Adipositas-Gen steuert die Knochendichte über den Gehirnweg

Adipositas-Gen steuert die Knochendichte über den Gehirnweg
Adipositas-Gen steuert die Knochendichte über den Gehirnweg
Anonim

Das Adipositas-Gen, das dabei hilft, das Körpergewicht und die Fruchtbarkeit zu erh alten, spielt laut einem Bericht in der Cell-Ausgabe vom 21. Januar auch eine Schlüsselrolle bei der Kontrolle der Knochendichte. Leptin, das Hormonprodukt des Adipositas-Gens, wirkt als natürlicher Knochenhemmer, indem es dem Gehirn mitteilt, die Rate der Knochenbildung zu verlangsamen. Die Cell-Studie ist die erste, die zeigt, dass das Gehirn eine zentrale Rolle bei der Kontrolle der Knochenbildung und -dichte spielt. Knochenforscher sind von diesem Befund begeistert, da er einen neuartigen Signalweg offenbart, der möglicherweise manipuliert werden kann, um die Knochendichte zu erhöhen und Osteoporose zu behandeln oder sogar zu verhindern.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Dr. Gerard Karsenty vom Baylor College of Medicine entdeckte mit Unterstützung der National Institutes of He alth die Verbindung zwischen Leptin, dem Gehirn und der Knochendichte. "Dies ist ein sehr bedeutender Befund, da er einen völlig neuen Weg für zielgerichtete Osteoporose-Therapien aufzeigt", sagte Dr. Karsenty. „Knochenmasse ist im Wesentlichen das Produkt eines Balanceakts zwischen Zellen, die neuen Knochen bilden, und anderen Zellen, die alten Knochen verdauen. Osteoporose resultiert aus einem Ungleichgewicht in diesem Gleichgewicht – insbesondere einer Erhöhung der Knochenresorption. Aktuelle Therapien zielen darauf ab, die Resorption zu verlangsamen, aber über die Entstehungsseite der Aufrechterh altung der Knochenmasse ist wenig bekannt. Die Identifizierung des Leptinwegs, bei dem das Gehirn als zentrale Komponente beim Aufbau der Knochenmasse fungiert, eröffnet einen neuen Bereich von Behandlungsansätzen."

Die Verbindung zwischen Leptin, dem Gehirn und der Knochenbildung ist ein weiteres Kapitel in der Geschichte dieses kürzlich entdeckten Hormons.Es ist bekannt, dass Leptin, das von Fettzellen produziert wird, auf eine Region des Gehirns namens Hypothalamus einwirkt, um Körperfett zu reduzieren und die Fruchtbarkeit zu erh alten. Karsenty und seine Kollegen entschlüsselten die Leptin-Gehirn-Knochen-Verbindung, indem sie zwei Gruppen von genetisch fettleibigen Mäusen untersuchten.

Eine Gruppe mutierter Tiere war nicht in der Lage, Leptin herzustellen; die andere Gruppe konnte Leptin herstellen, war jedoch nicht in der Lage, den Leptinrezeptor herzustellen, der normalerweise im Hypothalamus vorhanden ist. Beide Mäusestämme waren fettleibig, aber es wurde auch durch Röntgenanalyse beobachtet, dass sie ungewöhnlich dichte Knochen hatten. Weitere Experimente bestätigten, dass der Leptinweg intakt sein musste (sowohl Leptin als auch sein Gehirnrezeptor vorhanden), damit die Knochenbildung mit normaler Geschwindigkeit fortschreiten konnte. Wenn der Kreislauf durch das Fehlen von Leptin oder seines Rezeptors unterbrochen wird, weist das Gehirn knochenbildende Zellen an, aktiver zu werden und mehr Knochen zu bilden.

Die Knochen, die von Mäusen mit Leptinmangel gebildet werden, scheinen in Bezug auf Länge und Dicke normal zu sein, aber das wabenförmige Innere ist ungewöhnlich dicht und besteht aus dicken, knöchernen Wänden, die Markbereiche umgeben.Die Knochen sind nicht nur dicht, sie sind auch so stark und flexibel wie normale Knochen. Die Situation ist umgekehrt wie bei Osteoporose, wo der Wabenknochen dünn und schwach wird. Während das Fehlen eines funktionierenden Leptinkreislaufs für den Aufbau dichter Knochen von Vorteil sein kann, leiden die Tiere unter den nachteiligen Auswirkungen von Fettleibigkeit und Unfruchtbarkeit. Es gibt jedoch einige ermutigende Hinweise darauf, dass Leptin möglicherweise einen separaten Weg zur Kontrolle der Knochenmasse nutzt. Mäuse, die die Hälfte der normalen Leptinmenge produzierten, waren normalgewichtig, hatten aber auch dichte Knochen. Ein weiterer Mausstamm, der weder Fett noch Leptin produzieren konnte, hatte dennoch sehr dichte Knochen.

"Es könnte möglich sein, den Leptinweg so zu manipulieren, dass die Knochenmasse zunimmt, aber die nachteiligen Auswirkungen auf Gewicht und Fruchtbarkeit vermieden werden", sagte Dr. Karsenty.

Arbeiten mit Dr. Karsenty waren Dr. Patricia Ducy, Shu Takeda und Jianhe Shen vom Baylor College of Medicine in Houston, Texas; Dr.Michael Amling, Matthias Priemel, Arndt Schilling, Frank Beil und Johannes Rueger von der Universität Hamburg, Deutschland; und Dr. Charles Vinson vom National Cancer Institute (NCI). Die Studie wurde vom National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) und dem National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIAMS) unterstützt. NCI, NIDCR und NIAMS sind Bestandteile der bundesstaatlichen National Institutes of He alth mit Sitz in Bethesda, Maryland.

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