Наградата за изследване на Big Belly, High Sugar, Sick Heart насърчава работата на големи размери

Наградата за научни изследвания подкрепя работата по основните често срещани заболявания

Цифрите изглеждат толкова отрезвяващи, колкото и ужасяващи: Почти 50 милиона германци носят твърде много сланина със себе си; добри 15 милиона страдат от затлъстяване. Дебелите обаче по-често боледуват от диабет. Хората с диабет са по-склонни да получат сърдечни заболявания. Явленията са причинно-следствени. Но как? Изясняването на това в момента е един от най-вълнуващите въпроси в медико-биологичната наука.

Четири проекта, посветени на взаимодействието между често срещаните заболявания, вече са признати от Фондацията за терапевтични изследвания Novartis с цел по-нататъшно насърчаване на изследванията на принципите за развитие и начините за предотвратяване на диабет и сърдечни заболявания. Почетени бяха работни групи от Германския център за изследване на рака в Хайделберг и университетите в Кьолн, Гьотинген и Улм.

Широко разпространена болест захар

Диабетът застрашава живота и благосъстоянието на седем милиона души. И около 50 милиона германски граждани показват патологични промени (артериосклероза) на вътрешните стени на вените си, които често водят до инфаркти и инсулти.

В центъра на триъгълника наднорменото тегло, диабет тип 2 и артериоклероза са два процеса. От една страна има "инсулинова резистентност". От физиологична гледна точка диабет тип 2 се основава на нарушение в метаболизма на панкреатичния хормон инсулин. По негова команда мускулните и чернодробните клетки по-специално поемат захарта от кръвта. При диабет тип 2 производството на инсулин постепенно изсъхва.

Така че командата все още съществува от години - но клетките на мускулите и черния дроб вече не я получават правилно. Молекулните антени (инсулинови рецептори) на тяхната повърхност, които улавят хормоналния сигнал и го предават отвътре, стават все по-нечувствителни. В същото време броят им непрекъснато намалява.

Възпалението като пълзящ спусък

От друга страна, артериосклерозата, възпалителен процес, формира компонент на широко разпространеното заболяване. Тъй като израстъците във вените растат в резултат на непрекъснато прогресиращо възпаление. Обикновено, започвайки от детството, фагоцитите, макрофагите, се придържат към вътрешните стени на съдовете. Клетките се слепват, сменят се, съхраняват купища вреден холестерол.

Расте възпалителен депозит („плака“), клетките на който непрекъснато произвеждат нови възпалителни сигнални вещества. Ако тънкият защитен слой между плаката и вътрешността на съдовете се счупи, бедствието поема своето време. Плаката се разхлабва и може да блокира тънка на коронка коронарна артерия в хода на тромбоза. Резултат: инфарктът.

Лептин като лош човек?

Катрин Шефер и Ставрос Константинидес от Катедрата по кардиология и пневмология в университета в Гьотинген хвърлят светлина върху влиянието на хормона лептин върху възпалението във вътрешната съдова стена. Лептинът е едно от онези възпалителни сигнализиращи вещества, които мастните клетки произвеждат. Важи следното: колкото повече мазнини, толкова повече лептин в кръвта. И това е опасно. Защото вероятно „Лептинът, като връзката между затлъстяването и артериосклерозата, инхибира естествените възстановителни процеси във вътрешната съдова стена“, казва Катрин Шефер.

Тезата на учените, която сега трябва да бъде обоснована: Ако лептинът се свърже с този рецептор, той задейства цяла верига от сигнали, които обикновено активират ремонта на първо място. Въпреки това, хората със затлъстяване отделят толкова много лептин, че рецепторите притъпяват. И така собствената спасителна сила на тялото срещу артериосклероза е парализирана. Дългосрочна цел: Да се модулират кръвните стволови клетки, така че те да могат да се намесят отново.

По следите на инсулиновата резистентност

Стефан Херциг от Отдела за контрол на молекулярния метаболизъм в Немския център за изследване на рака в Хайделберг, от друга страна, следва първоначалните индикации, че не само мускулните и чернодробните клетки могат да станат устойчиви на инсулин. „Напълно нов терен“, обяснява носителят на наградата на фондацията. Но точно тези фагоцити, които са толкова фатални при артериосклероза, изглежда имат инсулинови рецептори, които биха могли да притъпят. Според откритията на Херциг, инсулиноустойчивите чернодробни и мускулни клетки произвеждат молекула, наречена RIP140 в излишък.

Това вещество включва или изключва цели батерии от гени, които участват в метаболизма на захарта. Всъщност Херциг вече е открил и активни RIP140 молекули във фагоцитите: „Ние вярваме, че RIP140 контролира фаталното усвояване на холестерола и отделянето на сигнални вещества.“ Нови проучвания трябва да покажат дали това предположение е вярно. В същото време е важно да се опишат важните молекулярни детайли. Защото дългосрочната цел е ясна: да се обезвреди RIP 140 с нови лекарства - и по този начин да се ограничат агресивните фагоцити.

Връзка между затлъстяването и инсулиновата резистентност

Йенс Клаус Брюнинг от Института по генетика към Университета в Кьолн изследва молекулярната основа на почти желязно правило: почти всички затлъстели хора в един момент стават резистентни към инсулин. „Възпалителните сигнални вещества в мастната тъкан на хората с наднормено тегло, казва ученият, играят решаваща роля за това разстройство.“ Сега се смята за сигурно, че TNF-алфа например е една от причините за инсулиновата резистентност.

Редица индикации от клетъчна култура и експерименти с животни показват: В смисъл на истински разрушителен пожар, възпалителният сигнал влияе върху сигналната каскада, която инсулиновият рецептор обикновено "задейства". "Следователно командата за инсулин е неефективна - и захарта остава в кръвта", казва Брюнинг. Дали изпращащото вещество интерлевкин-6 (Il-6) също изключва инсулиновата команда по подобен фатален начин, неговият екип иска да разбере с нокаутирани мишки, които не са в състояние да създадат функционално място за свързване на молекулата IL-6 в техните мускулни и чернодробни клетки.

Клетъчният слой привлича фагоцитите

Томас Уирт от Отдела по физиологична химия и Уолтър Кнохел от Отдела по биохимия в Университета в Улм следят най-вътрешния клетъчен слой на вътрешната стена на съда. При артериосклерозата клетките на този ендотел буквално привличат фагоцитите - разбира се чрез възпалителни процеси. „По-специално протеинът NF-KappaB регулира и насърчава възпалителната реакция в ендотелните клетки“, обяснява победителят. NF-KappaB се образува в по-голяма степен в случай на високи нива на холестерол или диабет тип 2. Тази молекула от своя страна е функционално тясно свързана с два други сигнални пътища, които произхождат от генния превключвател FOXO3 и веществото-пратеник TGFBeta1.

„И двата сигнални пътя“, казва Вирт, „работят заедно и първоначално инхибират артериосклеротичното възпаление.“ Въпреки това, NF-KappaB очевидно печели надмощие и блокира защитния механизъм. В проучвания върху животни работната група на Ulm сега иска да изясни дали щамът на мишките, склонен към артериоклероза, всъщност остава здрав, ако FOXO3 е ефективно защитен от NF-KappaB. Ако случаят се окаже такъв, механизмът на инактивация трябва да бъде дешифриран, за да се спре процесът целенасочено с иновативни лекарства - така че плаките да се изчистят от съдовата стена.