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Nachwachsende Leber

Wundersames Organ: Warum sich unsere Leber so gut regeneriert

| Autor / Redakteur: Christina A. Becker* / Dr. Ilka Ottleben

Die Leber ist das einzige Organ, das seine Zellmasse innerhalb weniger Wochen komplett regenerieren kann, wenn mehr als die Hälfte des Organs entfernt worden ist.
Die Leber ist das einzige Organ, das seine Zellmasse innerhalb weniger Wochen komplett regenerieren kann, wenn mehr als die Hälfte des Organs entfernt worden ist. (Bild: ©magicmine - stock.adobe.com)

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Die Leber ist eines unserer wichtigsten Organe und besitzt eine erstaunliche Regenerationsfähigkeit. Die Ursache für diese Fähigkeit ist bislang unzureichend verstanden. Nun konnte Forscher erstmals zeigen: Erhöht sich der Blutfluss, wächst die Leber. Die Ergebnisse könnten künftig auch für das Verständnis und die Behandlung von Fettlebererkrankungen bei Adipositas und Diabetes von Bedeutung sein.

Düsseldorf – Die Leber ist eines der wichtigsten Organe des Menschen. Zum einen ist sie für den Stoffwechsel, die Entgiftung des Blutes und für ein funktionierendes Immunsystem unverzichtbar. Zum anderen ist die Leber das einzige Organ, das die Eigenschaft hat, seine Zellmasse innerhalb von wenigen Wochen komplett zu regenerieren, wenn mehr als die Hälfte des Organs entfernt worden ist.

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 974 konnten Wissenschaftler aus dem Deutschen Diabetes-Zentrum (DDZ), Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung an der Heinrich-Heine-Universität (HHU) Düsseldorf um Prof. Eckhard Lammert, zusammen mit Wissenschaftlern der HHU und des Universitätsklinikums Düsseldorf (UKD) nun erstmals zeigen, dass es der erhöhte Blutfluss und die mechanische Erweiterung der Blutgefäße der Leber sind, durch die die Leber Signale zum Wachstum erhält. Die Signale kommen von den Zellen der Blutgefäße, die auf die mechanische Stimulation reagieren. Die Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe von „Nature“ veröffentlicht. Die Publikation geht auf die 2001 publizierte Erkenntnis zurück, dass Blutgefäße Organe in ihrer Funktion und ihrem Wachstum beeinflussen (Lammert et al., Science 2001).

Wichtiger Auslöser für Organwachstum der Leber identifiziert

„In unserer Studie an der Leber und ihren Blutgefäßen haben wir einen wichtigen Auslöser für Organwachstum identifiziert. Erstmals konnten wir zeigen, dass der Blutfluss und die Erweiterung von Blutgefäßen (auch Vasodilatation genannt) wachstumsfördernde Signale freisetzen“, erklärt Prof. Dr. Eckhard Lammert, Direktor des Instituts für Betazellbiologie am Deutschen Diabetes-Zentrum (DDZ) und Leiter des Instituts für Stoffwechselphysiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.

„Diese spannenden Ergebnisse könnten zukünftig auch für das Verständnis und die Behandlung von Fettlebererkrankungen bei Adipositas und Diabetes Bedeutung erlangen“, ergänzt Prof. Michael Roden, Wissenschaftlicher Geschäftsführer und Vorstand des Deutschen Diabetes-Zentrums und Direktor der Klinik für Endokrinologie und Diabetologie am Universitätsklinikum Düsseldorf. „Die Untersuchungsergebnisse sind von großer Bedeutung für das Verständnis der komplexen Vorgänge bei Leberregeneration und ihrer Störungen", betont Prof. Dieter Häussinger, Direktor der Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Infektiologie am Universitätsklinikum Düsseldorf und Sprecher des Sonderforschungsbereichs 974.

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Die Leber wächst – aber hört auch wieder auf zu wachsen

Konkret konnten die Wissenschaftler zeigen, dass ein verstärkter Blutfluss durch die Leber dazu führt, dass mehr Wachstumssignale freigesetzt und aktiviert werden. Eines dieser Signale ist der Hepatocyte Growth Factor (HGF), der für das Wachstum und das Überleben der Leberzellen besonders wichtig ist. Die Endothelzellen der Blutgefäße erkennen den verstärkten Blutfluss durch die Leber mit Hilfe von so genannten Integrinen. Dies sind Zelloberflächenproteine, die die extrazelluläre Matrix mit dem Zytoskelett verbinden und in der Lage sind, andere Rezeptoren, wie z. B. den Vascular Endothelial Growth Factor Receptor-3 (VEGFR3), zu aktivieren. Die Aktivierung des β1-Integrins (einer Untereinheit der Integrine) durch den verstärkten Blutfluss führt in Endothelzellen dazu, dass VEGFR3 aktiviert wird und Wachstumsfaktoren, wie z. B. das HGF, aktiviert und freigesetzt werden. Letztere induzieren das Wachstum der Leber.

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21.02.17 - Auch wenn Menschen (noch) nicht übergewichtig oder an Typ-2-Diabetes erkrankt sind, kann sich fettreiche Kost offenbar bereits negativ auswirken und den Weg zu Fettleber- und Diabetes-Erkrankungen ebnen. Denn offenbar reagiert der Körper auch gesunder Menschen bereits sehr früh und direkt: Bereits eine einzige fettreiche Mahlzeit kann den Leber-Stoffwechsel beeinflussen, so eine neue Studie. lesen

Sobald die Leber zu ihrer normalen Größe herangewachsen ist und auch neue Blutgefäße entstanden sind, fließt pro Endothelzelle wieder eine normale Menge an Blut durch die Leber. Diese normale mechanische Stimulierung der Endothelzellen könnte erklären, warum die Leber aufhört zu wachsen. Die Wissenschaftler postulieren, dass durch diesen molekularen Mechanismus die Leber wächst, sobald ihre Organgröße reduziert ist und dann mit dem Wachstum aufhört, wenn diese wieder hergestellt ist.

Originalpublikation: Lorenz L, Axnick J, Buschmann T, Henning C, Urner S, Fang S, Nurmi H, Eichhorst N, Holtmeier R, Bódis K, Hwang JH, Müssig K, Eberhard D, Stypmann J, Kuss O, Roden M, Alitalo K, Häussinger D, Lammert E. Mechanosensing by β1 integrin induces angiocrine signals for liver growth and survival. Nature. 2018 Sep 26. doi: 10.1038/s41586-018-0522-3. [Epub ahead of print] Advance Online Publication (AOP) on http://www.nature.com/nature

* C. A. Becker: Deutsches Diabetes-Zentrum (DDZ) Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 40225 Düsseldorf

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