Ghrelin

Ghrelin

Ghrelin wurde als das Peptidhormon entdeckt, das die Freisetzung von Wachstumshormon aus der Hypophyse anterior stark stimuliert. Es wurde anschließend festgestellt, dass Ghrelin zusammen mit mehreren anderen Hormonen signifikante Auswirkungen auf den Appetit und die Energiebilanz hat. Die vorherrschende Quelle von Ghrelin sind Epithelzellen im Magen.

Struktur von Ghrelin und seinem Rezeptor

Ghrelin wird als Preprohormon synthetisiert und dann proteolytisch verarbeitet, um ein 28-Aminosäurepepeptid zu erhalten., Eine interessante und einzigartige Modifikation wird dem Hormon während der Synthese in Form einer an eine seiner Aminosäuren gebundenen n-Octansäure auferlegt; Diese Modifikation ist für die biologische Aktivität notwendig.

Die vorherrschende Quelle für zirkulierendes Ghrelin ist der Gastrointestinaltrakt, hauptsächlich aus dem Magen, aber auch in kleineren Mengen aus dem Darm. Der Hypothalamus im Gehirn ist eine weitere bedeutende Quelle von Ghrelin; kleinere Mengen werden in der Plazenta, Niere und Hypophyse produziert.

Der Ghrelin-Rezeptor war schon lange vor der Entdeckung von Ghrelin bekannt., Zellen innerhalb der vorderen Hypophyse tragen einen Rezeptor, der bei Aktivierung die Sekretion von Wachstumshormon stark stimuliert – dieser Rezeptor wurde als Wachstumshormon Secretagoue-Rezeptor (GHS-R) bezeichnet. Der natürliche Ligand für den GHS-R wurde 1999 als Ghrelin angekündigt, und Ghrelin wurde nach seiner Fähigkeit benannt, Wachstumshormonsekretion zu provozieren (das Suffix Ghre bedeutet „wachsen“).

Die Aktivität von Ghrelin bei der Modulierung des Fütterungsverhaltens und der Energiebilanz lässt sich am besten durch das Vorhandensein von Ghrelin-Rezeptoren in Bereichen des Hypothalamus erklären, von denen seit langem bekannt ist, dass sie an der Appetitregulierung beteiligt sind., Rezeptoren werden auch in anderen Bereichen des Gehirns konzentriert gefunden, einschließlich des Hippocampus und Regionen, von denen bekannt ist, dass sie an Belohnungssystemen beteiligt sind (z. B. tegmentaler Bereich); Tatsächlich scheint Ghrelin einige der gleichen Schaltkreise zu aktivieren, die an der medikamentösen Belohnung beteiligt sind, was auch mit den Auswirkungen dieses Hormons auf den Appetit zusammenhängen kann.,

Physiologische Wirkungen von Ghrelin und Kontrolle der Sekretion

Mindestens zwei wichtige biologische Aktivitäten wurden Ghrelin zugeschrieben:

• Stimulation der Wachstumshormonsekretion: Ghrelin stimuliert als Ligand für den Wachstumshormon-Secretagogue-Rezeptor die Sekretion von Wachstumshormon. Das Ghrelin-Signal ist in das Wachstumshormon-Releasing-Hormon und Somatostatin integriert, um den Zeitpunkt und die Größe der Wachstumshormonsekretion zu steuern.,
• Regulierung der Energiebilanz: Sowohl bei Nagetieren als auch beim Menschen erhöht Ghrelin den Hunger durch seine Wirkung auf hypothalamische Fütterungszentren. Dies ist im Vergleich zur Erhöhung der während des Fastens beobachteten Plasma-Ghrelin-Konzentrationen sinnvoll (siehe unten). Zusätzlich berichteten Menschen, denen Ghrelin injiziert wurde, über Empfindungen intensiven Hungers. Ghrelin scheint auch die Fettverwertung im Fettgewebe zu unterdrücken, was etwas paradox ist, wenn man bedenkt, dass Wachstumshormon den gegenteiligen Effekt hat., Insgesamt scheint Ghrelin eines von mehreren hormonellen Signalen zu sein, die den Zustand der Energiebilanz im Körper mit dem Gehirn kommunizieren.

Weitere Wirkungen von Ghrelin umfassen die Stimulierung der Magenentleerung und eine Vielzahl positiver Auswirkungen auf die kardiovaskuläre Funktion (z. B. erhöhtes Herzzeitvolumen). Es ist nicht ganz klar, ob die kardiovaskulären Effekte eine direkte Wirkung von Ghrelin sind oder eine indirekte Wirkung von Ghrelins Fähigkeit darstellen, die Wachstumshormonsekretion zu stimulieren.,

Die Blutkonzentrationen von Ghrelin sind kurz nach dem Verzehr einer Mahlzeit am niedrigsten und steigen dann während des Fastens kurz vor der nächsten Mahlzeit an. Die Abbildung rechts zeigt dieses Muster basierend auf Assays von Plasma-Ghrelin bei 10 Menschen im Laufe eines Tages.

Angesichts der Auswirkungen von Ghrelin auf den Energiestoffwechsel und Hunger ist es ein prominentes Ziel für die Entwicklung von Behandlungen gegen Fettleibigkeit., Es wurde berichtet, dass die Immunisierung von Ratten gegen Ghrelin zu einer verminderten Gewichtszunahme und Adipositas bei Kontrollratten führte, obwohl beide Gruppen eine äquivalente Menge an Nahrung konsumierten. Dieses faszinierende Experiment deutet auf die Möglichkeit eines Impfstoffs gegen Fettleibigkeit hin.

Die Kontrolle der Ghrelin-Sekretion bleibt schlecht verstanden. Andere Hormone, die seine Sekretion beeinflussen, umfassen Östrogen und Leptin, aber ein umfassendes Verständnis von beispielsweise kurzfristiger Kontrolle der Sekretion aus dem Magen fehlt.,

Krankheitszustände

Ghrelin-Konzentrationen im Blut sind bei übergewichtigen Menschen im Vergleich zu schlanken Kontrollpersonen reduziert, aber ob dies Ursache oder Wirkung ist, ist nicht definiert. Patienten mit Anorexia nervosa haben einen höheren als normalen Plasma-Ghrelin-Spiegel, der bei Gewichtszunahme abnimmt.

Das Prader-Willi-Syndrom ist eine weitere für die Ghrelin-Wissenschaft relevante Störung. Betroffene Patienten entwickeln extreme Fettleibigkeit, die mit unkontrollierbarem und gefräßigem Appetit einhergeht. Die Plasma-Ghrelin-Spiegel sind im Vergleich zu Patienten, die aufgrund anderer Ursachen ähnlich fettleibig sind, außergewöhnlich hoch., Das Prader-Willi-Syndrom ist eindeutig eine komplexe Krankheit mit vielen Defekten; Es kann sein, dass eine übermäßige Ghrelin-Produktion zu den Komponenten Appetit und Fettleibigkeit beiträgt.