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Diabetes-assoziierte Entzündungsprozesse im Fettgewebe und Stressproteine

(06.07.2009) Fettzellen (Adipozyten) des Fettgewebes und ihre Mediatoren tragen wesentlich zur Entwicklung von chronischen Entzündungsprozessen bei, die zur Entstehung einer Insulinresistenz und schließlich zum Diabetes führen können. Bei der Entwicklung von Übergewicht (Adipositas) kommt es im Fettgewebe zu einer Hyperplasie (Zunahme der Zellzahl) und Hypertrophie (Zunahme der Zellgröße) der Adipozyten. Es wird angenommen, dass hierdurch Veränderungen in der Adipozytenfunktionen verursacht werden, die eine vermehrte Sekretion von Entzündungsmediatoren durch diese Zellen bewirkt.




Diese freigesetzten Entzündungsmediatoren aktivieren Zellen des Natürlichen Immunsystems, v.a. Makrophagen, die in das Fettgewebe einwandern und ihrerseits Entzündungsmediatoren sezernieren. Diese Prozesse führen zur Entstehung einer sogenannten „low grade inflammation“, einer chronischen Entzündungssituation. Es gibt Untersuchungen, die zeigen konnten, dass die ausgeschütteten Entzündungsmediatoren zur Entstehung einer Insulinresistenz an insulinabhängigen Geweben, u.a. Fett und Leber beitragen. Schließlich können diese Prozesse in die Entwicklung eines Diabetes münden. Die Faktoren, die bei diesen Prozessen zur Freisetzung von Entzündungsmediatoren aus Adipozyten führen, sind bislang weitgehend unbekannt.

Neuere Studien zeigen, dass Adipozyten ähnliche charakteristische Funktionen haben wie verwandte Zellpopulationen des Natürlichen Immunsystems, die Makrophagen. Zahlreiche Studien belegen, dass autologe Stressproteine wie Hitzeschockprotein 60 (Hsp60) eine immunregulatorische Wirkung auf Zellen des Natürlichen Immunsystems haben, z.B. auf Makrophagen und die Produktion von Entzündungsmediatoren in diesen Zellpopulationen induzieren. Diese Befunde qualifizieren Stressproteine wie Hsp60 als ein potentielles Signal zur Aktivierung von proinflammatorischen Adipozytenaktivitäten. Daher wurde von unserer Arbeitsgruppe erstmals die potentielle regulatorische Wirkung von Hsp60 auf Adipozyten untersucht.

Diese Untersuchungen wurden zunächst an einer Zelllinie aus der Maus (3T3-L1) durchgeführt. Erstmals konnte ein regulatorischer Effekt von Hsp60 auf Adipozyten nachgewiesen werden. Eine Inkubation von 3T3-L1 Adipozyten mit Hsp60 führte zu einer konzentrationsabhängigen, signifikanten Freisetzung u.a. der Entzündungsmediatoren Interleukin-6 (113 ± 1 bis 459 ± 45 pg/ml), CXCL-1 (2± 0 bis 31± 2 ng/ml) und Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) (16± 0 bis 39± 7 ng/ml). Ferner weisen unsere Analysen auf eine Rezeptor-vermittelte Bindung von Hsp60 an Zelloberflächenstrukturen von Adipozyten hin, welche die Charakteristika einer typischen Liganden-Rezeptor-Interaktion zeigt.

Schlussfolgerung:
Unsere Beobachtungen an Adipozyten der Maus weisen auf eine Rezeptor-vermittelte Induktion von Entzündungsmediatoren durch das Stressprotein Hsp60 hin. Damit konnte Hsp60 als wichtiger Regulator der Adipozytenfunktionen identifiziert werden, die zur Entwicklung chronischer Entzündungsreaktionen beitragen. Basierend auf den gewonnen Resultaten ergeben sich erfolgversprechende Ansätze zur Entwicklung präventiver oder therapeutischer Strategien zur Modulation diabetes-assoziierter Entzündungsprozesse.


Dr. rer. nat. Christiane Habich, Deutsches Diabetes-Zentrum an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung

Quelle: E. Gülden, S. Mollérus, J. Brüggemann, V. Burkart and C. Habich. Heat shock protein 60 induces inflammatory mediators in mouse adipocytes. FEBS Letters 2009; 582:2731-273.

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