www.sciencedirect.com/science/article/ab...cUyGMR3UnDby6sWWnArm
Die Blutgefäße in der Lunge sind nicht wie die anderen im Körper. Dieser Unterschied wird bei der pulmonalen Hypertonie deutlich, bei der sich nur die Blutgefäße der Lunge zunehmend versteifen, was zu chronischen Lungenerkrankungen, Herzversagen und Tod führt.Die zugrunde liegenden Gründe für diese organspezifische Gefäßversteifung blieben ein Rätsel, bis der Forscher Stephen Chan von der University of Pittsburgh und Kollegen eine überraschende Entdeckung über diese Blutgefäßzellen bei Patienten mit
pulmonaler Hypertonie
machten – sie sind hungrig.Chan, Vitalant-Lehrstuhl für Gefäßmedizin und Professor für Medizin in der Abteilung für Kardiologie an der Universität Pittsburgh, und sein Team arbeiteten mit dem Team von Thomas Bertero an der Université Côte d'Azur in Frankreich zusammen.Sie fanden heraus, dass hypertensive Lungenblutgefäßzellen einen unersättlichen Appetit auf zwei
Aminosäuren
, Glutamin und Serin, haben und – wie bei jeder unausgewogenen Ernährung – Konsequenzen hat. Dieser Metabolismus von Glutamin und Serin ist ein wesentlicher Faktor für das Fortschreiten der pulmonalen Hypertonie.Die Ergebnisse wurden am 2. Mai in der Zeitschrift
Cell Metabolism
veröffentlicht .Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen, die beim Aufbau von
Zellstrukturen
helfen , biologische Funktionen erfüllen und die Gewebe- und Organfunktion regulieren. Während hypertensive Lungenblutgefäße Glutamin und Serin verstoffwechseln, erzeugen sie zwei neue Aminosäuren, Prolin und Glycin.
Der Appetit auf Glutamin und Serin und die daraus resultierenden erhöhten Prolin- und Glycinspiegel in hypertensiven pulmonalen Blutgefäßzellen führen zur Überproduktion von Kollagen, was zu einer Gefäßversteifung und Funktionsstörungen führt – dem charakteristischen Merkmal der pulmonalen Hypertonie.Anhand von Nagetiermodellen für die Krankheit stellten die Forscher fest, dass Medikamente, die die zelluläre Aufnahme von Glutamin und Serin begrenzen, hypertensiven Lungenblutgefäßen ihr Verlangen entziehen.Der Mangel an zellulärem Glutamin- und Serinstoffwechsel wiederum stoppte die übermäßige Produktion von Kollagenbausteinen und die Kollagenproduktion. Das Team wusste, dass Aminosäuren am häufigsten über unsere Ernährung aufgenommen werden, und entdeckte außerdem, dass eine Reduzierung der Nahrungsaufnahme von glutamin- und serinreichen Lebensmitteln dazu beitrug, die Kollagenüberproduktion zu reduzieren.„Zum ersten Mal haben wir ein Ernährungsmanöver, das als wirksame Therapie für die Krankheit dienen könnte“, sagt Chan, der auch das Vascular Medicine Institute and Center for Pulmonary Vascular Biology and Medicine an der University of Pittsburgh School of Medicine leitet UPMC.Bei Patienten mit pulmonaler Hypertonie kann die Vermeidung von Nahrungsmitteln, die reich an Serin und Glutamin sind, oder der Verzehr von Nahrungsmitteln, bei denen diese Aminosäuren fehlen, die Wirksamkeit aktueller Medikamente verbessern.„Es eröffnet uns eine neue Möglichkeit, diese Krankheit zu behandeln, denn jetzt gibt es – anstatt nur auf Medikamente und Transplantationen zu vertrauen – möglicherweise wirksame Lebensstilinterventionen“, sagt Chan.Chans Team nutzte außerdem den charakteristischen Appetit dieser Zellen, um einen neuen diagnostischen Test für pulmonale Hypertonie zu entwickeln, der die Scan-Technologie
Positronenemissionstomographie
(PET) und einen Glutamin-Bildgebungs-Tracer nutzt. Der bildgebende Tracer fungiert wie ein GPS-Monitor, um zu verfolgen, wohin Glutamin im Körper gelangt.Dadurch leuchten auf dem PET-Scan Zellen auf, die nach der Aminosäure hungern, und die Intensität dieses Lichts zeigt, wie gefräßig die Zellen nach
Glutamin
sind und wo sich diese Zellen im Körper befinden. Dieses Screening wird eine frühere Krankheitsdiagnose und die Durchführung von Lebensstil- und pharmakologischen Interventionen ermöglichen und es Ärzten ermöglichen, die Wirksamkeit von Medikamenten bei der Verlangsamung des Krankheitsverlaufs zu überprüfen.
Weitere Informationen: Nesrine S. Rachedi et al., Nahrungsaufnahme und Glutamin-Serin-Metabolismus steuern pathologische Gefäßsteifheit,
Zellstoffwechsel (2024).
DOI: 10.1016/j.cmet.2024.04.010
Zeitschrifteninformationen:
Zellstoffwechsel