Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF1

Allgemeines

Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF1 (insulin-like growth factor) ist ein Signalmolekül, das zusammen mit seinem Rezeptor (IGF1R) bei der kindlichen Organenwicklung, Entzündungsvorgängen, Regenerationsprozessen, dem Schutz von Blutgefäßen und dem Krebswachstum eine Rolle spielt. IGF1 wird – auf Stimulation durch das Wachstumhormon (GH) – überwiegend in der Leber gebildet und an IGF-Bindungsproteine gebunden. Das Bindungsprotein IGFBP-1 wird durch Insulin reguliert. Im Blut wird IGF1 am IGF-Bindungsprotein (IGFBP-3) gebunden transportiert. Die Bindungsproteine haben selbst wieder weitere biologische Funktionen, so beispielsweise bei der Entstehung ener Leberfibrose ¹ und bei Gefäßneubildungen ². Daneben wird IGF1 bei Entzündungen auch lokal in Geweben und Organen gebildet. Die genetische Regulation der codierenden Gene für IGF1, seinen Rezeptoren und Transportproteine ist fein aufeinander abgestimmt. Eine Fehlregulation hat Auswirkungen auf Wachstums- und Regenerationsprozesse im Körper und auf das Krebsrisiko.

Eine Erhöhung von IGF1 tritt bei Entzündungsprozessen auf. Wenn Ursachen nicht eruierbar sind, kann eine IGF1-Resistenz oder eine Downregulation der IGF1-Genexpression vorliegen. Bei verschiedenen Erkrankungen wird eine Downregulation der IGF1-Genexpression beobachtet, so bei verschiedenen chronischen Nierenerkrankungen, darunter bei der diabetischen Nephropathie. Auch ist eine Reihe von genetischen Anomalien ist bereits bekannt, die mit einer verminderten Aktivität von IGF1 verbunden sind. ³

Einfluss auf das Blutgefäßsystem

Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF1 schützt die Endothelzellen (die zelluläre Innenauskleidung) der Blutgefäße vor einer entzündungsbedingten Schädigung durch oxidativen Stress. Er erweitert die Blutgefäße, was eine senkende Auswirkung auf den Blutdruck hat. ⁴ Während höhere IGF-1-Werte mit einer Blutdrucksenkung verbunden sind, führt ein Mangel zu einer Blutdruckerhöhung. ^{5 6}

Niedrige IGF-Spiegel sind bei älteren Menschen (wohl über die Blutdruckerhöhung) mit einem erhöhten Schlaganfallrisiko verbunden. ⁷

Rauchen wirkt sich negativ auf die Bildung von IGF-1 aus, was wiederum einen negativen Einfluss auf die Fähigkeit der Blutgefäße ausübt, sich zu regenerieren. ⁸

Speziell bei der rheumatoiden Arthritis von Frauen bewirkt die herabgesetzte Bildung von IGF1 eine Tendenz zu höherem Blutdruck und Herzkreislauferkrankungen. ⁹

Auch das metabolische Syndrom, erhöhter Taillenumfang und starkes Übergewicht (Adipositas) zeigen negative Assoziationen auf.  Die Verminderung der IGF-1-Konzentrationen sind bei Frauen stärker ausgeprägt als bei Männern. ¹⁰

IGF-1 fördert Zellteilungen in verschiedenen Geweben (mitogene Eigenschaft); und er hemmt den geordneten Zelltod (Apoptose) abnormer Zellen (antiapoptotische Eigenschaft). ¹¹

Einfluss auf Zellteilungsvorgänge

Mammakarzinom: Bei Milchdrüsengewebe wird ein erhöhter IGF-Spiegel mit der Förderung von Brustkrebs in Verbindung gebracht. ¹¹ Das Brustkrebsrisiko von Frauen im oberen Fünftel einer Studienkohorte war 28% höher als das im unteren Fünftel. ¹² Niedrige IGF1-Spiegel sind mit einer erhöhten Gewebsdichte bei der Mammographie leicht übergewichtiger postmenopausaler Frauen verbunden. ¹³ Bei schlankeren Frauen war das IGF-Bindungsprotein aussagekräftiger. ¹⁴

Prostatakarzinom: Bei der Prostata lagt das Krebsrisiko in einer Studienkohorte im oberen Viertel 2,6-fach höher als im unteren Viertel der IGF-1-Verteilungskurve. ¹⁵ Die Bedeutung von IGFBP3 scheint jedoch höher zu sein. ¹⁵

Darmkrebs: Am Darm lässt sich eine Assoziation von IGF-1 und der Bildung adenomatöser Polypen feststellen. ¹⁶ Ein Teil der Kolonkarzinome scheint unter dem autokrinen (dort gebildeten) Einfluss des IGF-1/IGF-1-R-Systems zu stehen. Eine Überexpression der IGF-1-Rezeptors steht offenbar im Zusammenhang mit der Zelltransformation und der Motilität der Tumorzellen. ¹⁷  Zudem hemmt der insulinartige Wachstumsfaktor 1 die Autophagie der Tumorzellen. An therapieresistenten Tumorzellen konnte gezeigt werden, dass die Apoptose (programmierter Zelltod) durch übersteigerte Autophagie gehemmt war. Die Autophagie wiederum wird durch IGF-1 gehemmt. In Experimenten wurde gezeigt, dass eine Unterdrückung der Autophagie durch IGF-1 dazu führt, dass Zellen eines Kolonkarzinoms wieder empfindlicher für programmierten Zelltod werden. Die Apoptose anregende Wirkung von IGF-1 kann für die Therapie spezieller Tumore, wie für die mit 5-Fluorouracil (5-FU), ausgenutzt werden. ¹⁸

Verweise

• Krebsentstehung
• Apoptose
• Autophagie
• Signalwege
• Blutdruck

Weiteres

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