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Beerenstoff bremst Fettansammlung in Muskelzellen
Ein Pflanzenstoff aus Blaubeeren und Trauben kann in kultivierten Mäuse-Muskelzellen die Ansammlung von Fett verringern, ohne die Aufnahme von Fettsäuren zu bremsen. Stattdessen stabilisiert Pterostilben den Stoffwechselregler PPARδ, fördert dadurch Gene des Fettabbaus und könnte so einen neuen Ansatz für die Erforschung von Muskelverfettung liefern.
Minamiminowa (Japan). Fett in Skelettmuskeln ist nicht grundsätzlich schädlich, doch übermäßige Ablagerungen innerhalb der Muskelzellen können deren Stoffwechsel stören und die flexible Nutzung von Glukose und Fettsäuren als Energiequellen beeinträchtigen. Solche intramuskulären Lipide werden unter anderem mit Alterung, Bewegungsmangel und Fettleibigkeit in Verbindung gebracht und können zur Entwicklung einer Insulinresistenz beitragen.
Ein wichtiger Regler dieses Energiestoffwechsels ist der Rezeptor PPARδ, der die Aktivität mehrerer Gene für die Oxidation von Fettsäuren steuert. Bisher war jedoch unklar, ob und wie bestimmte Nahrungsbestandteile diesen Signalweg in Muskelzellen beeinflussen und dadurch übermäßige Lipidablagerungen verringern können.
Forscher der Shinshu University um Dr. Takakazu Mitani haben nun untersucht, welche pflanzlichen Inhaltsstoffe eine übermäßige Lipidansammlung in Muskelzellen verringern können. Dazu nutzten sie kultivierte C2C12-Zellen der Maus, erzeugten experimentell eine starke intrazelluläre Fettansammlung und verglichen anschließend mehrere aus Lebensmitteln stammende Pflanzenstoffe.
„Derzeit gibt es keine zugelassenen Behandlungen, die gezielt gegen Myosteatose gerichtet sind. Diese entscheidende Lücke veranlasste unser Team, aus Lebensmitteln stammende Verbindungen auf natürliche, ernährungsbasierte Ansätze hin zu untersuchen. Bei diesem Screening identifizierten wir Pterostilben und konzentrierten unsere Untersuchung darauf, seinen genauen Wirkmechanismus aufzuklären“, erklärt Dr. Takakazu Mitani.
Unter den untersuchten Substanzen verringerte Pterostilben die Fettansammlung besonders deutlich, ohne Wachstum und Differenzierung der Muskelzellen zu stören. Der Stoff ist chemisch eng mit Resveratrol verwandt und kommt in geringen Mengen unter anderem in Blaubeeren und Trauben vor, doch sein Effekt beruhte nicht einfach auf einer geringeren Aufnahme von Fettsäuren.
Die behandelten Zellen nahmen weiterhin ähnlich viele Fettsäuren aus ihrer Umgebung auf, und auch die untersuchten Wege der Fettneubildung änderten sich nicht entsprechend. Stattdessen stieg die Aktivität mehrerer Gene für Abbau und Oxidation von Fettsäuren, während zugleich mehr Glycerol außerhalb der Zellen nachweisbar war, das beim Abbau gespeicherter Fette entsteht.
Eine Schlüsselrolle spielte dabei PPARδ, denn die gezielte Verringerung des Rezeptors schwächte die durch Pterostilben ausgelöste Aktivierung von Genen des Fettabbaus deutlich ab. Zugleich erhöhte der Pflanzenstoff die Menge an PPARδ, die an die DNA seiner Zielgene gebunden war und dort die Genaktivität beeinflussen konnte.
Der Mechanismus unterscheidet sich von der üblichen direkten Aktivierung dieses Rezeptors, denn Pterostilben band in den Experimenten nicht als direkter Ligand an die Bindungsstelle von PPARδ. Stattdessen bremste der Pflanzenstoff den Ubiquitin-abhängigen Abbau des Proteins im Proteasom, wodurch mehr PPARδ in den Muskelzellen erhalten blieb und seine Zielgene stärker beeinflussen konnte.
Das Ergebnis liefert einen möglichen Ansatz, um weitere natürliche Substanzen zu suchen, die den Fettstoffwechsel nicht durch direkte Rezeptorbindung, sondern durch die Stabilisierung von PPARδ verändern. Für praktische Anwendungen ist es allerdings noch zu früh, weil die Experimente lediglich einen molekularen Mechanismus in kultivierten Mäusezellen und keine nachgewiesene Wirkung bei Tieren oder Menschen zeigen.