Stoffwechsel-Käfigsystem

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 454765876

Das gestörte Gleichgewicht des Stoffwechsels ist kausal an der Entstehung von chronisch entzündlichen Erkrankungen wie Atherosklerose, Diabetes, nichtalkoholischer Steatohepatitis (NASH), entzündlichen Erkrankungen des Darms und des Knochens sowie verschiedener Tumoren beteiligt. Aktuelle epidemiologische Studien zeigen, dass mittlerweile mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung übergewichtig ist, wobei insbesondere die hohe Anzahl adipöser Kinder besorgniserregend ist. Die ökonomischen Folgen dieser Entwicklung sind bislang nicht absehbar, so dass dringend neue wissenschaftlich basierte Strategien zur Behandlung von Übergewichts-bedingten Erkrankungen notwendig sind. Bei einer positiven Energiebilanz werden überschüssige Kalorien als Lipide im weißen Fettgewebe gespeichert. Die energieverbrauchenden braunen und beigen Fettzellen bilden dagegen das sogenannte thermogene Fettgewebe. Dieses wird bei kalter Umgebung aktiviert, um Menschen und andere Säugetiere vor Absinken der Körpertemperatur zu schützen. Zusätzlich besitzen thermogene Fettzellen das Potential, Fettleibigkeit und metabolischen Erkrankungen entgegenzuwirken. Die Aktivität dieser thermogenen Fettzellen auch im Zusammenhang mit Immunzellen, der Prozessierung von Nahrungsstoffen im Darm, sportlicher Aktivität sowie der Regulation durch das Nervensystem kann mit Hilfe der indirekten Kalorimetrie bestimmt werden. Bei diesem nicht-invasiven Verfahren kann die metabolische Aktivität durch die sehr genaue Messung des Sauerstoffverbrauchs und der Kohlendioxidproduktion, der Körpertemperatur und der Aktivität im Tages- und Nachtprofil bei verschiedenen Umgebungstemperaturen in Mäusen bestimmt werden. Neue Systeme zur Bestimmung dieser Parameter ermöglichen eine deutlich höhere Sensitivität und Auflösung, so dass auch Veränderungen dieser elementaren Stoffwechselparameter z.B. bei entzündlichen Veränderungen oder Erkrankungen des Skelettsystems detektiert werden können. Mit Hilfe des beantragten Systems werden somit Organ-übergreifende systematische Analysen an der Schnittstelle zwischen Stoffwechsel und Entzündung ermöglicht, um die Bedeutung metabolischer Veränderungen bei verschiedenen Umgebungstemperaturen und Diäten für die Entstehung chronisch-entzündlicher Erkrankungen im Fettgewebe, Leber, Knochen, Zentralen Nervensystem und Darm besser zu verstehen. Die Untersuchungen werden von vier verschiedenen Arbeitsgruppen im Rahmen von DFG-geförderten Einzel- und Verbundprojekten am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf durchgeführt. Das System zur Indirekten Kalorimetrie würde somit den ausgewiesenen UKE-Forschungsschwerpunkt Immunologie, Immunität, Infektion (C3i) unterstützen, wobei geplant ist, dass die antragsstellende Person die Technologie auch für weitere Forschungsgruppen im Rahmen einer Core-Facility anbietet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Stoffwechsel-Käfigsystem
• Gerätegruppe: 9910 Tierställe, Terrarien, Aquarien, Vogelkäfige
• Antragstellende Institution: Universität Hamburg
• Leiter: Professor Dr. Jörg Heeren