Das Melanin-konzentrierende Hormon ( MCH ), auch bekannt als Pro-Melanin-stimulierendes Hormon (PMCH) , ist ein zyklisches, aus 19 Aminosäuren bestehendes , orexigenes hypothalamisches Peptid, das ursprünglich aus der Hypophyse von Knochenfischen isoliert wurde , wo es die Hautpigmentierung steuert. [ 1 ] Bei Säugetieren ist es an der Regulation des Fressverhaltens, der Stimmung, des Schlaf-Wach-Rhythmus und des Energiehaushalts beteiligt. [ 2 ]

Struktur

MCH ist ein zyklisches Neuropeptid aus 19 Aminosäuren und kann als Neurotransmitter fungieren . MCH-Neuronen sind hauptsächlich im lateralen Hypothalamus , der Zona incerta und dem incerto-hypothalamischen Bereich konzentriert, finden sich aber auch in deutlich geringerer Anzahl in der paramedianen pontinen Formatio reticularis (PPRF), der medialen präoptischen Region, dem laterodorsalen Tegmentumkern und dem Tuberculum olfactorium . [ 3 ] [ 4 ] MCH wird durch Bindung an zwei G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, G-Protein- gekoppelte Rezeptoren , MCHR1 und MCHR2 ) aktiviert . [ 3 ] [ 1 ] MCHR2 wurde bisher nur in bestimmten Spezies wie Menschen, Hunden, Frettchen und Rhesusaffen nachgewiesen, während andere Säugetiere wie Nagetiere und Kaninchen diesen Rezeptor nicht besitzen. [ 1 ] MCH wird aus Präpro-MCH (ppMCH) abgespalten, einem Polypeptid aus 165 Aminosäuren, das auch die Neuropeptide GE und EI enthält. [ 3 ] [ 1 ]

Gewebeverteilung

MCH wurde auch in peripheren Strukturen außerhalb des Gehirns nachgewiesen. Sowohl Milz als auch Thymus zeigten in mehreren Studien signifikante MCH-Konzentrationen bei Säugetieren. Auch der Blutkreislauf transportiert MCH im Körper von Säugetieren, allerdings in sehr geringen Mengen beim Menschen.

MCH findet sich im laterodorsalen Tegmentumkern ausschließlich im Gehirn weiblicher Ratten. [ 3 ] Auch im medialen präoptischen Bereich und im paraventrikulären Hypothalamuskern wurde MCH während der Laktation nur nachgewiesen. [ 3 ]

Aktivierung und Deaktivierung

MCH-Neuronen depolarisieren als Reaktion auf hohe Glukosekonzentrationen. [ 5 ] Dieser Mechanismus scheint damit zusammenzuhängen, dass Glukose als Reaktant zur ATP- Bildung dient , was ebenfalls zur Depolarisation der MCH-Neuronen führt. [ 5 ] Der Neurotransmitter Glutamat bewirkt ebenfalls eine Depolarisation der MCH-Neuronen, während ein anderer Neurotransmitter, GABA , eine Hyperpolarisation der MCH-Neuronen bewirkt . [ 5 ] Orexin depolarisiert MCH-Neuronen ebenfalls. [ 5 ] MCH scheint eine hemmende Wirkung auf MCH-Neuronen zu haben, führt aber nicht zu einer Hyperpolarisation der Neuronen. [ 5 ] Noradrenalin und Acetylcholin wirken hemmend auf MCH-Neuronen . [ 5 ] MCH-Neuronen hyperpolarisieren als Reaktion auf Serotonin . [ 5 ] Cannabinoide wirken erregend auf MCH-Neuronen. [ 5 ]

Einige Untersuchungen haben gezeigt, dass Dopamin eine hemmende Wirkung auf MCH-Neuronen hat, aber weitere Forschung ist erforderlich, um diese Wechselwirkung vollständig zu charakterisieren. [ 5 ]

Funktion

Schlafen

MCH und das Hormon Orexin stehen in einem antagonistischen Verhältnis zueinander im Hinblick auf den Schlaf-Wach-Rhythmus. Orexin ist fast ausschließlich während der Wachphasen aktiv, während MCH vorwiegend während der Schlafphasen aktiv ist. [ 3 ] [ 1 ] MCH fördert zudem den Schlaf, und innerhalb einer Schlafphase scheinen erhöhte MCH-Werte die Dauer des REM-Schlafs und des Tiefschlafs zu verlängern. [ 3 ] Erhöhte MCH-Werte können auch die Dauer sowohl des REM- als auch des NREM-Schlafs erhöhen, was wiederum die Gesamtschlafdauer verlängert. [ 3 ] Erhöhte Zuckerwerte fördern die MCH - Produktion und verstärken deren Wirkung auf den Schlaf und die Energieeinsparung. [ 1 ]

Mütterliches Verhalten

Man geht davon aus, dass das Vorhandensein von MCH an bestimmten Stellen ausschließlich während der Stillzeit dazu beiträgt, mütterliches Verhalten bei Individuen zu fördern. [ 3 ]

Essverhalten und Energieeinsparung

Eine erhöhte MCH-Konzentration kann zu gesteigerter Nahrungsaufnahme führen und wurde mit einer Zunahme der Körpermasse in Verbindung gebracht. [ 6 ] Umgekehrt kann eine verringerte MCH-Konzentration die Nahrungsaufnahme reduzieren. [ 6 ] Erhöhte MCH-Werte, unter anderem in den Riechregionen, wurden auch mit einer erhöhten Aufnahme fettreicher und kalorienreicher Lebensmittel in Verbindung gebracht. [ 6 ] [ 1 ] Auch schmackhafte Lebensmittel scheinen die MCH-Produktion anzuregen, was wiederum den Verzehr dieser Lebensmittel verstärkt. [ 1 ] Zucker, insbesondere Glukose, scheint die Rolle von MCH bei Schlaf und Energiespeicherung zu fördern. [ 1 ] Diese Förderung der Energiespeicherung wurde auch mit einer höheren Körpermasse in Verbindung gebracht, selbst bei kontrollierter Ernährung. [ 1 ]

Reproduktion

Es wird angenommen, dass MCH die Freisetzung des luteinisierenden Hormons (LH) moduliert, entweder durch direkte Wirkung auf die Hypophyse oder indirekt durch Beeinflussung des Gonadotropin-Releasing-Hormons (GnRH) im Hypothalamus. [ 6 ] Östrogen scheint für die Wirkung von MCH auf die Reproduktion notwendig zu sein. [ 6 ]

Hautpigmentierung

Obwohl MCH ursprünglich aufgrund seiner Rolle bei der Bestimmung des Pigmentierungsgrades von Fischen entdeckt wurde, gestaltete sich die Aufklärung seiner Funktion bei der Hautpigmentierung von Säugetieren deutlich schwieriger. [ 7 ] MCHR1 wurde jedoch in menschlichen Melanozyten und einigen Melanomzellen nachgewiesen, sodass MCH sowohl an diese Zellen als auch an Keratinozyten binden kann , obwohl diese MCHR1 nicht exprimieren. [ 7 ] In Melanozyten scheint MCH eine antagonistische Beziehung zu α-MSH aufzuweisen und die Melaninproduktion zu verringern. [ 7 ] Um den Zusammenhang zwischen MCH und der Hautpigmentierung bei Säugetieren vollständig zu verstehen, sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich.

Klinische Bedeutung

Narkolepsie

Obwohl MCH den Schlaf fördert, gibt es keine Forschungsergebnisse, die MCH mit Narkolepsie in Verbindung bringen. [ 1 ] Studien haben stattdessen gezeigt, dass bei Menschen mit Narkolepsie die Anzahl der Orexin-Neuronen abnimmt, was die Wachheit fördern würde, während die Anzahl der MCH-Neuronen sich nicht von der durchschnittlichen Anzahl nicht-narkoleptischer Personen unterscheidet. [ 1 ]

Depression und Angst

MCH wird mit Depressionen und Angstzuständen in Verbindung gebracht. [ 1 ] [ 7 ] MCHR1-Antagonisten wirken nachweislich als Antidepressiva. [ 1 ]

Anorexie

Wechselwirkungen zwischen MCH und Chemokinen / Zytokinen , die zu einer allgemeinen Verringerung der MCH-Freisetzung und der neuronalen Erregbarkeit führen, wurden mit infektionsbedingter Anorexie in Verbindung gebracht . [ 5 ] Chemokine und Zytokine treten häufig als Folge von Entzündungen oder Infektionen auf und können dann MCH-Neuronen schädigen, was bei einem Individuum zu Anorexie führen kann. [ 5 ]

Hautkrebs

MCH wurde sowohl in Melanom- als auch in Plattenepithelkarzinom- Zelllinien nachgewiesen. [ 7 ] Pro-MCH, eine Vorstufe von MCH, konnte jedoch weder in Melanozyten noch in Keratinozyten oder Fibroblasten gefunden werden. Dies könnte darauf hindeuten, dass MCH im Rahmen der Immunantwort durch Makrophagen in diese Zellen transportiert wird. [ 7 ] Weitere Forschung ist erforderlich, um den Zusammenhang zwischen MCH und möglichen Immunreaktionen in der Haut vollständig zu klären und zu verstehen.

Geschichte

MCH wurde ursprünglich in Knochenfischen entdeckt; es stellte sich heraus, dass es zur Bestimmung der Hautfarbe der Fische beiträgt. [ 6 ] [ 1 ] Später wurde eine Säugetiervariante von MCH in Ratten entdeckt, wobei die meisten Funktionen und Lokalisationen über alle Säugetierarten hinweg konserviert sind. [ 6 ] [ 1 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. Barson JR , Morganstern I , Leibowitz SF (2013). „ Komplementäre Rollen von Orexin und Melanin-konzentrierendem Hormon im Fressverhalten “ . International Journal of Endocrinology . 2013 983964. doi : 10.1155 / 2013 / 983964 . PMC 3727095. PMID 23935621 .  
  2. ^ Verret L, Goutagny R, Fort P, Cagnon L, Salvert D, Léger L, Boissard R, Salin P, Peyron C, Luppi PH (September 2003). „Eine Rolle melaninkonzentrierender Hormone produzierender Neuronen bei der zentralen Regulierung des paradoxen Schlafs“ . BMC Neurowissenschaften . 4 (19): 19. doi : 10.1186/1471-2202-4-19 . PMC 201018 . PMID 12964948 .  
  3. Ferreira JG , Bittencourt JC , Adamantidis A (Juni 2017). „ Melanin - konzentrierendes Hormon und Schlaf“ . Current Opinion in Neurobiology . 44 : 152–158 . doi : 10.1016 / j.conb.2017.04.008 . PMID 28527391. S2CID 3644658 .  
  4. ^ Bittencourt JC (Juni 2011). „Anatomische Organisation der Melanin-konzentrierenden Hormon-Peptidfamilie im Säugetiergehirn“. General and Comparative Endocrinology . 172 (2): 185–97 . doi : 10.1016/j.ygcen.2011.03.028 . PMID 21463631 . 
  5. Guyon A, Conductier G, Rovere C, Enfissi A, Nahon JL (November 2009). „Melanin-konzentrierendes Hormon produzierende Neuronen : Aktivitäten und Modulationen “ . Peptides . 30 ( 11 ) : 2031–9 . doi : 10.1016 / j.peptides.2009.05.028 . PMID 19524001. S2CID 25313032 .  
  6. Naufahu J, Cunliffe AD, Murray JF (November 2013). „ Die Rolle des Melanin-konzentrierenden Hormons im Energiehaushalt und in der Reproduktionsfunktion: Besteht ein Zusammenhang?“ Reproduction. 146 ( 5 ) : R141-50. doi : 10.1530 / REP-12-0385 . PMID 23884861 . 
  7. Kemp EH, Weetman AP ( November 2009). „ Melanin - konzentrierendes Hormon und Melanin - konzentrierende Hormonrezeptoren in der Physiopathologie der Säugetierhaut“. Peptides . 30 ( 11 ) : 2071–5 . doi : 10.1016/j.peptides.2009.04.025 . PMID 19442695. S2CID 10189765 .