DGEinfo 04/2006 – Stichwort

Definition

Ghrelin ist ein gastrointestinales Hormon, das unter anderem an der Steuerung von Hunger- und Sättigungsgefühlen beteiligt ist. Ghrelin wurde erstmals 1999 als Ligand für den Wachstumshormon-Sekretagoga-Rezeptor (Growth hormone secretagogue receptor, GHS-R) isoliert. Dieser Rezeptor kommt sowohl in der Hypophyse vor, wo das Wachstumshormon sezerniert wird, als auch in Hypothalamus, Herz und Fettgewebe.

Abb.1: Das Peptid Ghrelin
Quelle: Hosoda et al.: Ghrelin and the Regulation of Food Intake and Energy Balance. Molecular Interventions, Vol. 2 (8) Dezember 2002

Struktur

Das Signalmolekül Ghrelin ist ein Peptid aus 28 Aminosäuren mit einer Seitenkette, die von einem Oktansäurerest gebildet wird (Abb.1). Es wird hauptsächlich in Epithelzellen des Magenfundus synthetisiert. In anderen Geweben wie Darm, Pankreas oder Nieren konnte die Synthese in geringeren Mengen nachgewiesen werden. Für viele biologische Wirkungen und auch für die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke scheint der Oktansäurerest essenziell zu sein.

Wirkungen

Über die Blutbahn kann Ghrelin zur Hypophyse gelangen. Dort stimuliert es durch die Bindung an GHSR die Sekretion von Wachstumshormonen. Unabhängig davon hat Ghrelin weitere Funktionen: Ghrelin nimmt unter anderem Einfluss auf:

• das kardiovaskuläre System,
• den Schlaf und das Verhalten,
• die Zellproliferation und
• führt zu einem Anstieg der Kortisol- und ACTH-(Adrenocorticotropes Hormon)Konzentration im Serum.

Die Stimulation der Nahrungsaufnahme durch Ghrelin ist Thema vieler klinischer Studien. Die orexigene (appetitanregende) Wirkung scheint durch das Neuropeptid Y und das Agouti-related Protein vermittelt zu werden, deren Bildung durch Ghrelin stimuliert wird. Beide Stoffe wirken stark appetitanregend.

Der Ghrelinspiegel steigt vor der Nahrungsaufnahme an und signalisiert Hunger oder eine negative Energiebilanz. Nach der Aufnahme von Nahrung sinkt der Ghrelinspiegel wieder ab.

Aufgrund folgender Effekte wird ein Feedback-Mechanismus zur Regulation des Körpergewichts diskutiert. Ein hoher Body Mass Index und ein hoher prozentualer Körperfettanteil sind mit einem niedrigen Plasma-Ghrelinspiegel assoziiert. Auch Plasma-Insulin-, Leptin- und Glucosespiegel sind negativ mit dem Plasma-Ghrelinspiegel korreliert.

Einflussfaktoren

Erhöhte Plasma-Ghrelinspiegel werden beobachtet in Situationen von negativer Energiebilanz, z. B. bei Patienten mit Anorexia nervosa, Kachexie oder in Hungerzuständen. Auch bei dem durch fehlendes Sättigungsgefühl charakterisierten Prader-Willi-Syndrom treten teilweise bis zu 4,5fach erhöhte Ghrelinwerte auf.

Erniedrigte Plasma-Ghrelinspiegel zeigen sich bei einer positiven Energiebilanz wie bei Nahrungsaufnahme, Hyperglykämie,Adipositas. Es wurde beobachtet, dass bei Adipösen der Ghrelinspiegel nach Nahrungsaufnahme nicht absinkt, wodurch sich möglicherweise kein Sättigungsgefühl einstellt. Reversibel ist dieser Effekt durch eine Gewichtsabnahme.

Die Zusammensetzung der Nahrung scheint die Ghrelinsekretion ebenfalls zu beeinflussen. Nach einer kohlenhydratreichen Kost sinkt der Ghrelinspiegel innerhalb einer Stunde ab, nach fettreicher Kost dauert das Absinken dreimal so lange. Proteinreiche Kost hingegen scheint die Ghrelinsekretion noch zu stimulieren, da ein Ansteigen des Plasmaspiegels beobachtet wurde.

Die je nach Energiebilanz unterschiedlichen Ghrelinspiegel ermöglichen eventuell eine Beurteilung des Ernährungszustandes. Einem möglichen Einsatz in der Therapie von Kachexie, z. B. bei AIDS-Patienten oder von Patienten nach Magenresektion müssen weitere Studien vorausgehen.

Literatur:

1. Erdmann J, Lippl F, Schusdziarra V: Differential effect of protein and fat on plasma ghrelin levels in man. Regulatory Peptides 116 (1–3), November 2003
2. Jarkovska et al.: Endocrine and metabolic activities of a recently isolated peptide hormone ghrelin, an endogenous ligand of the growth hormone secretagoguereceptor. Endocrine Regulations (38) 2004.
3. Meier U, Gressner, AM: Endocrine Regulation of Energy Metabolism: Review of Pathobiochemical and Clinical Chemical Aspects of Leptin, Ghrelin, Adiponectin, and Resistin. Clinical Chemistry 50 (9), 2004.
4. Van der Lely et al.: Biological, Physiological, Pathophysiological, and Pharmacological Aspects of Ghrelin. Endocrine Reviews 25 (3), June 2004.