Warum führt die Pubertät dazu, dass wir mit dem Wachstum aufhören?

Alle Tiere beginnen als einzelliger Organismus und beginnen dann zu wachsen. Irgendwann müssen sie natürlich aufhören, größer zu werden, aber der Prozess, durch den dies geschieht, ist kaum bekannt.

Neue Forschungen von Alexander Shingleton von der University of Illinois Chicago und Kollegen identifizieren einen potenziellen Auslöser, der dazu führt, dass Fruchtfliegen nicht mehr wachsen, was Auswirkungen auf das Verständnis der menschlichen Entwicklung hat. Die Forschung wird im veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Beim Menschen erfolgt das Signal des Körpers, mit dem Wachstum aufzuhören, etwa in der Pubertät, allerdings dauert es noch einige Jahre, bis das Wachstum tatsächlich aufhört. Es ist wichtig, diesen Prozess besser zu verstehen, auch aufgrund der jüngsten Veränderungen in der Art und Weise, wie Kinder die Pubertät erleben.

„Wir wissen, dass der Beginn der Pubertät immer jünger wird. Aber um zu verstehen, warum sich etwas verändert, muss man verstehen, wie es funktioniert“, sagte Shingleton, Professor für Biowissenschaften.

Deshalb untersuchten die Forscher Fruchtfliegen, die die Pubertät durchlaufen, wenn sie sich von der Larve in erwachsene Tiere verwandeln. Viele Biologen vertreten die Theorie, dass eine Larve aufhört zu wachsen, wenn sie eine bestimmte Körpergröße erreicht, was dazu führt, dass sie den Prozess des Erwachsenwerdens einleitet. Andere Insekten tun dies, wie zum Beispiel die Kusswanze, die einen „Streckrezeptor“ in ihrem Hinterleib nutzt, um ihre Größe zu überwachen, erklärte Shingleton.

Shingleton und seine Co-Autoren waren jedoch nicht davon überzeugt, dass Fruchtfliegen einen solchen Mechanismus nutzten. Sie vermuteten, dass es etwas mit einem Steroidhormon namens Ecdyson zu tun hat, das am Wachstum von Fruchtfliegen beteiligt ist und dem Östrogen und Testosteron beim Menschen ähnelt.

Die Forscher nutzten ein mathematisches Modell, um ihre Idee zu untersuchen. Das Modell zeigte, dass die Körpergröße nicht der Auslöser dafür ist, dass eine Fruchtfliege ihr Wachstum stoppt. Stattdessen wird von der Drüse, die Ecdyson produziert, ein „Wachstumsstopp“-Schalter ausgelöst. Im Larvenstadium erhält diese Drüse viele Nährwertinformationen, die ihr bei der Entscheidung helfen, wie sie die Ecdysonproduktion regulieren soll. Sobald Ecdyson jedoch einen bestimmten Wert erreicht, benötigt die Drüse diese Nährwertinformationen nicht mehr, um Entscheidungen zu treffen, und beginnt, sich selbst zu regulieren.

Die Forscher glauben, dass dieser Wechsel von der Notwendigkeit von Nährwertinformationen dazu führt, dass die Fruchtfliege ihr Wachstum einstellt. „Es ist nicht so, dass die Fliege sich selbst direkt misst“, sagte Shingleton.

Er würde gerne ähnliche Studien an Säugetieren sehen, die mehr Licht auf den wachstumshemmenden Prozess beim Menschen werfen könnten. Shingleton vermutet jedoch, dass das Erlebnis mit der Fruchtfliege mit unserem zusammenhängt, da bei beiden ähnliche Steroidhormone beteiligt sind und sowohl Fruchtfliegen als auch Menschen Nährwertinformationen über Insulin übermitteln.

Die anderen Forscher des Projekts sind die UIC-Studentin Amirali Monshizadeh, John Tyson von der Virginia Tech und Stanislav Shvartsman von Princeton.