Die kontrollierte Regulation des Glukosespiegels im Blutplasma (=Blutzuckerspiegel) durch Hormone ist zwingend notwendig, um die volle Funktionsfähigkeit des Gehirns gewährleisten zu können. In diesem Kontext konnte am Baylor College of Medicine in Houston, Texas die Arbeitsgruppe rund um Dr. med. Atul Chopra die Rolle des Hormons Asprosin für die Glukosefreisetzung aus der Leber identifizieren. Dabei basiert der Name des Proteins auf dem Fehlen des weißen Fettgewebes der Unterhaut bei betroffenen Patienten (griechisch: άσπρο, gesprochen aspro = weiß). Entdeckt wurde es im Rahmen von genetischen Untersuchungen bezüglich des neonatalen progeroiden Syndroms (kurz: NPS), auch als Wiedemann-Rautenstrauch-Syndrom bekannt. Das Körperfett von betroffenen Patienten und damit auch deren Asprosinsekretion ist stark reduziert.

Abbildung 1: Mittels C-terminaler Spleißung entsteht Asprosin (grün) aus Profibrillin.

Nach der Sekretion von Asprosin aus dem weißen Fettgewebe erfolgt dessen Rekrutierung zur Leber. Die letztendliche Glukosefreisetzung (Glykogenolyse) aus der Leber wird daraufhin durch die Asprosin-vermittelte Aktivierung des G-Protein-cAMP-PKA Signalweges induziert. Nach der Erhöhung des Blutzuckerspiegels stoppt die Asprosinsekretion aus dem weißen Fettgewebszellen.

Abbildung 2: Schematische Darstellung der Regulation des Glukosespiegels im Plasma durch Insulin und der Asprosin-vermittelten Aktivierung der Proteinkinase A (kurz: PKA). Während das aus den β-Zellen der Langerhans-Inseln ausgeschüttete Insulin die zelluläre Aufnahme von Glukose induziert, bewirkt Asprosin die Freisetzung von Glukose aus den Leberzellen [Aus Romere et al., 2016].

Besonders im Kontext der Diabetes-Forschung erhält diese neu entdeckte Funktion des Proteins enorme Aufmerksamkeit, da im Plasma von insulinresistenten Mäusen und auch Menschen erhöhte Werte von Asprosin detektierbar sind. Durch immunologische und gentechnische Verfahren konnte bei dem Funktionsverlust von Asprosin in Mäusen nicht nur eine verringerte hepatische Glukosefreisetzung, sondern auch eine Reduktion des Glukose- und Insulinspiegels beobachtet werden. Somit kann mittels veränderter Asprosin-Expression Typ-2-Diabetes, bei dem ein erhöhter Blutzuckerspiegel vorliegt, simuliert werden, da Asprosin die Freisetzung von Glukose aus der Leber fördert.  Die Insulinrezeptoren betroffener Patienten reagieren nämlich nicht mehr auf die Bindung von Insulin und die Signalkaskade zur Aufnahme von Glukose in die Zellen wird nicht mehr induziert. Der Zucker verbleibt im Blut und somit steigt auch der Blutzuckerspiegel. Dabei konnte in Mäusen bereits durch Asprosin-spezifische Antikörper, der durch Diabetes erhöhte Blutzucker- und Insulinspiegel auf ein gesundes Level gebracht werden.

Aber auch im Kontext von Typ-1-Diabetes könnte Asprosin eine wichtige Rolle einnehmen. Typ-1-Diabetiker zeigen ein krankhaftes Verhalten des Abwehrsystems, was zum Angriff der eigenen, Insulin-produzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse (β-Zellen der Langerhans-Inseln) führt. Der daraus resultierende Insulinmangel führt zum Anstieg des Blutzuckerspiegels (da nun kein Insulin mehr für die zelluläre Aufnahme der Glukose mehr vorhanden ist) und könnte durch Asprosin therapiert werden.

Die therapeutischen Ansätze scheinen sehr vielfältig zu sein: Nicht nur Menschen mit Diabetes oder dem Metabolischen Syndrom, sondern auch den untergewichtigen NPS-Patienten und Patienten mit Adipositas, die einen erhöhten Asprosinspiegel aufweisen, könnte geholfen werden.

Referenzen:

Journalreferenz: Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2016.02.063:

Romere C. et al. (2016). Asprosin, a Fasting-Induced Glucogenic Protein Hormone. Cell, vol. 165, no. 3, pp. 566 – 579. Available from: http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(16)30213-6. [18.08.2016]

https://www.newscientist.com/article/2084433-newly-discovered-hormone-could-fight-type-2-diabetes-and-obesity

https://www.bcm.edu/news/diabetes/asprosin-hormone-treatment-diabetes