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Forschenden ist es erstmals gelungen, die Rolle von Astrozyten im Hypothalamus bei Adipositas-bedingtem Bluthochdruck nachzuweisen. Zudem zeigten sie, dass das Hormon Leptin an der Verdichtung von Blutgefäßen im Hypothalamus adipöser Mäuse beteiligt ist, was zu Bluthochdruck beiträgt. Die Studie wurde vom Helmholtz Zentrum München angeleitet, Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität, der Technischen Universität München und des Deutschen Diabetes Zentrums waren ebenfalls beteiligt.
Bluthochdruck ist eine weitverbreitete Begleiterkrankung von Adipositas, die das Risiko einer Sterblichkeit und Behinderung stark erhöht. Zudem haben Forschenden in den letzten Jahren herausgefunden, dass bei einer hochkalorischen Ernährung die Dichte der Blutgefäße im Hypothalamus – ein wichtiger Bereich in unserem Gehirn – zunimmt (im Fachjargon: Hypervaskularisierung). Wissenschaftler:innen gingen davon aus, dass ein erhöhter Spiegel des Hormons Leptin mit einem erhöhten Bluthochdruckrisiko in Verbindung steht. Die genauen Mechanismen, die zur Verdichtung der Blutgefäße im Hypothalamus beitragen, waren jedoch nicht bekannt.
In den neuen Untersuchungen der Forschungsgruppe um Cristina García-Cáceres vom Helmholtz Zentrum München fiel nun auf, dass adipöse Mäuse keine Verdichtung der Blutgefäße im Hypothalamus ausbildeten, wenn ihnen das Hormon Leptin fehlte. Leptin wird vom Fettgewebe produziert, ist an der Steuerung von Hunger- und Sättigungsgefühl beteiligt und spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Fettstoffwechsels von Menschen und Säugetieren.
Erhöhten die Forschenden den Leptin-Spiegel, so kurbelten bestimmte Gehirnzellen, die Astrozyten, die Produktion eines bestimmten Wachstumsfaktors an. Dieser Wachstumsfaktor wiederum förderte das Wachstum der Gefäße. Das Ergebnis war eine erhöhte Anzahl der Gefäße im Hypothalamus (und keiner anderen Gehirnregion). Damit wiesen die Wissenschaftler:innen nach, dass Leptin für die Verdichtung der Gefäße im Hypothalamus hauptverantwortlich ist und dieser Prozess über die Astrozyten vermittelt wird.
„Wir liefern einen Paradigmenwechsel im Verständnis, wie der Hypothalamus den Blutdruck bei Adipositas kontrolliert“, erklärt Erstautor Tim Gruber. „Während sich die bisherige Forschung hauptsächlich auf Neuronen konzentrierte und Astrozyten in der Vergangenheit als weniger relevant galten, unterstreicht unsere Forschung die zusätzliche Rolle der Astrozyten bei der Kontrolle des Blutdrucks.“
Eine wichtige Frage wird laut Studienleiterin Cristina García-Cáceres zukünftig sein, wie genau die Astrozyten mit den Neuronen kommunizieren. „Wir haben begonnen, diese Frage mit Hilfe von Echtzeitdarstellung der Aktivität in Astrozyten-Neuronen-Schaltkreisen im Hypothalamus über in-vivo-Mikroskopie zu beantworten“, sagt die Forscherin mit Blick in die Zukunft.
Helmholtz Zentrum München
Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Forschungszentrum die Mission, personalisierte medizinische Lösungen zur Prävention und Therapie umweltbedingter Krankheiten für eine gesündere Gesellschaft in einer sich schnell verändernden Welt zu entwickeln. Es erforscht das Entstehen von Volkskrankheiten im Kontext von Umweltfaktoren, Lebensstil und individueller genetischer Disposition. Besonderen Fokus legt das Zentrum auf die Erforschung des Diabetes mellitus, Allergien und chronischer Lungenerkrankungen. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.500 Mitarbeitende und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands mit mehr als 43.000 Mitarbeitenden in 18 Forschungszentren.
Dr. Cristina García-Cáceres
Helmholtz Zentrum München
E-Mail: garcia-caceres@helmholtz-muenchen.de
Gruber et al., 2021: Obesity-associated hyperleptinemia alters the gliovascular interface of the hypothalamus to promote hypertension. Nature Metabolism, DOI: 10.1016/j.cmet.2021.04.007
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S155041312100173X#!
https://www.nature.com/articles/s41574-021-00511-3
Blutgefäße im transparent erscheinenden Gehirn eines adipösen Mausmodells
Helmholtz Zentrum München / Tim Gruber
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Medicine
transregional, national
Research results
German
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