The role of natriuretic peptides in the regulation of energy metabolism, lipid- and glucose homeostasis

Abstract

Natriuretic Peptides (NP) are a family of hormones secreted by the heart in response to cardiac dilatation. Atrial Natriuretic Peptide (ANP) and Brain Natriuretic Peptide (BNP) together regulate arterial blood pressure and myocardial function via specific receptors (NPR-A and NPR-C). My work shows that in addition to their well-established cardiovascular effects, Natriuretic Peptides are a novel class of hormones that act as potent regulators of energy metabolism. Natriuretic Peptides activate adipose tissue lipolysis using an alternative signalling pathway compared to catecholamines providing the body with fatty acids as an energy source. At the same time, Natriuretic Peptides induce the molecular and cellular program that is needed for the generation of biochemical energy from mitochondrial fatty acid oxidation through a cGMP dependent pathway. Moreover, our data suggest that Natriuretic Peptides mediate the beneficial effects of physical exercise in human skeletal muscle at least in part. Reduced levels of Natriuretic Peptides might contribute to the development of obesity and type 2 diabetes. Thus, potential Natriuretic Peptide agonists that are capable of lowering blood pressure, preventing sodium retention, and reducing fat accumulation seem almost ideally suited for the fight against cardiometabolic disease.

Natriuretische Peptide (NP) bilden eine Familie von Hormonen die vom Herzen sezerniert werden wenn sich die Herzhöhlen dilatieren. Atriales Natriuretisches Peptid(ANP) und Brain Natriuretic Peptide (BNP) regulieren gemeinsam den arteriellen Blutdruck und die kardiale Pumpfunktion durch Stimulation spezifischer Rezeptoren (NPR-A und NPR-C). Diese Arbeit zeigt auf, dass die NP neben den kariovaskulären Wirkungen auch wichtige metabolische Effekte ausüben. So aktivieren die NP die Lipolyse im weissen Fettgewebe durch einen cGMP vermittelten Mechanismus und versorgen den Körper mit Fettsäuren als Energiesubstrate. Gleichzeitig vermitteln die NP auch im Skelettmuskel das molekulare und zelluläre Programm um die Fettsäuren in der mitochondrialen beta-Oxidation in biochemische Energie zu transformieren und als Energiequelle zu nutzen. Unsere Daten belegen auch, dass die NP zumindest teilweise die günstigen Stoffwechselwirkungen der sportlichen Aktivität vermitteln. Reduzierte NP Konzentration könnten zu der Entstehung der Adiposositas und des Typ 2 diabetes beitragen. Somit wäre es denkbar, dass Agonisten des NP Systems ideal geeignet wären, um gleichzeitig einen erhöhten arteriellen Blutdruck zu bekämpfen, als auch andere Adipositas assoziierte metabolische Erkrankungen.