ForscherInnen der Universität Graz entdeckten Schlüsselprotein für den Herz-Fettstoffwechsel
Ein gesundes Herz pumpt viele Jahrzehnte lang unablässig Blut durch den Körper. Dazu braucht es Energie, die es vor allem über die Fettverbrennung bekommt, sofern der Fettstoffwechsel im Herzmuskel gut funktioniert. Ist er gestört, wird das Organ krank. ForscherInnen am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz untersuchen das komplexe Zusammenspiel von Enzymen beim Fettstoffwechsel. Die Arbeitsgruppe um Assoz. Univ.-Prof. Dr. Günter Hämmerle hat nun ein Schlüsselprotein für den Fettabbau entdeckt.
Schnittpräparat eines Herzmuskels. Da CGI-58 fehlt, kommt es zur Fettakkumulation (rot gefärbte Tröpfchen), sichtbar gemacht durch eine Färbelösung (SudanIII).
Institut für Molekulare Biowissenschaften, Uni Graz
2004 sorgte Univ.-Prof. Dr. Rudolf Zechner mit seinem Team am Institut für Molekulare Biowissenschaften mit der Entdeckung der „Adipose Triglyceride Lipase“ (ATGL) als hauptverantwortliches Enzym für die Fettspaltung für Aufsehen. Jetzt kann die Arbeitsgruppe von Günter Hämmerle einen weiteren durchschlagenden Erfolg vermelden. „Wir wissen nun, dass die ATGL das Protein „Comparative Gene Identification“ – kurz CGI-58 – als Ko-Aktivator braucht, um seine Funktion erfüllen zu können“, berichtet Hämmerle. Im Rahmen ihrer Dissertation hat Mag. Kathrin A. Zierler erstmals die Bedeutung des CGI für den Fettabbau im Herzmuskel aufgeklärt.
„Die wichtigsten Energielieferanten für das Herz sind Fette, die Triglyceride. Ihr Abbau vollzieht sich in drei Stufen. Dabei werden Fettsäuren frei, die den Muskelzellen als Brennstoff dienen“, erklärt Günter Hämmerle. Fehlt das CGI, hat das die gleichen Folgen wie das Fehlen der ATGL. Der Abbauprozess kommt nicht mehr in Gang, was zu Adipositas und zur Verfettung von Organen führt. „Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es ohne CGI-58 zur Herzverfettung und in der Folge zur Kardiomyopathie, einer schweren Herzmuskelerkrankung, kommt, die eine Transplantation notwendig machen würde“, so Hämmerle.
Die Forschungen der Arbeitsgruppe brachten noch eine weitere neue Erkenntnis: Das Herz speichert selbst auch Fett, das abgebaut werden muss. Damit widerlegten die Grazer ForscherInnen die bisherige Ansicht, dass die Triglyceride als Energiequelle für das Herz größtenteils von außen über das Blut geliefert würden.
Kontrollierter Fettabbau
Dass dem Abbau von Fettsäuren im Herzmuskel im Idealfall offenbar auch Schranken gesetzt werden, zeigte ein anderes Forschungsergebnis, für welches Nina Pollak, MSc hauptverantwortlich zeichnet. Die Dissertantin aus Hämmerles Team entdeckte, dass das Protein Perilipin 5 im Herzmuskel eine Barriere gegen die ATGL bildet, um vor einem unkontrollierten Abbau von Triglyceriden zu schützen.
Originalveröffentlichung
Kathrin A. Zierler, Doris Jaeger, et al., Functional Cardiac Lipolysis in Mice Critically Depends on Comparative Gene Identification-58, The Journal of Biological Chemistry 2013 288: 9892-9904
Nina M. Pollak, Martina Schweiger, et al., Cardiac-specific overexpression of perilipin 5 provokes severe cardiac steatosis via the formation of a lipolytic barrier, Journal of Lipid Research 2013 54:(4) 1092-1102
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