Wirkungen von Östradiol und Progesteron auf den hepatischen Phosphatidylcholin-Metabolismus der neonatalen Ratte - Untersuchungen mit stabiler Isotopenmarkierung und Tandem-Massenspektrometrie

Abstract

Hintergrund: Das fetale Wachstum erfordert hohe Mengen an Cholin, Arachidonsäure (C20:4) und Docosahexaensäure (C22:6) für die Synthese von Membranphospholipiden wie Phosphatidylcholin (PC), ohne die Parenchym-wachstum nicht möglich ist. Zusätzlich ist Cholin wichtigster Methylgruppendonor für die epigenetische Kontrolle und andere Syntheseprozesse. Die Leber ist von zentraler Bedeutung für den systemischen Cholin- und PC-Metabolismus. Dementsprechend ist die Plasma-Cholin-Konzentration fetal hoch. In ähnlicher Weise sind die fetalen Östrogen- und Progesteronkonzentrationen hoch, wohingegen beim Frühgeborenen diese Hormone und Nährstoffe unmittelbar auf Werte des reifen Kindes absinken. Die Wertigkeit von Östrogenen und Progesteron auf den hepatischen und systemischen Cholin- und PC-Metabolismus gegenüber einer adäquaten Nährstoffversorgung sind unerforscht. Ziel: Untersuchung der Effekte von Östradiol und Progesteron auf den Metabolismus von Leber- und Plasma-Cholin/-PC bei neonatalen Ratten. Methoden: 7 Tage (d) alte Ratten wurden 7d lang mit Östradiol und/oder Progesteron bzw. Tamoxifen als Antiöstrogen behandelt. Effekte auf die Cholin- und Phospholipid-Homöostase wurden an d14 beurteilt. Der Metabolismus wurde mittels D9-Cholinmarkierung und Tandem-Massenspektrometrie untersucht. Ergebnisse: Estradiol und Progesteron erhöhten die Konzentrationen und Pools von Cholin, seinen Metaboliten, welche für die PC-Synthese (Phosphorylcholin) und für die Methylgruppendonation (Betain) essentiell sind, sowie von PC in Leber und Plasma. Im Plasma erhöhte Östradiol PC-Spezies, die Arachidonsäure (C20:4) enthielten, wohingegen Progesteron komplexer wirkte. Die Deuterium-Markierung des PC zeigte, dass die Synthese von C20:4- sowie C22:6-haltigem PC sowohl de novo als auch über die Phosphatidylethanolamin-Methylierung (PEMT-Pathway) erfolgt. Schlussfolgerung: Estradiol und Progesteron erhöhen Cholin & seine Metaboliten und stimulieren den hepatischen PC-Metabolismus der neonatalen Ratte mit geringem Effekt auf die molekulare Zusammensetzung von PC.