Kruppel-like Factor 15: Fettstoffwechsels & Fitness

Kruppel-like Factor 15: Fettstoffwechsels & Fitness

0 comments 📅25 April 2012, 10:46

Seit l√§ngerem wei√ü man nun, dass die Familie der Kruppel-like Factor Proteine (KLF) eine nicht zu untersch√§tzende Rolle im menschlichen Stoffwechsel spielen. So fanden Oishi, Y. et al. in einer Untersuchung aus dem Jahr 2005 heraus, dass der KLF5, ein sogenannter ‚Äúzinc-finger description factor,‚ÄĚ eine Schl√ľsselkomponente in der Kontrolle der Ausdifferenzierung von Adipozyten darstellt. M√§use, bei denen der entsprechende Transcriptionsfaktor deaktiviert bzw. entfernt (‚ÄĚknockout‚ÄĚ) wurde, waren beispielsweise nicht in der Lage wei√ües Fettgewebe in ausreichendem Ma√üe auszubilden.[1]

 

KLF & Zellbiologie

KLF-Proteine spielen ebenfalls eine signifikante Rolle in der Zellteilung, dem Wachstum, sowie der Entwicklung und tragen schlie√ülich auch zum √úberleben von Zellen bei. Schon allein deswegen sind sie f√ľr die Stammzellenforschung von besonderem Interesse,[2] wo man durch Reprogrammierung von K√∂rperzellen sogenannte ‚Äúpluripotente Stammzellen‚ÄĚ (iPS) herstellt, die f√ľr eine beliebige Gewebez√ľchtung in Frage kommen.¬†
Den Reprogrammierungsprozess kann man sich dabei wie eine Zellformatierung vorstellen: Zellen werden je nach ihrer Funktion vom K√∂rper mit einer speziellen ‚ÄúSoftware‚ÄĚ bespielt, die entscheidet, welche Aufgabe die Zelle √ľbernimmt. So gibt es z.B. Herzzellen im Herzen, Zellen f√ľr die Haut oder spezialisierte Zellen im Augenk√∂rper. Pluripotente Zellen sind also quasi ‚Äúformatierte Zellen‚ÄĚ die sich zu praktisch jedem erdenklichen Zelltypus durch ‚Äúaufspielen einer Software‚ÄĚ (Signale) entwickeln k√∂nnen.[3]
 
Das KLF15-Protein ist im KLF15-Gen in kodierter Form vorhanden.  Quelle: [10]
Doch die KLF-Faktoren k√∂nnen noch viel mehr, wie das Wissenschaftsteam um Susan Gray von der Harvard Medical School in Boston demonstriert haben. In einem klinischen Experiment deaktivierten die Mediziner – wiederum bei Nagern – den KLF15 und stellten dabei fest, dass jene M√§use mit dem Proteindefizit nach einem ‚Äúovernight fast‚ÄĚ mit ernsthaftem Blutunterzucker (‚ÄĚhypoglicemia‚ÄĚ) zu k√§mpfen hatten. Damit war klar: auch bei der Glukoneogenese (Herstellung von Glukose aus Protein) spielen die Transkriptionsfaktoren eine wichtige Rolle. Erst durch die Injektion von Pyruvate konnte der Unterzucker wieder in den Griff bekommen werden.[4]
 
Ghaleb et al. gehen sogar so weit und bezeichnen die Proteinfamilie als die ‚Äúyin and yang regulators of cellular proliferations.‚ÄĚ [5] W√§hrend Oishi, Y. et al. also zeigten, dass ein gewisser Einfluss auf die Entstehung von Adipozyten (Fettzellen) besteht, weisen weitere, aktuelle Forschungsergebnisse darauf hin, dass auch der Fettstoffwechsel direkt von der Aktivit√§t der Faktoren abh√§ngig ist:¬†

‚ÄúIn recent years significant effort has been applied to understand basic mechanism of fat accumulation in mammalian system. Work in mouse has shown that the family of Kr√ľppel-like factors (KLFs), a conserved and important class of transcription factors, regulates adipocyte differentiation in mammals. However, how fat storage is coordinated in response to positive and negative feedback signals is still poorly understood.‚ÄĚ[8]

 

Die Rolle der Transkriptonsfaktoren im menschlichen Stoffwechsel

In einem aktuellen Artikel des ScienceDaily weisen die Autoren auf eine interessante Experimentreihe der Case Western Reserve School of Medicine, unter der Leitung von Muskesh Jain, hin, in dem es um die konkrete Verstoffwechselung des Makronährstoffes Fett ging. Dr. Jain und seine Mitarbeiter konnten in ihren Versuchsreihen an Nagern eine Korrelation zwischen dem Stoffwechsel und der Aktivität der KLF nachweisen.
 
Viel interessanter ist aber die ‚ÄúJoint-Ventrue‚ÄĚ von Dr.Jain mit der Deakin University aus Australien, in dem die Forscher herausfanden, dass Sport und Training die Aktivit√§t des KLF15 signifikant beeinflusst (und sich mit den Ergebnissen der M√§use-Experimenten deckt) und damit eine Schl√ľsselrolle im ‚ÄúNexus der k√∂rperlichen Kernprozesse‚ÄĚ[7] einnimmt.In weiteren Versuchen, in denen das betreffende Protein ausgeschaltet wurde, zeigte sich, dass die Nager Fett nur in unzureichender Menge verbrennen und eine aerobe Belastung aushalten konnten. Damit stellt das KLF15-Protein einen ‚Äúessential regulator of muscle‚Äôs ability to use fat‚ÄĚ[8] dar.
 

Takeaway

Sport als “Therapie”?

Der KLF15 spielt nicht nur im Stoffwechsel von Nagern ([1];[4]) und W√ľrmern ([6];[7]) eine wichtige Rolle, sondern auch beim Menschen. Nager, bei denen das Protein deaktiviert wurde, zeigten einen gest√∂rten Fettstoffwechsel und eine begrenzte Leistung f√ľr aerobe Belastung, was wohl vermutlich auf eine unzureichende Energiebereitstellung durch Fett zur√ľckzuf√ľhren ist (lange, aerobe Belastungen sind geradezu ideal um durch Fettenergie gedeckt zu werden)

Gleichzeitig konnten die Wissenschaftler um Dr. Jain, zusammen mit der Deakin University aus Australien, am Menschen nachweisen, dass Training die Aktivit√§t des KLF15 signifikant (d.h. messbar) beeinflusst. Damit liefern die Ergebnisse dieser Versuchsreihen einen eklatanten Beitrag zu der Theorie, dass durch Sport eine Optimierung des Fettstoffwechsels stattfindet (Steigerung der KLF15-Level). In einem Zeitalter, wo Stoffwechselst√∂rungen und √úbergewicht um sich greifen und damit epidemische Ausma√üe annehmen, stellt k√∂rperliche Bewegung und insbesondere die sportliche Aktivit√§t eine ‚Äúfirst choice of treatment‚ÄĚ[8] in der Bek√§mpfung der Ursache dar.

Dr. Haldar, selbst an den Experimenten beteiligt, sieht in der Entdeckung sogar ein probates Mittel zur Bek√§mpfung des sogenannten ‚ÄúDuchenne muscle dystrophy‚ÄĚ-Syndroms. Es bleibt also abzuwarten, ob und in welcher Form die hier gewonnenen Erkenntnisse zu Therapiezwecken eingesetzt werden k√∂nnen.
 
HIER gehts zur Artikeldiskussion

Quellenangaben (draufklicken)

[1] Oishi, Y. et al. (2005): Kr√ľppel-like transcription factor KLF5 is a key regulator of adipocyte differentiation. In: Cell metabolism: 2005; 1 (1): 27 – 39. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16054042 . (abgerufen am 25.04.2012)

 
[2] McConnell, BB. / Yang, WW. (2010): Mammalian Kr√ľppel-like factors in health and diseases. In: Physiological Reviews: 2010; 90 (4): 1337 – 1381. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20959618 . (abgerufen am 25.04.2012)
 
[3] Spork, P. (2009): Der zweite Code: EPIGENETIK oder: Wie wir unser Erbgut steuern können. 2. Auflage. Rowohlt Verlag GmbH: Hamburg. S. 253.
 
[4] Gray, S. et al. (2007): Regulation of gluconeogenesis by Kr√ľppel-like factor 15. In: Cell Metabolism: 2007; 5 (4): 305 – 312. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17403374 . (abgerufen am 25.04.2012)
 
[5] Ghaleb, AM. et al. (2005): Kr√ľppel-like factors 4 and 5: the yin and yang regulators of cellular proliferation. In: Cell research: 2005; 15 (2): 92 – 96. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15740636 . (abgerufen am 25.04.2012)
 
[6] Brey, CW. et al. (2009): Kr√ľppel-like family of transcription factors: an emerging new frontier in fat biology. In: International Journal of Biological Sciences: 2009; 5 (6): 622 – 636. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19841733 . (abgerufen am 25.04.2012)

[7] Hashmi, S. et al. (2008): A Kr√ľppel-like factor in Caenorhabditis elegans with essential roles in fat regulation, cell death, and phagocytosis. In: DNA and cell biology: 2008; 27 (10): 545 – 551. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18680432. (abgerufen am 25.04.2012)
 
[8] ScienceDaily (2012): Genetic Regulator of Fat Metabolism and Muscle Fitness Discovered. URL: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/04/120409164303.htm . (abgerufen am 25.04.2012)
 
Bildquellen

[9] Noriaki, S. et al. (2011): Crosstalk between Glucocorticoid Receptor and Nutritional Sensor mTOR in Skeletal Muscle. In: Cell Metabolism: 2011; 2: 170 Р182. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413111000027 . (abgerufen am 25.04.2012)[10] KLF15. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/KLF15. (abgerufen am 25.04.2012)

[4] Gray, S. et al. (2007): Regulation of gluconeogenesis by Kr√ľppel-like factor 15. In: Cell Metabolism: 2007; 5 (4): 305 – 312. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17403374 . (abgerufen am 25.04.2012)

Share this article:
Damian Minichowski
Damian Minichowski Autor & Founder

Gr√ľnder und Autor von Aesir Sports. Neben zahlreichen Gastautorenschaften schreibt Damian Minichowski in regelm√§√üigen Abst√§nden f√ľr unterschiedliche Kraftsportseiten, darunter Team-Andro.com, Fitnessfreaks.com & Liveforthepump.de. Seit dem Fr√ľhjahr 2011 war Damian nebenberuflich als Fitnessberater t√§tig. Seit 2012 arbeitet er f√ľr den britischen Supplementhersteller MyProtein.com.

No Comments

No Comments Yet!

You can be first one to write a comment

Leave a comment

CommentLuv badge