Regulation humaner konjugierter und nicht-konjugierter Gallensäuren nach einer oralen Lipidbelastung : eine LC-MS/MS-basierte massenspektrometrische Analyse

Abstract

Die pleiotrope Funktion von Gallensäuren mit hormonähnlicher Wirkung im Stoffwechsel ist ein sehr innovatives, translationales und komplexes Thema.Mit der vorliegenden Studie konnte erstmals die Zeitkinetik von Gallensäuren, Triglyzeriden und FGF-19 im Serum bei gesunden Personen nach einer reinen Lipidaufnahme aufgezeigt werden. Sowohl die Gesamt-Gallensäuren, als auch die Taurin- und Glycin-konjugierten Gallensäuren werden sehr schnell bereits 2h nach ihrer Aufnahme systemisch hochreguliert. Dieser schnelle Anstieg der Gallensäuren geht dem Anstieg der Triglyzeride voraus (Abb. 11), der typischerweise zwischen 2h und 4h liegt. FGF-19 wird nach 4h hochreguliert. Eine positive, signifikante Korrelation konnte auch zwischen einigen Gallensäure-Spezies und FGF-19- Spiegeln gezeigt werden.Die essentielle Rolle von Gallensäuren in der enterohepatischen Zirkulation ist bekannt. Zukünftig gilt es, die exakten Signalwege der Gallensäuren, FGF-19 und FGF-21 im systemischen Kreislauf und in den peripheren Organen weiter aufzuklären. Genauso gilt es auf zellulärer Ebene zu untersuchen, ob postprandial hochregulierte Gallensäuren und FGF-19 die Aktivierung von Beta-Klotho regulieren. Dies könnte vor allem im metabolischen Kontext von großer Bedeutung sein.Ergänzend und basierend auf den Daten des klinischen Kollektivs erfolgten Stimulationsversuche in-vitro an Zellen der Linie 3T3-L1, um die Effekte einer Stimulation mit Gallensäuren auf Adipozyten auf zellulärer Ebene zu untersuchen. Die Stimulation reifer 3T3-L1-Adipozyten mit verschiedenen Gallensäurespezies hat signifikante und unterschiedliche Auswirkungen auf die Gen-Expressionsniveaus von Adipokinen- und Zytokinen, sowie auf die basale Lipolyserate. beta-TMCA zum Beispiel scheint zur Differenzierung von Fibroblasten zu Adipozyten beizutragen. In weiteren Untersuchungen werden die Gallensäure-Effekte auf die Gen- und Proteinexpression von Adipozyten-Differenzierungsmarkern analysiert.Durch Kombination der Ergebnisse der Korrelationsanalyse des Studienkollektivs und der Ergebnisse aus den Zellkulturexperimenten können neue Erkenntnisse über die Funktion und Regulation von Gallensäuren auf zellulärer sowie physiologischer Ebene gewonnen werden. Eine besondere Bedeutung kommt der differenzierten Betrachtung einzelner Gallensäurespezies zu, da es sich scheinbar nicht um Klasseneffekte handelt, sondern um spezifische Effekte einzelner Gallensäuren. The pleiotropic function of bile acids with hormone-like effects in the metabolism is a very exciting and complex topic.The present clinical study is the first to reveal the time kinetics of bile acids, triglycerides and FGF-19 in the serum of a healthy person after a pure lipid uptake. Total bile acids as well as taurine- and glycine- conjugated bile acids are systemically upregulated very quickly within 2h after their uptake. The rapid increase in bile acids precedes the increase in triglycerides (fig. 11), which usually is between 2h and 4h. FGF-19 is upregulated after 4h. A significant positive correlation between some bile acid species and FGF-19 mirrors could also be shown.The essential role of bile acids in enterohepatic circulation is well established. In the future, it will be important to further explain the exact signaling pathways of the bile acids and of FGF-19 and FGF-21 in the systemic circulation and in peripheral tissues. Furthermore, it should be analysed at the cellular level whether postprandial by upregulated bile acids and FGF-19 modulate the activation of beta-klotho. This could be especially important in a metabolic context.In addition, based on the the data of the clinical collective, experiments with the murine cell-line of 3T3-L1 adipocytes and preadipocytes were performed in order to investigate the effects of bile acids on adipocytes.The stimulation of mature 3T3-L1-adipocytes with different bile acid species has a significant and different effect on gene expression levels of adipokines and cytokines as well as on lipolysis. beta-TMCA for example seems to modulate the differentiation of fibroblasts into adipocytes. Bile acid effects on gene- and protein expression of adipocyte differentiation markers are planned to be analysed as part of further clinical studies.By combining the results of the clinical study collective and the results from cell culture experiments, new insights into function and regulation of bile acids at the cellular and physiological level can be gained. What is of particulary importance is a differentiated approach to single bile acid species since each bile acid might exerts specific effects