Heidelberg – Leuchtender Einblick in die Leber

Heidelberg / Rhein-Neckar – Neues Reportersystem weist Verbindung zwischen Entzündung und Blutzuckerspiegel nach
Entzündungen bringen den streng kontrollierten Blutzuckerspiegel aus dem Gleichgewicht: Bei einer akuten Blutvergiftung etwa sinkt die Glucose-Konzentration im Blut gefährlich ab, u.a. weil die Neubildung von Zucker in der Leber gehemmt ist. Über welche molekularen Mechanismen Entzündungsvorgänge die Zuckerkonzentration im Blut beeinflussen, haben Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums mit einem neuen Nachweissystem aufgeklärt und in der Zeitschrift “Hepatology” veröffentlicht. Der Blutzuckerspiegel ist normalerweise sehr streng kontrolliert: Sinkt er auch nur leicht ab, produziert die Leber über die so genannte Gluconeogenese selbst Glucose, damit Gehirn und Muskeln weiter funktionieren können. Umgekehrt wird ein erhöhter Blutzuckerspiegel sofort durch die Ausschüttung von Insulin aus der Bauchspeicheldrüse gesenkt, damit die Blutgefäße langfristig keinen Schaden nehmen. “Bei Entzündungen sind diese Regelkreise jedoch gestört”, erklärt Dr. Stephan Herzig, Leiter der Nachwuchsgruppe Molekulare Stoffwechselkontrolle am Deutschen Krebsforschungszentrum. “Mit unserem neuartigen Reportersystem konnten wir aufklären, warum das so ist.” Das Schlüsselenzym für die Zuckerneubildung in der Leber ist die so genannte Phosphoenolpyruvatkinase, kurz PEPCK. Je aktiver sie ist, desto mehr Zucker wird hergestellt, dabei regeln verschiedene Hormone ihre Aktivität: Die Stresshormone Glucagon und Cortisol kurbeln sie an, Insulin dagegen hemmt das Enzym.
In ihrem neuen Reportersystem koppelten die Wissenschaftler verschiedene Abschnitte des PEPCK-Gens an das Luciferase-Gen, das die Glühwürmchen zum Leuchten bringt. Das Konstrukt schleusten sie in lebende Mäuse ein. Anschließend riefen sie künstlich eine Entzündung in den Tieren hervor und verfolgten, welche PEPCK Genabschnitte in Antwort auf eine Entzündung aktiv waren – die Leber zum Leuchten brachten – und welche nicht – es blieb alles dunkel. Dabei zeigte sich, dass die Entzündung, wie sie bei einer Blutvergiftung auftritt, die molekulare Kooperation der beiden Hormone Glucagon und Cortisol verhindert und so die PEPCK und damit die Zuckerneubildung blockiert. Hier könnten Medikamente ansetzen, die die Blockade aufheben und die Zuckerneubildung in der Leber wieder ankurbeln. Stephan Herzig betont: “Die Ergebnisse könnten auch für Krebspatienten interessant sein, die oft unter der so genannten Kachexie leiden. Diese extreme Auszehrung des gesamten Körpers ist ebenfalls durch eine starke Entzündungsreaktion und die Fehlregulation der Zuckerneubildung gekennzeichnet und auch hier könnte man möglicherweise medikamentös eingreifen.”