Diabetologie und Stoffwechsel 2019; 14(S 01): S31
DOI: 10.1055/s-0039-1688196
Freie Vorträge
Nachwuchssymposium – Translation in der Diabetesforschung
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Das metabolische Hepatokin Fibroblast Growth Factor-21 (FGF21) wird durch hohe Proteinaufnahme durch eine Harnstoffsynthese-assoziierte Regulation in Leberzellen akut und chronisch herunterreguliert

U Haß
1   Deutsches Institut für Ernährungsforschung, KLE, Nuthetal, Germany
,
N Seebeck
2   German Center for Diabetes Research (DZD), DZD-DIfE, München-Neuherberg, Germany
,
M Markova
1   Deutsches Institut für Ernährungsforschung, KLE, Nuthetal, Germany
,
S Hornemann
3   DIfE, KLE, Nuthetal, Germany
,
M Schupp
4   Charité-Universitätsmedizin Berlin, Institute of Pharmacology, Berlin, Germany
,
S Heidenreich
4   Charité-Universitätsmedizin Berlin, Institute of Pharmacology, Berlin, Germany
,
O Ramich
3   DIfE, KLE, Nuthetal, Germany
,
AFH Pfeiffer
5   Universitätsklinikum Benjamin Franklin, Abteilung Endokrinologie, Berlin, Germany
› Author Affiliations
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Publication History

Publication Date:
07 May 2019 (online)

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Fragestellung:

FGF21 ist ein metabolisches Hormon und Hepatokin das durch Adipositas, Fettleber und Diabetes, aber auch Aminosäuredefizienz, durch metabolische Stress-Signalwege (eIF2a-GCN4-ATF4) und durch Zucker hochreguliert wird. Hohes FGF21 hemmt die Kohlenhydratpräferenz. Wir beobachteten eine FGF21-Herunterregulation durch proteinreiche Ernährung bei Diabetespatienten mit Fettleber (10.1053/j.gastro.2016.10.007), allerdings nach erheblicher Stoffwechselverbesserung die an sich FGF21 reduzieren kann. Wir untersuchten deshalb, ob FGF21 durch proteinreiche Ernährung direkt gehemmt wird.

Methodik:

Gesunde Probanden erhielten (n = 15/Gruppe) (a) isokalorische Nahrung mit 10, 15 oder 30 Energieprozent (EN%) Protein für 3 Tage, (b) einen Mahlzeitentest mit 28 g vs. 4 g Protein + 50 g Saccharose (c) 15 vs. 30 EN% Protein für jeweils 6 Wochen (n = 24).

Ergebnisse:

FGF21 wurde durch 10 EN% Protein in 3 Tagen gering hochreguliert und anschließend mit 15 vs. 30 EN% Protein auf 229.9 ± 30.0 pg/ml vs. 111.9 ± 20.1 pg/ml in 3 Tagen supprimiert (p < 0.001). Akute Kombination von Protein mit Saccharose supprimierte FGF21 signifikant nach 3h gegenüber Saccharose-induziertem Anstieg. Der 6-wöchige isokalorische Konsum von 15 vs. 30 EN% Protein senkte FGF21 160.3 ± 26.0 auf 60.6 ± 11.3 pg/ml bei 24 gesunden Probanden (p = 0.000018). Die Reduktion von FGF21 war mit den Harnstoffblutspiegeln eng korrelliert. In primären Maus-Hepatozyten oder HepG2 Zellen konnte FGF21mRNA durch Ammoniak oder Glutamat supprimiert werden.

Schlussfolgerung:

FGF21 wird durch hohe (30 EN%) vs. normale Proteingabe akut und dauerhaft gesenkt. Mechanistisch scheint die aminosäureinduzierte Harnstoffsynthese der Leber die FGF21-Produktion zu steuern. Dadurch könnte Kohlenhydratpräferenz gesteigert, die Ammoniumtoxizität vermieden und die proteindegradierende Autophagie reduziert werden, um „futile cycling“ von Aminosäuren zu vermeiden.