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Begünstigt Kalzium Typ-2-Diabetes?

Pressemitteilung: Universität Leipzig

Kalzium als Entzündungsreiz

Wissenschaftler der Universitt Leipzig haben entdeckt, dass Kalzium Entzndungen antreibt. Ihre Fachverffentlichung in "nature communications" beschreibt den auslsenden Reiz durch frei lsliche Kalzium-Ionen und den molekularen Weg ber spezielle Rezeptoren. Die Arbeit hat Auswirkungen auf mehrere medizinische Fachgebiete und erffnet neue pharmakologische Anstze.

Das fr zahlreiche Prozesse im Krper wichtige Kalzium wird zu einem Entzndungsreiz, wenn es sich im Raum um die Zellen verstrkt ansammelt. Dieses extrazellulre Kalzium aktiviert das sogenannte Inflammasom, einen groen Proteinkomplex, der ein entscheidender Bestandteil des krpereigenen Immunsystems ist, weil er Entzndungsreaktionen steuert. Die Leipziger Arbeitsgruppe um Prof. Ulf Wagner und Dr. Manuela Rossol, Rheumatologen an der Universitt Leipzig, konnte jetzt das obere Ende des molekularen Weges beschreiben, dass Kalzium den Mechanismus anschaltet: Der Entzndungsweg wird ber zwei Rezeptoren ausgelst, die Kalzium erkennen.

Rezeptor GPRC6A

Der eine ist der seit langem bekannte klassische Kalzium-Rezeptor, der in die Nebenschilddrse gehrt. Dort wird der Kalziumspiegel gemessen und kontrolliert. Schon bei einer geringen Abweichung des Kalziumspiegels entstehen Probleme und systemische Effekte auf den Organismus. In der Folge reguliert er sofort gegen, deshalb ist es kaum mglich, an dieser sensiblen Systemstelle therapeutisch einzugreifen.

Der zweite (G-Protein-gekoppelte) Rezeptor mit wissenschaftlicher Bezeichnung "GPRC6A" ist eine Neuentdeckung im Zusammenhang mit der Entzndung. Er ist nicht an jeder Zelle vorhanden, auf jeden Fall aber auf den im Blut zirkulierenden Fresszellen (Monozyten). Nach Auffassung der Forscher ist dieser Rezeptor eher in einer lokalen Entzndungsreaktion von Bedeutung, so dass er sich hemmen lsst, ohne gleich den gesamten systemischen Kalziumhaushalt durcheinander zu bringen. Dadurch erffnen sich therapeutische Anstze, sagt Ulf Wagner: "Unser mittelfristiges Ziel ist es zusammen mit unserem Pharmakologen, Prof. Michael Schaefer, Hemmstoffe fr diesen Rezeptor zu suchen und zu entwickeln."

Wichtige Schutzreaktion mit gewissen "Nebenwirkungen"

Eine Entzndung, auch Inflammation genannt, ist im Organismus grundstzlich ein wichtiger Prozess zur Abwehr von Infektionen, der mglichst nicht gehemmt werden sollte. Aber auch fast alle Volkskrankheiten wie Diabetes und Rheuma sowie Gef- oder Tumorerkrankungen und sogar auch Adipositas und degenerative Gehirnerkrankungen, gehen mit einer Entzndung einher. "In der Rheumatologie und inneren Medizin haben wir es hufig nicht mit akuten Infektionen zu tun", so Wagner, "sondern mit chronischen Langzeiterkrankungen und dann ist die Entzndung fast immer schlecht. Deshalb wollen wir sie therapeutisch unterdrcken."

In der Folge von chronischen Entzndungen kommt es immer zu Kalkablagerungen, beispielsweise in Gefen oder im Fettgewebe, die auf radiologischen Bildern deutlich sichtbar sind. Die Forscher wussten, dass der freie Kalziumspiegel im Prozess irgendwann eine Rolle gespielt haben musste, allerdings war der Grund dafr bislang unbekannt. "Wir haben herausgefunden, das frei lsliche, biologisch aktive Kalzium-Ionen, also keine ausgefallenen Kalzium-Kristalle, ganz stark Entzndungen befrdern", erlutert Ulf Wagner den Forschungsansatz. "Das haben wir in verschiedenen Geweben untersucht. Extrazellulres Kalzium stimuliert die Zellen. Das war vorher nicht bekannt und ist eine ganz neue Erkenntnis."

In Zellen ist Kalzium in hoher Konzentration gespeichert. Ihr Tod, also das Absterben von Gewebe, setzt es in erhhtem Mae frei und befeuert so die Entzndung. Entscheidend ist allerdings nicht die Konzentration im gesamten Blut, sondern die lokale Konzentration im Gewebe. Sie steigt immer dann an, wenn Kalzium-Kristalle ausfallen. Auf dem Rntgenbild sichtbare Verkalkungen sind ausgefallene Kristalle. Sie sind Ausdruck davon, dass an dieser Stelle die Kalzium-Ionen-Konzentration erhht war und Entzndung stattgefunden hat. "Der von uns beschriebene Mechanismus kann die erhhten Kalzium-Werte mit dem Ausma der Entzndung in Verbindung bringen", so Wagner, "und beschreibt ein alle Fachgebiete betreffendes, allgemein gltiges Prinzip."

Hintergrundwissen

Im menschlichen Krper spielt Kalzium eine wichtige Rolle und ist mengenmig der am hufigsten vorkommende Mineralstoff. Der Groteil steckt in Zhnen und Knochen. Letztere dienen als Speicher, aus dem bei einem Mangelzustand nach Bedarf Kalzium gelst werden kann. In den Zellen ist das chemische Element an vielen Prozessen beteiligt, beispielsweise an der Zellteilung. Auerdem kann es Muskeln und Nerven erregen sowie Enzyme und Hormone aktivieren. Auerhalb der Zellen ist es unter anderem an der Blutgerinnung beteiligt und hlt die Zellmembran stabil. Kalzium wird regulr mit der Nahrung aufgenommen.

Prof. Christoph Baerwald, Leiter der Sektion Rheumatologie am Universittsklinikum Leipzig, sieht Kalzium-Pillen und Nahrungsergnzungsmittel mittlerweile kritisch. "Gerade in der Rheumatologie hat man in der Vergangenheit vielen Patienten zustzliches Kalzium verschrieben, um Knochenvernderungen aufzuhalten. Inzwischen haben zwei grere Studien jedoch gezeigt, dass bereits ein wenig erhhter Spiegel kardiovaskulre Vernderungen auslsen kann. Deshalb sollte man mit einer unkontrollierten Aufnahme vorsichtig sein. Eine zustzliche Einnahme sollte nur dann erfolgen, wenn man vorher den Spiegel bestimmt hat. Wenn der normal oder leicht erhht ist, sollte man nichts zustzlich einnehmen, sonst geraten die Aufnahmeprozesse durcheinander, was zu Nierensteinen oder Pseudogicht fhren kann", so der Experte.

Einschtzend ber die vorliegende Grundlagenforschung in seinem Team sagt Christoph Baerwald: "Es ist eine vllig neue Sicht, dass man mit Kalzium eine Entzndungsreaktion stimulieren kann und deshalb bei allen derartigen Reaktionen nach dem Kalzium schauen muss. Der weitere Aspekt, dass man ber G-Protein-gekoppelte Rezeptoren Entzndungen hemmen kann und somit eine pharmazeutische Eingriffsmglichkeit hat, ist auerdem ein vllig neues Feld und knnte einen groen Durchbruch bedeuten." An diesem Thema arbeiten mehrere Leipziger Forschergruppen.

Quelle: Fachverffentlichung in nature communications doi:10.1038/ncomms2339

zuletzt bearbeitet: 12.04.2013 nach oben

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