Vor dem Hintergrund der zunehmenden Prävalenz von Adipositas ist die Erforschung der zugrunde liegenden Pathomechanismen, unter anderem der Leptinresistenz, von großer Bedeutung. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Etablierung und Validierung einer Methode zur Bestimmung der Bioaktivität von Leptin in Serum. Aufgrund des Vorhandenseins von Leptinbindungsproteinen erscheint nur der Teil des Serumleptins funktionell entscheiden, der tatsächlich den Leptinrezeptor erreicht und eine Bioantwort im Sinne einer Gewichtsreduktion auszulösen vermag. Der Bioassay basiert auf der Nutzung von Luciferase als Reportergen im HEK-293-Zellkulturmodell. Während der Validierung konnte gezeigt werden, dass der Test ein sensitives und spezifisches Verfahren zur Messung von Leptin im Serum darstellt. Problematisch blieb die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, so dass deren Interpretation im Vergleich mit Ergebnissen anderer Verfahren zum Nachweis von Leptin (Radioimmunoassay) sinnvoll erscheint. Der Luciferase-Bioassay wurde zur Bestimmung des Leptins im Serum adipöser Kinder eingesetzt, wobei eine statistisch signifikante Korrelation zwischen deren Bioaktivität und klinischen Markern der Adipositas gefunden wurde.

Überernährung an einer westlichen Diät ist häufig durch eine erhöhte Fettleibigkeit und eine neuronale Entzündungsreaktion im Hypothalamus gekennzeichnet. Der Hypothalamus ist für die Regulation der Energiehomöostase und der Nahrungsaufnahme von entscheidender Bedeutung. Klinische Daten belegen, dass die neuropathologische Inflammation auch nach einem Gewichtsverlust aufgrund einer Kalorienrestriktion bestehen bleibt. Die bariatrische Chirurgie wie der Roux-en-Y Magenbypass gehört in der Behandlung der Adipositas bisher zu den effektivsten Therapieansätzen, da sie im Vergleich zur Kalorienrestriktion zu einem deutlichen und langanhaltenden Gewichtsverlust führt. Bisher wurden die Auswirkungen des Roux-en-Y Magenbypass auf den Hypothalamus nicht erforscht. In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung des Roux-en-Y Magenbypass auf die Entzündungsprozesse im Hypothalamus und die Auswirkung auf die Leptin-Sensitivität im Vergleich zur Kalorienrestriktion untersucht. Unter Verwendung der RT-qPCR- und der Western Blot-Methodik wurde die Expression spezifischer Marker im Hypothalamus untersucht, die an einem vermehrten Zellstress im ER und aktivierten Mikroglia im Gehirn der Ratten beteiligt sind. Postoperativ wurde die zirkulierende Leptinkonzentration im Blutplasma der Tiere gemessen und für die Testung der Leptin-Sensitivität nach exogener Leptinzufuhr das Essverhalten der Tiere beobachtet. Die Untersuchungen zeigten, dass der Roux-en-Y Magenbypass zu einer deutlichen Gewichtsreduktion und einem verminderten Konsum an hochkalorischer Nahrung führt. Im Hypothalamus zeigten sich im Vergleich zur diätetischen Kalorienrestriktion eine verminderte Aktivität der Mikroglia und eine reduzierte Inflammation. Außerdem zeigte sich eine deutlich erhöhte Leptinsensitivität mit reduzierter Nahrungsaufnahme nach exogener Leptin-Injektion. Der Roux-en-Y Magenbypass führt im Vergleich zur diätetischen Kalorienrestriktion zu einer Reduktion der Inflammation im Hypothalamus und zu einer verbesserten Leptinsensitivität. Dies könnte die unterschiedliche Effektivität in den Langzeitergebnissen des Roux-en-Y Magenbypass im Vergleich zur diätetischen Kalorienzufuhr begründen.

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Prävalenz von Adipositas ist die Erforschung der zugrunde liegenden Pathomechanismen, unter anderem der Leptinresistenz, von großer Bedeutung. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Etablierung und Validierung einer Methode zur Bestimmung der Bioaktivität von Leptin in Serum. Aufgrund des Vorhandenseins von Leptinbindungsproteinen erscheint nur der Teil des Serumleptins funktionell entscheiden, der tatsächlich den Leptinrezeptor erreicht und eine Bioantwort im Sinne einer Gewichtsreduktion auszulösen vermag. Der Bioassay basiert auf der Nutzung von Luciferase als Reportergen im HEK-293-Zellkulturmodell. Während der Validierung konnte gezeigt werden, dass der Test ein sensitives und spezifisches Verfahren zur Messung von Leptin im Serum darstellt. Problematisch blieb die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, so dass deren Interpretation im Vergleich mit Ergebnissen anderer Verfahren zum Nachweis von Leptin (Radioimmunoassay) sinnvoll erscheint. Der Luciferase-Bioassay wurde zur Bestimmung des Leptins im Serum adipöser Kinder eingesetzt, wobei eine statistisch signifikante Korrelation zwischen deren Bioaktivität und klinischen Markern der Adipositas gefunden wurde.