Translationale Ernährungsmedizin

Adipositas ist eine chronische Entzündungskrankheit. Die im Fettgewebe ansässigen Adipozyten sind zwar wichtige Regulatoren für die Gesundheit des Stoffwechsels. Sie rekrutieren aber auch aktiv professionelle Immunzellen mit Chemokinen, wenn sie gestresst sind. Interessanterweise ist die Entzündung des weißen Fettgewebes nicht nur für die Entwicklung gesunder Fettzellen erforderlich, sondern trägt auch zu deren Fehlfunktion bei Adipositas bei. Unser Ziel ist es, die molekularen Mechanismen der Adipozytengesundheit zu definieren, die die Art der Fettgewebsentzündung und die damit verbundenen systemischen Pathologien wie Diabetes und Atherosklerose steuern.

Das Herz ist ein faszinierendes und dynamisches Organ, das für den Menschen lebenswichtig ist. Seine metabolische Flexibilität ist jedoch bei vielen kritischen medizinischen Zuständen wie Kardiohypertrophie, Herzinsuffizienz und während eines Myokardinfarkts beeinträchtigt. Sowohl physiologische Veränderungen der Herzfrequenz als auch der sehr spezielle Zustand einer Herzerkrankung erfordern besondere Anpassungsmechanismen. Wie bei anderen Stoffwechselkrankheiten ist auch bei Herzerkrankungen eine starke Entzündungskomponente vorhanden, sowohl bei der gesunden als auch bei der maladaptiven Regeneration und Vernarbung des Gewebes. Ziel ist es, die molekulare Anpassung eines trainierten Herzens an ein dysfunktionales Herz zu verstehen, insbesondere nach einem Herzinfarkt. Ein detailliertes molekulares Verständnis der Interaktion zwischen Kardiomyozyten und Immunzellen wäre für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien zur Behandlung von Myokardinfarkten von großer Bedeutung.

Neben dem Alter und der genetischen Veranlagung sind körperliche Aktivität und Bewegung die wichtigsten Faktoren für die Aufrechterhaltung eines gesunden Stoffwechsels während des gesamten Lebens. Auch als therapeutische Lebensstilmaßnahme haben Bewegung oder leichte körperliche Aktivität positive Auswirkungen auf die kardiometabolische Gesundheit. Überraschenderweise wissen wir nur sehr wenig darüber, wie Skelettmuskelzellen die Veränderung des Stoffwechsels beim Übergang von sitzender Tätigkeit zu körperlicher Aktivität steuern, und dieses Wissen wäre entscheidend für die Entwicklung molekularer Therapien zur Unterstützung von Änderungen des Lebensstils oder umgekehrt. Paradoxerweise kommt es bei anderen schweren Myopathien wie Muskelschwund bei immobilen Personen oder Krebskachexie zu ähnlichen Stoffwechselveränderungen wie bei körperlicher Betätigung. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind jedoch unbekannt. Unser Ziel ist es, neue Regulatoren für die Anpassung von Skelettmuskelzellen zu identifizieren und zu untersuchen, wie diese mit körperlicher Aktivität und Stoffwechselkrankheiten zusammenhängen.

Braunes Fettgewebe verbrennt aktiv Energie und spielt eine zentrale Rolle im Energiestoffwechsel. Thermogene Adipozyten sind eine bemerkenswerte Art von Stoffwechselzellen. Diese UCP1-exprimierenden Zellen werden durch Kälte aktiviert und verwenden energiereiche Nährstoffe wie Fettsäuren und Kohlenhydrate zur Erzeugung von Wärme, um die Homöostase der Körpertemperatur zu erhalten. Die Aktivierung der thermogenen Adipozyten verbessert nachweislich die Stoffwechselgesundheit bei normalen Nagetieren, präklinischen Tiermodellen für Stoffwechselkrankheiten und Menschen. Ziel ist es zu verstehen, wie thermogene Adipozyten ihren Stoffwechsel an die extremen Herausforderungen eines hohen Stoffwechselflusses, einer hohen oxidativen Aktivität sowie der Synthese neuer Organellen und des zellulären Strukturumbaus anpassen.