Fettabbau: Forscher liefern neue Einblicke in Lipidstoffwechsel

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Neue Erkenntnisse im Abbau von Fettgewebe.
Neue Erkenntnisse im Abbau von Fettgewebe. - © APA/dpa-Zentralbild/Ralf Hirschberger
Fettgewebe ist das größte Energiespeicherorgan des Körpers. Die Lipide werden in Form von Triacylglycerinen in intrazellulären Fett-Tröpfchen gespeichert, um in Hungerzeiten abgebaut zu werden. Neue Einblicke in das fein getaktete und auch räumlich austarierte System der Aktivierung des Fettspeichers liefert das Forschungsteam “Functional Proteomics und Metabolic Pathways” an der Med-Uni Graz.


Der überwiegende Teil der körpereigenen Lipide wird im weißen Fettgewebe des menschlichen Körpers gespeichert. Kommt es zu einer Störung des Gleichgewichts der Triacylglycerin-Synthese und -spaltung, kann das zu Fettleibigkeit führen, die wiederum mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Typ-II-Diabetes, Bluthochdruck und Arteriosklerose verbunden wird.

Die Grazer Biochemikerin Ruth Birner-Grünberger, die seit 2014 die Forschungsgruppe “Functional Proteomics and Metabolic Pathways” an der Medizinischen Universität Graz leitet, untersucht das komplexe Zusammenspiel der Aktivierung und Regulation des Fettabbaus – der sogenannten Lipolyse.

Fettverbrennung startet innerhalb weniger Sekunden

Wenn wir Hunger haben, oder der Körper schon alle Reserven des schnellen Energielieferanten Glukose aufgebraucht hat, startet der Körper die Fettverbrennung, um weitere Energie zur Verfügung zu stellen. “Die Aktivierungs- und Steuerungsprozesse springen innerhalb von Sekunden an. Das geht nur, weil die Proteine für die Fettaufspaltung in der Zelle nicht erst gebaut, sondern nur entsperrt werden müssen”, weiß Birner-Grünberger. In ihrem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt “Hormonale Regulation der Lipolyse” ging sie der Frage nach, welche Proteine bei der Lipolyse beteiligt sind, wo genau sie an den Lipid-Tröpfchen in den Fettzellen interagieren und wie sie zu- und ausgeschaltet werden, hieß es am Montag in einer Aussendung des FWF.

Mehrere Proteine für Abbau von Körperfett zuständig

Für den Abbau von Körperfett zu freien Fettsäuren sind mehrere Proteine zuständig: “Es gibt mehrere Lipasen, also fettspaltende Enzyme, zudem weitere Proteine, die den Prozess steuern”, schilderte die Grazer Forscherin. Eine besondere Rolle spiele dabei die sogenannte Phosphorylierung, bei der Phosphat an Proteine gebunden wird, wie bereits Vorstudien gezeigt haben. Birner-Grünberger und ihr Team wollten dem Zusammenspiel der fettspaltenden Enzyme im Detail auf die Schliche kommen und hat dazu auch die Strukturbiologin Monika Oberer (Uni Graz) und die US-Zellbiologin Dawn Brasaemle (Rutgers University, New Jersey) hinzugezogen. Gemeinsam konnte sie die ersten Schritte der räumlichen und chemischen Interaktion der Lipid-Tröpfchen in tierischen Gewebszellen enthüllen.

Um jedes der Lipid-Tröpfchen legt sich eine Hülle aus einer Vielzahl verschiedener Proteine. Ein Enzym, das im Körperfettabbau eine wichtige Rolle spielt, nämlich die “Adipose Triglyceride-Lipase” (ATGL), hat ein Team von Grazer und Wiener Forschern bereits 2004 entdeckt. Wird das Enzym in seiner Funktion gehemmt, werden die Fettreserven nicht abgebaut.

Drei für den Fettabbau bekannte Lipasen

Um ATGL – und damit die erste von insgesamt bisher drei für den Fettabbau bekannten Lipasen – zu aktivieren, braucht es zuerst den Aktivator CGI-58 (Comparative Gene Identification-58). Dieser sitzt gebunden an den Regulator Perilipin (PLIN5) auf dem Lipid-Tröpfchen. Durch PLIN5 hat das fettspaltende Enzym ATGL vorerst keinen Zugriff auf die Triglyzeride. Erst durch die Markierung mit Phosphat trennen sich die Proteine und CGI-58 kann an eine andere Stelle des Tropfens wandern sowie ATGL aktivieren, haben die Grazer Forscher und ihre internationalen Kollegen herausgefunden.

In einem Folgeprojekt will Birner-Grünberger durch die globale Analyse von Tausenden Protein-Phosphorylierungen in Zellen herausfinden, welche Prozesse gleichzeitig mit der Lipolyse reguliert werden und deren Ablauf beobachten. Um die Analysen durchführen zu können, wurde im jüngsten Projekt auch eine Methode zur verbesserten Auswertung von Proteomik-Daten entwickelt.

(APA)

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