen die Arbeiten des internationalen Wissenschaftlerteams unter Führung von PD Dr. Natalia Rudovich (Spital Bülach; Charité Universitätsmedizin Berlin), Prof. Dr. Margriet Ouwens (Deutsches Diabetes-Zentrum Düsseldorf) und PD Dr. Olga Pivovarova vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) an.

Die Forschenden konnten zum ersten Mal zeigen, wie das Eiweißmolekül Wingless-type signaling pathway protein-1 (WISP1) direkt die Insulinwirkung in Muskelzellen sowie in der Leber negativ beeinträchtigt und dadurch zur Insulinunempfindlichkeit führt. Bereits 2015 hat das Team um Medizinerin Rudovich und Biologin Pivovarova WISP1 als ein weiteres mögliches Bindeglied zwischen Übergewicht und chronischen Entzündungsreaktionen identifiziert4.

WISP1 wurde bis dahin mit der Regulation des Knochenwachstums, dem Entstehen einiger Krebsarten und der Lungenfibrose in Verbindung gebracht.
Die aktuelle Studie zeigt, dass WISP1 die Insulin-induzierte Hemmung von Glukoseproduktion (Glukoneogese5) in murinen Leberzellen und die Erhöhung des Glykogenaufbaus (Glykogensynthese6) in menschlichen Muskelzellen aufhebt. Die Synthesemenge des WISP1-Proteins korreliert mit den Blutzuckerkonzentrationen im Glukosebelastungstest (OGTT) sowie mit dem zirkulierenden Spiegel der Hämoxygenase-1 (HO-1), ein Enzym, das vor allem bei Adipositas chronische Entzündungen fördert7.

„Wir vermuten, dass eine vermehrte WISP1- Produktion aus dem Bauchfett eine der Ursache sein könnte, warum übergewichtige Menschen oft einen gestörten Glukosestoffwechsel haben“, sagt Erstautorin Tina Hörbelt vom Deutschen Diabetes-Zentrum in Düsseldorf, einem Partner des DZD.
„Eine mögliche Ursache für die vermehrte WISP1-Produktion und Freisetzung aus den Bauchfettzellen könnte die schlechte Sauerstoffversorgung (Hypoxie) der Gewebe sein. Dies könnte zu den chronischen Entzündungsreaktionen führen“, erklärt Pivovarova vom DIfE.

Die neuen Ergebnisse eröffnen alternative Ansätze für die Therapie von Erkrankungen, die durch Übergewicht verursacht werden. „Denkbar wären zum Beispiel Medikamente, die gezielt die WISP1-Wirkung an Muskeln und Leberzellen verhindern und somit zu einer besseren Insulinwirkung in diesen Geweben führen“, erläutert Rudovich, leitende Diabetologin und Endokrinologin im Spital Bülach. Von der Grundlagenforschung8 bis zum einsatzfähigen Therapeutikum sei es aber noch ein langer Weg, so die Medizinerin weiter. Dennoch würden die neuen Erkenntnisse schon jetzt dazu beitragen, die Zusammenhänge zwischen Übergewicht, Immunsystem und Stoffwechsel-Erkrankungen besser zu verstehen.

Hintergrundinformationen:
1The novel adipokine WISP1 associates with insulin resistance and impairs insulin action in myotubes and hepatocytes. Hörbelt, T., Tacke, C., Markova, M. et al. Diabetologia (2018). https://doi.org/10.1007/s00125-018-4636-9

2WHO Report 2017

3Das metabolische Syndrom ist eine Kombination aus Adipositas (Fettsucht), Bluthochdruck, Insulinresistenz der Körperzellen und einem gestörten Fettstoffwechsel.

4WISP1 Is a Novel Adipokine Linked to Inflammation in Obesity. Murahovschi V, Pivovarova O, Ilkavets I, Dmitrieva RM, Döcke S, Keyhani-Nejad F, Gögebakan Ö, Osterhoff M, Kemper M, Hornemann S, Markova M, Klöting N, Stockmann M, Weickert MO, Lamounier-Zepter V, Neuhaus P, Konradi A, Dooley S, von Loeffelholz C, Blüher M, Pfeiffer AF, Rudovich N. Diabetes Mar 2015, 64 (3) 856-866; DOI: 10.2337/db14-0444

5Die Glukoneogenese ist ein Stoffwechselweg zur Synthese von Glukose aus Nicht-Kohlenhydraten und dient der Aufrechterhaltung eines konstanten Blutzuckerspiegels auch in der Fastenzeit.

6Die Glykogensynthese dient dem Organismus zur Synthese von Glykogen aus Glukose.

7 Jais, A. et al.: Heme Oxygenase-1 Drives Metaflammation and Insulin Resistance in Mouse and Man. Cell 2014, 158(1), 25–40. http://doi.org/10.1016/j.cell.2014.04.043

8Die veröffentlichten Daten sind ein Teil der durch die European Foundation for Study of Diabetes (EFSD) geförderten Studie „Unravelling the role of WISP1 on metabolic and cellular plasticity in white adipose Tissue“(Natalia Rudovich und Margriet Ouwens), sowie des vom Deutschen Diabetes-Zentrum Düsseldorf geförderten Projekts “WISP1 is a novel target for regulation of glucose metabolism” (Natalia Rudovich und Margriet Ouwens)

Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V. ist eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München sowie weitere Projektpartner.

Das Spital Bülach stellt mit 200 Betten und rund 1.100 Mitarbeitenden eine hochstehende und wohnortsnahe medizinische Versorgung für die Bevölkerung im Zürcher Unterland sicher. Die Klinik Innere Medizin des Spitals Bülach wurde vom Schweizerischen Institut für ärztliche Weiter- und Fortbildung (SIWF) als A-Klinik zertifiziert. Damit erfüllt es in der inneren Medizin die gleichen hohen Kriterien in der Weiterbildung wie das Universitätsspital Zürich, das Kantonsspital Winterthur oder das Spital Uster.

Das DIfE ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen ernährungsbedingter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention, Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln. Forschungsschwerpunkte sind dabei Adipositas (Fettsucht), Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Das DIfE ist zudem ein Partner des 2009 vom BMBF geförderten Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD).
Kontakt:
PD Dr. Natalia Rudovich
Leitende Ärztin Endokrinologie/Diabetologie
Spital Bülach
Spitalstrasse 24, 8180-Bülach/Schweiz
Tel.: +41 44863 25 30
E-Mail: natalia.rudovich@spitalbuelach.ch

und
Charité Universitätsmedizin Berlin
Medizinische Klinik für Endokrinologie und Stoffwechselmedizin
Campus Benjamin Franklin
Hindenburgdamm 30
12200 Berlin

PD. Dr. Olga Pivovarova
Abteilung Klinische Ernährung
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal/Deutschland
Tel.: +49 (0)33200 88-2771
E-Mail: olga.pivovarova@dife.de

Birgit Niesing | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.dzd-ev.de/

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