Wie das Hirn den Blutdruck kontrolliert Übergewicht und Bluthochdruck – verknüpft durch ein Hormon

Zu viele Pfunde gehen meist einher mit anderen Begleiterkrankungen wie Bluthochdruck. Nun haben Forscher vom Helmholtz Zentrum München einen Mechanismus beschrieben, wie Übergewicht und Bluthochdruck über ein Hormon zusammenhängen. Dabei spielen auch die Blutgefäße in einer bestimmten Hirnregion eine Rolle.

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München – Krankhaftes Übergewicht (Adipositas) ist eine Dauerbelastung für den Körper und die eigene Gesundheit. Mit dem Bauchumfang nimmt auch die Konzentration des Hormons Leptin zu, das im Fettgewebe produziert wird. Es ist an der Steuerung von Hunger- und Sättigungsgefühl beteiligt und spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Fettstoffwechsels von Menschen und Säugetieren. Wissenschaftler vermuten, dass ein erhöhter Spiegel des Hormons Leptin mit einem erhöhten Bluthochdruckrisiko in Verbindung steht, einer häufigen Begleiterscheinung von Adipositas.

Zudem haben Forscher in den vergangenen Jahren herausgefunden, dass bei einer hochkalorischen Ernährung die Dichte der Blutgefäße in der Gehirnregion Hypothalamus zunimmt. Inwieweit diese Verdichtung der Blutgefäße im Gehirn mit einem erhöhten Leptinspiegel im Blut – und damit einem hohen Körperfettanteil – zusammenhängt, war noch nicht geklärt.

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Hormon beeinflusst Blutgefäße im Gehirn

Eine Forschungsgruppe um Cristina García-Cáceres vom Helmholtz Zentrum München hat nun in adipösen Mäusen die Rolle des Leptins genauer untersucht. Bei der Studie fiel auf, dass die übergewichtigen Tiere genau dann keine Verdichtung der Blutgefäße im Hypothalamus ausbildeten, wenn ihnen das Hormon Leptin fehlte. Erhöhten die Forscher diesen Hormonspiegel, so kurbelten bestimmte Gehirnzellen (Astrozyten), die Produktion eines Wachstumsfaktors an. Dieser Wachstumsfaktor wiederum förderte das Wachstum der Blutgefäße. Das Ergebnis war eine erhöhte Anzahl der Gefäße im Hypothalamus (und keiner anderen Gehirnregion).

Damit wiesen die Wissenschaftler nach, dass Leptin für die Verdichtung der Gefäße im Hypothalamus hauptverantwortlich ist und dass dieser Prozess über die Astrozyten vermittelt wird. Verdichtete Blutgefäße im Gehirn tragen zum Bluthochdruck bei übergewichtigen Patienten bei.

Kontrollfaktor für Bluthochdruck

Mit der Studie liefern die Forscher einen wichtigen Beitrag zum Verständnis, wie der Hypothalamus den Blutdruck bei Adipositas kontrolliert. „Während sich die bisherige Forschung hauptsächlich auf Neuronen konzentrierte und Astrozyten in der Vergangenheit als weniger relevant galten, unterstreicht unsere Forschung die zusätzliche Rolle der Astrozyten bei der Kontrolle des Blutdrucks“ erklärt Erstautor Tim Gruber.

Eine wichtige Frage wird laut Studienleiterin García-Cáceres zukünftig sein, wie genau die Astrozyten mit den Neuronen kommunizieren. „Wir haben begonnen, diese Frage mithilfe von Echtzeitdarstellung der Aktivität in Astrozyten-Neuronen-Schaltkreisen im Hypothalamus über in-vivo-Mikroskopie zu beantworten“, sagt die Forscherin mit Blick in die Zukunft.

Originalpublikation: Gruber et al., 2021: Obesity-associated hyperleptinemia alters the gliovascular interface of the hypothalamus to promote hypertension. Cell Metabolism, Volume 33, Issue 6, 1 June 2021, Pages 1155-1170.e10; DOI: 10.1016/j.cmet.2021.04.007

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