Irisinspiegel nach Belastung bei PWS-Patienten

Irisinspiegel nach körperlicher Belastung bei PWS-Patienten Adipositas, Kleinwuchs, Hypogonadismus, Hypotonie und eingeschränkte Wahrnehmung sind die wichtigsten klinischen Merkmale des Prader-Willi-Syndroms (PWS), einer komplexen neurogenetischen Störung aufgrund fehlender Expression väterlicher Gene in der chromosomalen Region 15q11- 13. Eine abnormale Körperzusammensetzung mit verringerter Muskelmasse und erhöhter Fettmasse trägt zu einem niedrigen Ruheenergieumsatz bei PWS bei. Eine strenge Kalorienrestriktion im Bereich von 800 kcal pro Tag zusammen mit täglichen Trainingsprogrammen sind erforderlich, um eine Gewichtszunahme und Komplikationen der Fettleibigkeit in dieser Population zu verhindern.

Braunes Fettgewebe (BAT), von dem früher angenommen wurde, dass es nur bei Säuglingen vorhanden ist, aber jetzt bekanntermaßen auch bei Erwachsenen vorhanden ist, unterscheidet sich von dem häufiger vorkommenden weißen Fettgewebe (WAT) durch die Dissipation von Energie durch Thermogenese als Ergebnis einer erhöhten Aktivität des mitochondriales Entkopplungsprotein (UCP-1). Neuere Erkenntnisse zeigen, dass körperliche Betätigung das mitochondriale UCP-1 in subkutanen WAT-Zellen aktiviert, was zur Umwandlung von WAT in BAT-ähnliche Adipozyten (beiges oder BRITE-Fettgewebe) führt. Verschiedene Faktoren, darunter natriuretische Peptide, Interleukin-6 und Myokine (Irisin, Fibroblasten-Wachstumsfaktor 21 und ß-Aminoisobuttersäure), scheinen die Auswirkungen des Muskeltrainings auf subkutane Adipozyten zu vermitteln.

Eine verringerte Menge und/oder Aktivität von BAT kann zu einem geringeren Energieverbrauch und extremen Schwierigkeiten bei der Gewichtskontrolle bei PWS beitragen. Niedrigere Spiegel oder verringerte Myokinproduktion könnten dazu führen, dass subkutanes WAT nicht in beige oder BAT-ähnliche Adipozyten umgewandelt wird, und daher die ansonsten vorteilhaften metabolischen Wirkungen des Trainings minimieren oder zunichte machen. Die direkte Messung der maximalen Sauerstoffaufnahme bei Erwachsenen mit PWS zeigt, dass diese Population deutlich niedrigere VO2-Werte im Vergleich zu Kontrollen mit normalem BMI aufweist. Die BAT-Aktivität in vivo kann nur durch die Durchführung von PET/CT-Scans, die die Verabreichung radioaktiver Tracer umfassen, genau gemessen werden. Aus ethischen Gründen ist eine direkte Bewertung von BAT für Zwecke der klinischen Forschung an PWS-Personen nicht möglich.

Die Forscher schlagen vor, die humoralen Reaktionen auf körperliche Betätigung bei 16 (8 Männer) Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit PWS zu untersuchen und die Ergebnisse mit den Reaktionen einer ähnlichen Anzahl von Kontrollpersonen mit gleichem Geschlecht, Alter und BMI zu vergleichen. Bei einem einstündigen ersten Treffen lernen die Studienteilnehmer unter der Aufsicht eines erfahrenen Trainingsphysiologen, Aerobic-Übungen (Laufband) und Widerstandstraining durchzuführen. Die Belastungsintensität wird durch direkte Messung von VO2max bestimmt. An einem anderen Tag wird vor und unmittelbar nach Abschluss des gleichen Trainingsprogramms eine Blutprobe entnommen. Blutproben werden zusätzlich zu Glukose, Wachstumshormon, Cortisol, Noradrenalin und Laktat auf Irisin, Interleukin-6, atriales natriuretisches Peptid, FGF-21 untersucht.

Die Forscher gehen davon aus, dass PWS-Teilnehmer im Vergleich zu normalen Kontrollpersonen schwächere humorale Reaktionen auf ähnliche Trainingsprogramme zeigen. Daten, die niedrigere Konzentrationen von Myokinen wie Irisin nach dem Training bei PWS zeigen, könnten darauf hindeuten, dass eine unzureichende Umwandlung von WAT in BAT-ähnliche Adipozyten im subkutanen Fettgewebe zu einer verringerten Thermogenese und einem ungewöhnlich niedrigen Energieverbrauch in dieser Population führt. Möglicherweise könnte die Entwicklung pharmakologischer Wirkstoffe, die Irisin oder andere Myokine nachahmen, indem sie UCP-1 aktivieren und WAT in BAT-ähnliche Adipozyten umwandeln, einen neuen Ansatz zur Gewichtskontrolle bei PWS-Individuen bieten.