Ghrelin

Ghrelin (Akronym, englisch Growth Hormone Release Inducing „Wachstumshormonfreisetzung einleitend“) ist ein appetitanregendes Peptid, das in der Magenschleimhaut und der Bauchspeicheldrüse produziert wird. Neben der Appetitanregung hat das Hormon eine Reihe anderer Wirkungen.

Ghrelin
Ghrelin
Preproghrelin mit Ghrelin (grün) nach PDB 1P7X
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 28 aa; 3,24 kD
Präkursor Preproghrelin
Isoformen des-Gln14-Ghrelin
Bezeichner
Gen-Namen GHRL ; MTLRP; Ghrelin-28
Externe IDs
Vorkommen
Homologie-Familie Hovergen
Übergeordnetes Taxon Euteleostomi
Orthologe
Mensch Maus
Entrez 51738 58991
Ensembl ENSG00000157017 ENSMUSG00000064177
UniProt Q9UBU3 Q9EQX0
Refseq (mRNA) NM_016362 NM_021488
Refseq (Protein) NP_057446 NP_067463
Genlocus Chr 3: 10.3 – 10.31 Mb Chr 6: 113.68 – 113.69 Mb
PubMed-Suche 51738 58991

Bildung

Ghrelin wird vor allem in den Belegzellen im Epithel des Magenfundus, aber auch von den ε-Zellen der Bauchspeicheldrüse produziert sowie in einer Vorstufe im Hypothalamus und der Hypophyse und durch Abspaltung einiger Aminosäuren in die aktive Form übergeführt.

Struktur

Ghrelin ist ein Peptidhormon, bestehend aus 28 Aminosäuren, welches durch posttranslationale Modifikation aus dem Präkursor-Protein Preproghrelin (117 Aminosäuren) gebildet wird. Gleichzeitig entsteht ein Molekül Obestatin.[1] Die dritte Aminosäure Serin des Ghrelins ist mit Octansäure verestert. Diese Modifikation ist essentiell für die Wirkung des Hormons. Die Molekülmasse des Präkursor beträgt 12,91 kDa, die des Ghrelin 3,24 kDa.

Physiologie

Ghrelin ist ein Hormon, das die Nahrungsaufnahme und die Sekretion von Wachstumshormon reguliert. In Hungerphasen steigt der Ghrelinspiegel im Blut an, nach dem Essen sinkt er ab. Schlafmangel induziert erhöhte Ghrelin-Ausschüttung und trägt auf diese Weise vermutlich zur Entwicklung von Adipositas bei.[2]

Weitere Hormone, die das Hunger- bzw. Sättigungsgefühl steuern, sind Leptin, Orexin und Cortisol.[3]

Wirkungen

Hunger

Im Experiment erhöhen Ghrelin-Infusionen die Nahrungsaufnahme. Im Fastenzustand ist die Ghrelinausschüttung erhöht, nach dem Essen sinkt der Ghrelinspiegel ab.

Es stimuliert im Hypothalamus die Sekretion von Neuropeptid Y, von dem bekannt ist, dass es die Nahrungsaufnahme steigert, sowie von Agouti-related Peptide Hormone (AGRP) im Nucleus arcuatus.

Auch die meisten Arten der Vögel verfügen über ein funktionstüchtiges Gen (GHRL), das für Ghrelin codiert, jedoch hemmt Ghrelin bei Vögeln die Nahrungsaufnahme. In einer Studie wurde 2015 zusätzlich nachgewiesen, dass bei Würgfalken und Wanderfalken das „Ghrelin-Gen“ funktionsuntüchtig ist; dies sorge dafür, dass bei diesen Arten das Jagd- und Fütterungsverhalten gesteigert werde.[4]

Milderung von Depressionen

Darüber hinaus wirkt Ghrelin im Mausversuch beruhigend. Eine Studie aus dem Jahr 2008 deutet auf die antidepressive Wirkung von Ghrelin hin, und beleuchtet die Frage, warum chronischer Stress und Depressionen zu Übergewicht führen können.[5][6]

Zusammenhang mit Alkoholabhängigkeit

Die Hypothese, dass Ghrelin bei der Entstehung von Alkoholabhängigkeit mitverantwortlich ist, wurde zumindest im Mausversuch bestätigt.[7]

Wachstumshormon

Ghrelin ist ein endogener Ligand für einen Rezeptor, der die Abgabe von Wachstumshormon in der Hypophyse reguliert. An speziellen Zellen des Hypophysenvorderlappens (azidophile Zellen) bindet es an den GHS-Rezeptor (Growth Hormone Secretagogue Receptor) und regt so die Freisetzung von Wachstumshormon an.[8]

Pathophysiologie

Das seltene Prader-Willi-Syndrom zeigt teilweise massiv erhöhte Ghrelin-Werte. Es ist durch ein fehlendes Sättigungsgefühl charakterisiert.

Literatur
  • Cummings DE, Weigle DS, Frayo RS, et al.: Plasma ghrelin levels after diet-induced weight loss or gastric bypass surgery. In: N. Engl. J. Med. 346. Jahrgang, Nr. 21, Mai 2002, S. 1623–30, doi:10.1056/NEJMoa012908, PMID 12023994.
  • Garcia JM, Garcia-Touza M, Hijazi RA, et al.: Active ghrelin levels and active to total ghrelin ratio in cancer-induced cachexia. In: J. Clin. Endocrinol. Metab. 90. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2005, S. 2920–6, doi:10.1210/jc.2004-1788, PMID 15713718.
  • Zhang JV, Ren PG, Avsian-Kretchmer O, et al.: Obestatin, a peptide encoded by the ghrelin gene, opposes ghrelin's effects on food intake. In: Science. 310. Jahrgang, Nr. 5750, November 2005, S. 996–9, doi:10.1126/science.1117255, PMID 16284174.

Einzelnachweise
  1. UniProt Q9UBU3
  2. Yildiz BO, Suchard MA, Wong ML, McCann SM, Licinio J: Alterations in the dynamics of circulating ghrelin, adiponectin, and leptin in human obesity. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101. Jahrgang, Nr. 28, Juli 2004, S. 10434–9, doi:10.1073/pnas.0403465101, PMID 15231997, PMC 478601 (freier Volltext).
  3. Eintrag zu Leptin im Flexikon, einem Wiki der Firma DocCheck, abgerufen am 26. November 2015.
  4. Inge Seim, Penny L. Jeffery, Adrian C. Herington und Lisa K. Chopin: Comparative analysis reveals loss of the appetite-regulating peptide hormone ghrelin in falcons. In: General and comparative endocrinology. Band 216, 2015, S. 98–102, doi:10.1016/j.ygcen.2014.11.016, PMID 25500363.
  5. Hungerhormon vertreibt Angst und Depressionen -macht aber dick (Memento des Originals vom 13. Mai 2009 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.aerzteblatt.de aerzteblatt.de
  6. Michael Lutter, Ichiro Sakata, Sherri Osborne-Lawrence, Sherry A Rovinsky, Jason G Anderson, Saendy Jung, Shari Birnbaum, Masashi Yanagisawa, Joel K Elmquist, Eric J Nestler, Jeffrey M Zigman: The orexigenic hormone ghrelin defends against depressive symptoms of chronic stress. In: Nature Neuroscience. 11, 2008, S. 752–753, doi:10.1038/nn.2139.
  7. Elisabet Jerlhag, Emil Egecioglu, Sara Landgren, Nicolas Salomé, Markus Heilig, Diederik Moechars, Rakesh Datta, Daniel Perrissoud, Suzanne L. Dickson, Jörgen A. Engel: Requirement of central ghrelin signaling for alcohol reward. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106. Jahrgang, Nr. 27, Juli 2009, S. 11318–5, doi:10.1073/pnas.0812809106 (pnas.org [PDF]).
  8. Kojima M, Hosoda H, Date Y, Nakazato M, Matsuo H, Kangawa K: Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from stomach. In: Nature. 402. Jahrgang, Nr. 6762, Dezember 1999, S. 656–660, doi:10.1038/45230, PMID 10604470. (Entdeckung und erste Veröffentlichung über das Ghrelin).
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