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Freitag, 26.05.2017
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Wenn die Stressbremse versagt

Protein wirkt als Bremse für die hormonelle Stressreaktion

Entdeckt wurde es vor zehn Jahren, jetzt gibt es neue Erkenntnisse über seine Funktion: Das Protein SPRED2 bremst offenbar im Körper die hormonelle Stress-Reaktion. Versuche mit Mäusen zeigen, dass fehlendes Protein abnormales Verhalten und erhöhte Werte von Stresshormonen auslöst. Ob das auch bei der Entstehung von Krankheiten eine Rolle spielt, steht bislang nicht fest.
Forschungslandschaft Gehirn

Forschungslandschaft Gehirn

Vor einigen Jahren entdeckten Forscher um den Würzburger Physiologen Kai Schuh, dass ein bestimmtes Protein, das SPRED2 bei Menschen und anderen Säugern vorkommt. Welche Funktion das Protein erfüllt, war aber noch unbekannt. Auf diesem Gebiet hat Schuh jetzt mit seiner Doktorandin Melanie Ullrich und weiteren Kollegen aus Würzburg, Ulm und Stockholm neue Erkenntnisse gewonnen, über die das „Journal of Biological Chemistry“ berichtet.

Einblicke in die Funktion des Proteins bekamen die Wissenschaftler mit Mäusen, denen das SPRED2-Gen fehlt und die das Protein darum nicht bilden können. Die Tiere zeigen ein ungewöhnliches Verhalten: Sie trinken doppelt so viel wie normale Mäuse und kratzen sich extrem oft, etwa hinter den Ohren.

Abnormes Verhalten und Stresshormon-Schwemme


Warum dieses abnormale Verhalten? Um das zu klären, analysierten die Forscher vom Physiologischen Institut der Uni Würzburg den Organismus der Tiere sehr genau. Unter anderem fanden sie deutlich erhöhte Mengen des Stresshormons Cortison und des Hormons Aldosteron. Letzteres lässt die Salzkonzentration im Blut und damit den Blutdruck steigen. Folge: Die Mäuse trinken mehr Wasser, um das überschüssige Salz besser ausscheiden zu können.


Die Untersuchungen zeigten weitere Auffälligkeiten. Die Synapsen im Gehirn schütten vermehrt Botenstoffe aus. Viel zu üppig vorhanden sind auch die Hormone CRH und ACTH, die im Gehirn und in der Hirnanhangsdrüse gebildet werden: Die beiden Botenstoffe regulieren in einer Signalkette die Produktion der Hormone Cortison und Aldosteron in der Nebennierenrinde.

SPRED2-Protein und seine Wirkung auf den Stress-Signalweg

SPRED2-Protein und seine Wirkung auf den Stress-Signalweg

SPRED2 bremst Stressbahn


Fazit der Forscher: Fehlt im Organismus das Protein SPRED2, ist die hormonelle Signalkette Gehirn-Hirnanhangsdrüse-Nebennierenrinde viel zu stark aktiviert. Offenbar übt das Protein eine Bremswirkung auf dieses System aus, das der Organismus immer dann anwirft, wenn er körperlichen oder psychischen Stress bewältigen muss. Hormonell sind die SPRED2-freien Mäuse also auf Dauer-Stress eingestellt.

Darum interpretieren die Forscher das ständige Kratzen, das sie bei den Tieren beobachten, als stressbedingte Zwangshandlung. „Die erhöhte Cortisonmenge täuscht ihnen Stress vor“, sagt Kai Schuh. Andere denkbare Ursachen für das Kratzen, wie etwa eine Diabetes-Erkrankung, ließen sich nicht nachweisen.

Krankheiten durch defektes SPRED2?


Ohne SPRED2 entsteht ein Hormon-Überschuss mit zu viel Cortison und Aldosteron – da liegt der Gedanke nahe, dass eine Fehlfunktion dieses Gens etwas mit Bluthochdruck oder anderen Erkrankungen wie Depressionen zu tun haben könnte. Für beide Leiden ziehen Wissenschaftler auch genetische Ursachen in Betracht.

„Noch kennen wir beim Menschen keine Krankheit, die mit SPRED2 in Verbindung steht“, so Professor Schuh. Doch das kann sich ändern, wie das Beispiel des nahe verwandten SPRED1-Gens zeigt: Erst kürzlich haben Genetiker erstmals nachgewiesen, dass ein Defekt an diesem Gen die alleinige Ursache für die Neurofibromatose ist, für tumorartige Wucherungen des Nervengewebes.

Offene Fragen bleiben


Viele Fragen zur Funktion des SPRED2-Proteins haben die Würzburger Forscher noch zu klären. Warum die Synapsen im Gehirn ohne das Protein übermäßig aktiv sind, wollen sie zusammen mit Neurophysiologen analysieren. Außerdem suchen sie in den Nervenzellen nach Molekülen, die mit SPRED2 in Wechselwirkungen treten.

Kratzen sich die Mäuse tatsächlich, weil die Hormone ihnen eine Stress-Situation vortäuschen? Verhaltensversuche, durchgeführt in Kooperation mit Professor Klaus-Peter Lesch von der Psychiatrischen Klinik, sollen diese Frage beantworten. Außerdem wollen die Wissenschaftler den „gestressten“ Tieren versuchsweise ein gängiges Antidepressivum verabreichen – um zu sehen, ob es die Symptome womöglich lindern kann. (The Journal of Biological Chemistry, 2011; DOI 10.1074/jbc.M110.171306)
(Universität Würzburg, 22.03.2011 - NPO)
 
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