Die Rolle von Vitamin A in der braunen Fettgewebsaktivierung

Adipositas und ihre Folgeerkrankungen wie Typ 2 Diabetes stellen eine der größten medizinischen, gesundheitspolitischen und sozialen Herausforderungen dar. Bisher gibt es kaum medikamentöse Therapien. Die Aktivierung von braunem Fettgewebe hat in Mausstudien vielversprechende Ergebnisse gezeigt, den Körperenergieverbrauch durch Wärmeproduktion (Thermogenese) zu erhöhen und Adipositas zu bekämpfen. Die jüngste Entdeckung, dass aktives braunes Fett auch im erwachsenen Menschen existiert, hat neue Bestrebungen geweckt, die Aktivität von braunem Fett pharamakologisch zu erhöhen. Derzeit gibt es keine Medikamente um die thermogenetischen Eigenschaften von braunem Fett therapeutisch zu nutzen. Die Aufklärung der molekularen Mechansimen die zur chronischen Aktivierung von braunem Fett führen, stellt einen entscheidenden Schritt zur Entwicklung neuer therapeutischer Konzepte dar. Wir und andere haben kürzlich berichtet, dass Vitamin A Stoffwechsel durch Effekte in der Leber sowie im weißen und braunen Fettgewebe einen wichtigen Beitrag zum Energiehaushalt liefert. Vitamin A wird vornehmlich in der Leber gespeichert und bei Bedarf zu anderen Geweben transportiert. Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass VitaminA Derivate (Retinoide)potente Mediatorendes thermogenetischen Schlüsselmoleküls Uncoupling Protein-1 sind. Dennoch bleibt die physiologische Rolle des Retinoidstoffwechsels für die braune Fettgewebsaktivierung unklar, obwohl die Erforschung solcher Zusammenhänge einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung neuer therapeutischer Strategien zur Bekämpfung von Adipositas leisten könnte. Basierend auf unseren präliminären Daten haben wir die Hypothese aufgestellt, dass endogene Retinoide thermogenetische Prozesse im braunen Fettgewebe fördern und, dass die Vitamin A speichernde Leber ein thermogenetisches Reservoir darstellt, um die braune Fettgewebsaktivierung zu unterstützen. Um diese Hypothese zu testen, werden wir mit Hilfe diätetischer und genetischer Mausmodelle der Vitamin A Defizienz in Kombination mit Kälteexposition den Stellenwert des Retinoidstoffwechsels in der Thermogenese des braunen Fettgewebes untersuchen(Ziel 1). Weiterswerden wir charakterisieren, wie der Retinoidstoffwechsel durch adrenerge Aktivierung reguliert ist (Ziel 2). Unsere präliminären Daten legen nahe, dass die Retinoidspeicher der Leber zur braunen Fettgewebsaktivierung beitragen. Daher werden wir die Rolle der Leber in der Thermogenese erforschen, indem wir die Mobilisation hepatischer Retinoide nach Kälteexposition oder pharmakologischer adrenerger Stimulation testen (Ziel 3). Zusammenfassend wird das vorgestellte Projekt bisher unbekannte Regulationsmechanismen der braunen Fettgewebsaktivierung untersuchen um dadurch neue therapeutische Strategien zur Bekämpfung von Übergewicht zu initiieren.

Vitamin A kurbelt die Fettverbrennung während der Kälte anEine neue Studie rund um das Forschungsteam von Florian Kiefer von der Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel der MedUni Wien zeigt, dass kalte Umgebungstemperaturen die Vitamin A- Spiegel bei Menschen und Mäusen ansteigen lassen, wodurch weißes Fettgewebe in braunes umgewandelt wird, was wiederum die Fettverbrennung und Wärmeproduktion anregt. Blockiert man den Vitamin A Transport im Blut fällt dieser protektive Mechanismus gegen die Kälte aus. Die Transformation von weißem in braunes Fettgewebe geht mit einem erhöhten Energieverbrauch einher und gilt daher als vielversprechender Ansatz in der Behandlung der Adipositas. Die Studie wurde im Topjournal Molecular Metabolism publiziert. Bei Menschen und Säugetieren unterscheidet man generell zwischen zumindest zwei verschiedenen Fettdepottypen, dem weißen und dem braunen Fettgewebe. Weißes Fettgewebe kommt im menschlichen Körper viel häufiger vor, speichert Fett und befindet sich vorzugsweise in den allgemein bekannten Polstern an Bauch, Gesäß und Oberschenkeln. Bei erhöhtem Energiebedarf kann der Körper auf diese Depots zurückgreifen. Braunes Fett hingegen verbrennt Energie unter Freisetzung von Wärme. Mit zunehmendem Alter und bei Übergewicht nimmt die Anzahl der braunen Fettzellen allerdings ab, weshalb die Umwandlung von weißem in braunes Fett eine neue Waffe gegen Übergewicht und Adipositas sein könnte. Eine Forschungsgruppe um Florian Kiefer von der Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel der MedUni Wien, entdeckte im Rahmen einer Studie nun, dass es bei Menschen und Mäusen durch moderate Kälteanwendung zu einem Anstieg von Vitamin A sowie seines Bluttansporters, Retinol-bindendes Protein, kam. Über 90 Prozent der Vitamin A-Reserven sind in der Leber gespeichert, wobei die Kälte eine Umverteilung des Vitamin A ins Fettgewebe unterstützen dürfte. Die Kälteanwendung führte auch zu einer Umwandlung von weißem in braunes Fett (Browning) mit einer gesteigerten Fettverbrennung. Als Kiefer und sein Team den Vitamin A-Transporter Retinol-bindendes Protein durch Genmanipulation blockierten, wurde sowohl der durch die Kälte vermittelte Vitamin A-Anstieg als auch das Browning des weißen Fetts gehemmt. Die Folge war eine Abnahme der Wärmeproduktion und Fettverbrennung, sodass sich die Mäuse nicht mehr ausreichend gegen die Kälte schützen konnten berichtet Kiefer. Hingegen führte die Zugabe von Vitamin A in menschlichen weißen Fettzellen zu einer Ausprägung brauner Fettzelleigenschaften mit vermehrter Stoffwechselaktivität und Energieverbrennung. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Vitamin A eine wichtige Rolle in der Funktion des Fettgewebes spielt und Einfluss auf den Energiestoffwechsel hat. Das heißt allerdings nicht, dass man einfach ungezügelt Vitamin A Supplemente zu sich nehmen soll, da es vor allem darauf ankommt, dass es zur richtigen Zeit zu den richtigen Zellen transportiert wird, erläutert der MedUni Wien-Forscher. Wir haben einen neuen Mechanismus entdeckt, wie Vitamin A in die Wärmeproduktion eingreift und die Fettverbrennung während der Kälte ankurbelt. Das könnte uns helfen, in Zukunft therapeutische Interventionen zu entwickeln, die genau diesen Mechanismus ausnutzen.