Themen des WSZs

Zweiter Themenleiter: Dr. PÉTERVÁRI, Erika

Die langfristige Regulation des Körpergewichts weist zwei wesentliche Trends auf: Menschen mittleren Alters neigen zur Adipositas, während ältere Menschen eine erhöhte Neigung zur Kachexie zeigen. Da dieses Phänomen auch bei Säugetieren beobachtet werden kann, ist davon auszugehen, dass ihm unter anderem komplexe altersabhängige Veränderungen kataboler [anorexigener, die Nahrungsaufnahme (food intake, FI) reduzierender und den Stoffwechsel (metabolische Rate, MR) steigernder] sowie anaboler (FI-steigernder und MR-reduzierender) Peptidsysteme zugrunde liegen. Einer der wichtigsten zentralen katabolen Regulationsmechanismen ist das hypothalamische Melanocortin-System, während Neuropeptid Y (NPY) als dominanter anaboler Mediator fungiert. Die Wirkungen dieser Systeme verändern sich in Abhängigkeit vom Alter und vom Ernährungszustand. Ziel des Programms ist die detaillierte Untersuchung der durch körperliche Aktivität bzw. Trainingszustand und Ernährungszustand bedingten Veränderungen dieser Regulationssysteme. Die Tierversuche werden an Labor-Nagetieren verschiedener Altersgruppen durchgeführt, vom juvenilen bis zum hohen Alter. Hinsichtlich des Ernährungszustands werden innerhalb der verschiedenen Altersgruppen normal ernährte Tiere, durch eine fettreiche Diät adipös gemachte Tiere sowie Tiere unter Kalorienrestriktion untersucht. Zusätzlich werden Gruppen einbezogen, die durch regelmäßiges körperliches Training auf dem Laufband trainiert werden. Im Rahmen der Analyse der zentralen akuten und chronischen Reaktionsfähigkeit wird die Nahrungsaufnahme mithilfe des automatisierten FeedScale-Systems erfasst. Der Sauerstoffverbrauch wird mittels indirekter Kalorimetrie (OxyletPro) gemessen. Zur Untersuchung thermoregulatorischer Reaktionen werden die Körperkerntemperatur sowie die als Indikator der Wärmeabgabe dienende Temperatur der Schwanzhaut mithilfe von Thermoelementen registriert, die an ein Cole-Parmer Benchtop Thermometer angeschlossen sind. Die zirkadianen Veränderungen der Körperkerntemperatur, der spontanen lokomotorischen Aktivität und der Herzfrequenz werden mithilfe eines biotelemetrischen Systems (MiniMitter, Respironics) überwacht.

Aus energetischer Sicht ist mit zunehmendem Alter zunächst eine Zunahme der Körpermasse bzw. der Fettmasse im Sinne einer Veränderung der Körperzusammensetzung (Adipositas im mittleren Lebensalter) charakteristisch, während im hohen Alter eher ein Rückgang der Körpermasse (Sarkopenie) vorherrscht. Sowohl die sich in der westlichen Welt ausbreitende Adipositas-Epidemie als auch Appetitlosigkeit/Gewichtsverlust im Alter stellen eine erhebliche Belastung für die öffentliche Gesundheit dar. Neuropeptide können an der zentralnervösen Regulation dieser Prozesse beteiligt sein. Die perinatale Phase ist von entscheidender Bedeutung für die Ausbildung der Appetitregulationszentren, die auch die Neuropeptide der Hypothalamus-Fettgewebe- und der Darm-Hirn-Achse einschließen.

Durch eine umfassende energetische Analyse der Wirkungen verschiedener Peptide wollen wir klären, wie sich die Energiebilanz und die Effekte der wichtigsten regulatorischen Peptide im Lebensverlauf perinatal über- oder unterernährter Nachkommen verändern. Wir vermuten, dass eine maternale fettreiche Diät und Adipositas die in der neuropeptidergen Regulation der Körpermasse beschriebene zweiphasige, altersabhängige Veränderung im Nachwuchs beschleunigen und so sowohl das Auftreten von Adipositas im mittleren Lebensalter als auch von Anorexie/Sarkopenie im hohen Alter verfrühen.

Die Aufklärung der an den langfristigen Veränderungen beteiligten Mechanismen ermöglicht die Entwicklung translationaler Interventionsstrategien und therapeutischer Optionen (z. B. diätetische Korrektur einer neonatalen Fehlprogrammierung) und kann damit die von Generation zu Generation fortgesetzte Programmierung metabolischer Störungen durchbrechen.