Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF-1

Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF-1 (insulin-like growth factor) ist ein dem Insulin ähnliches Molekül, das zusammen mit seinem Rezeptor (IGF1R) verschiedene Funktionen im Körper erfüllt. Es spielt bei Entzündungsvorgängen, dem Schutz von Blutgefäßen und dem Krebswachstum eine Rolle.


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Allgemeines

Die Funktion des IGF-Systems wird durch IGF-1 sowie durch deren Rezeptoren (IGF1R) und das im Blut zirkulierende IGF-Bindungsprotein (IGFBP-3) bestimmt, die genetisch reguliert werden. Eine Fehlregulation der Gene hat erhebliche Auswirkungen, so auch auf das Krebsrisiko. Bei einer IGF-1-Resistenz findet man erhöhte IGF-1-Spiegel im Blut, die nicht durch eine Entzündung bedingt sind. Eine Reihe der möglichen genetischen Anomalien ist bereits bekannt. 1)Growth Horm IGF Res. 2018 Feb;38:19-23. doi: 10.1016/j.ghir.2017.12.004. Bei verschiedenen Erkrankungen wird eine Downregulation der IGF1-Genexpression beobachtet, so bei verschiedenen chronischen Nierenerkrankungen, darunter bei der diabetischen Nephropathie.

Das meiste im Blutkreislauf befindliche IGF-1 wird in der Leber gebildet; im Blut wird es überwiegend an das IGF-Bindungsprotein 3 (IGFBP-3) gebunden transportiert. Daneben wird es auch in Geweben und Organen lokal bei Entzündungen gebildet.

Einfluss auf das Blutgefäßsystem

Der Wachstumsfaktor 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. 2)BMC Medicine volume 17, Article number: 141 (2019) … Continue reading

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. 3)Ann Epidemiol 2010 Mar;20(3):182-93. doi: 10.1016/j.annepidem.2009.11.008.

IGF-1 fördert Zellteilungen in verschiedenen Geweben (mitogene Eigenschaft); und er hemmt den geordneten Zelltod (Apoptose) abnormer Zellen (antiapoptotische Eigenschaft). 4)Endocr Relat Cancer. 2001 Sep;8(3):197-209.

Einfluss auf Zellteilungsvorgänge

Mammakarzinom: Bei Milchdrüsengewebe wird ein erhöhter IGF-Spiegel mit der Förderung von Brustkrebs in Verbindung gebracht. 5)Endocr Relat Cancer. 2001 Sep;8(3):197-209. Das Brustkrebsrisiko von Frauen im oberen Fünftel einer Studienkohorte war 28% höher als das im unteren Fünftel. 6)Lancet Oncol. 2010 Jun;11(6):530-42. doi: 10.1016/S1470-2045(10)70095-4. Niedrige IGF1-Spiegel sind mit einer erhöhten Gewebsdichte bei der Mammographie leicht übergewichtiger postmenopausaler Frauen verbunden. 7)Breast Cancer Res Treat. 2012 Dec;136(3):805-12. doi: 10.1007/s10549-012-2303-2. Bei schlankeren Frauen war das IGF-Bindungsprotein aussagekräftiger. 8)Breast Cancer Res. 2019 Jul 23;21(1):81. doi: 10.1186/s13058-019-1162-8.

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. 9)Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2001 May;10(5):421-7. Die Bedeutung von IGFBP3 scheint jedoch höher zu sein. 10)Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2001 May;10(5):421-7.

Darmkrebs: Am Darm lässt sich eine Assoziation von IGF-1 und der Bildung adenomatöser Polypen feststellen. 11)Gastroenterology. 2005 Aug;129(2):464-75. 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. 12)Anticancer Res. 2003 Mar-Apr;23(2B):1517-24.  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 möglicherweise für die Therapie spezieller Tumore, wie für die mit 5-Fluorouracil (5-FU), ausgenutzt werden. 13)Mol Med Rep. 2018 Feb;17(2):2952-2956. doi: 10.3892/mmr.2017.8272.

Verweise


Autor der Seite ist Prof. Dr. Hans-Peter Buscher (siehe Impressum).


Literatur

1 Growth Horm IGF Res. 2018 Feb;38:19-23. doi: 10.1016/j.ghir.2017.12.004.
2 BMC Medicine volume 17, Article number: 141 (2019) https://bmcmedicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12916-019-1374-x)) Während höhere IGF-1-Werte mit einer Blutdrucksenkung verbunden sind, führt ein Mangel zu einer Blutdruckerhöhung. ((Circulation. 2004;110(15):2260–5. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000144309.87183.FB)) ((Hypertension. 2014;63(5):1070–7. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.03057))

Niedrige IGF-Spiegel sind bei älteren Menschen (wohl über die Blutdruckerhöhung) mit einem erhöhten Schlaganfallrisiko verbunden. ((Am J Med. 2004;117(5):312–7. https://doi.org/10.1016/j.amjmed.2004.02.049))

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. ((Mediat Inflamm. 2016;2016:3082820. https://doi.org/10.1155/2016/3082820))

Speziell bei der rheumatoiden Arthritis von Frauen bewirkt die herabgesetzte Bildung von IGF1 eine Tendenz zu höherem Blutdruck und Herzkreislauferkrankungen. ((BMC Medicine volume 17, Article number: 141 (2019) https://bmcmedicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12916-019-1374-x

3 Ann Epidemiol 2010 Mar;20(3):182-93. doi: 10.1016/j.annepidem.2009.11.008.
4, 5 Endocr Relat Cancer. 2001 Sep;8(3):197-209.
6 Lancet Oncol. 2010 Jun;11(6):530-42. doi: 10.1016/S1470-2045(10)70095-4.
7 Breast Cancer Res Treat. 2012 Dec;136(3):805-12. doi: 10.1007/s10549-012-2303-2.
8 Breast Cancer Res. 2019 Jul 23;21(1):81. doi: 10.1186/s13058-019-1162-8.
9, 10 Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2001 May;10(5):421-7.
11 Gastroenterology. 2005 Aug;129(2):464-75.
12 Anticancer Res. 2003 Mar-Apr;23(2B):1517-24.
13 Mol Med Rep. 2018 Feb;17(2):2952-2956. doi: 10.3892/mmr.2017.8272.