Zellforschung

Unordnung in der Leber

Die zellbiologischen Auswirkungen bei der Fettleber waren bisher weitgehend unbekannt. Eine Studie bringt dazu neue Erkenntnisse.

red/Agenturen

Eine dauerhaft erhöhte Kalorienzufuhr führt zur Einlagerung von Fetttröpfchen in der Leber. Diese sogenannte Fettleber kann das Organ nachhaltig schädigen. Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB) haben jetzt die Auswirkungen der Krankheit auf die Leberproteine untersucht. Sie wiesen nach, dass die Lokalisierung und Aktivität zahlreicher Proteine in der Zelle bei der Fettleber verändert sind. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Developmental Cell erschien, zeigt den Effekt der Fetteinlagerung auf grundlegende zellbiologische Prozesse der Leber. Die Studie entstand in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Ralf Jungmann am MPIB sowie mit Wissenschaftlern vom Helmholtz-Zentrum München und der Universität Harvard, USA.

Unordnung in der Proteinverteilung

Dabei wurde nachgewiesen, dass die Lokalisierung und Aktivität zahlreicher Proteine in der Zelle bei der Fettleber verändert sind. Es wird geschätzt, dass ungefähr 30 Prozent der Bevölkerung von einer sogenannten Fettleber betroffen sind.

Als eines der vielseitigsten Organe des Menschen ist die Leber neben der Entgiftung des Bluts für die zentrale Rolle im Stoffwechsel von Zuckern, Eiweißen und Fetten zuständig. Die Nahrungsbestandteile können vorübergehend in Leberzellen gespeichert werden. Leberzellen, wie auch die meisten anderen Zellen von hoch entwickelten Lebewesen, besitzen verschiedene Organellen. Dies sind funktionell und strukturell abgegrenzte Bereiche innerhalb der Zellen. Die Forscher nutzen moderne Methoden der Massenspektrometrie, um die Gesamtheit der Proteine, das Proteom, der Zellorganellen zu bestimmen.

Untersucht wurde die Proteinzusammensetzung der Organellen aus Leberproben von normal und kalorienreich ernährten Mäusen. Ähnlich wie bei Menschen führt eine erhöhte Kalorienzufuhr bei Mäusen zu einer Verfettung der Leber. „Bei 20 Prozent der Proteine konnten wir zeigen, dass sie durch die Fettleber in anderen Organellen vorkamen als bei gesunden Organen. Die Fetttröpfchen in den Zellen binden an ihrer Oberfläche hunderte verschiedene Proteine. Diese werden dadurch von anderen Prozessen und Organellen abgezogen“, erklärt Natalie Krahmer, Postdoktorandin am MPIB und Erstautorin der Studie. Sie ergänzt: „Die entstehende Unordnung zeigt, dass es nicht nur wichtig ist, ob und in welcher Menge Proteine in Zellen vorkommen, sondern auch wo.“ An den Fetttröpfchen fanden die Forscher zudem Proteine, deren Funktion noch gänzlich unbekannt ist.

Ziel sind praktikable Therapieoptionen für die Fettleber

Besonders stark betroffen von den Ortsänderungen waren die Proteine des Golgi-Apparats. Der Golgi-Apparat ist ein Zellorganell, das für die Bildung von Transportbläschen in der Zelle verantwortlich ist. „Wir konnten einen Teufelskreis beobachten: Durch die hohe Zahl der Fetttröpfchen ist die Struktur des Golgi-Apparats verändert und die Aktivität in den Leberzellen reduziert. Da der Golgi-Apparat aber für das Ausscheiden von Fett aus der Zelle notwendig ist, was der Zellverfettung entgegenwirkt, schreitet der Prozess daher umso schneller fort. Daher könnte die Wiederherstellung der Golgi-Struktur ein Therapieziel sein, um die Leberverfettung auszubremsen“, so Krahmer.

MPIB-Direktor Matthias Mann fasst die aktuellen Forschungsergebnisse zusammen: „Momentan gibt es – abgesehen von Ernährungsveränderungen – keine Therapieoptionen für die Fettleber. Die zellbiologischen Auswirkungen waren aber auch noch weitgehend unverstanden. Durch unsere Ergebnisse können hoffentlich Therapieziele identifiziert werden, mit denen sich das Fortschreiten der Leberverfettung aufhalten lässt.“

Fettleber Mikroskop
Unter den 50- bis 60-Jährigen haben bereits 35 bis 50 Prozent eine Fettleber, so die MedUni Wien. Der Grund ist oftmals eine schlechte Ernährung mit zuviel Zucker und Fett.
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