Ein alter Überlebensmechanismus kann zur Adipositas-Epidemie beitragen
Neue Untersuchungen an Mäusen legen nahe, dass ein Mechanismus, der sich wahrscheinlich entwickelt hat, um Hunger zu verhindern, zur Fettleibigkeit beitragen könnte.
Der Mechanismus beinhaltet den Proteinrezeptor für fortgeschrittene Glykationsendprodukte (RAGE).
Der neue Befund zeigt, dass RAGE als Bremse für die Freisetzung von Fett aus Fettzellen fungiert.
Eine Studie, die in der Zeitschrift erscheint Zellenberichte beschreibt den Effekt des Löschens von RAGE bei Mäusen.
Forscher der NYU School of Medicine in New York fütterten zusammen mit Kollegen aus anderen US-amerikanischen Forschungszentren zwei Gruppen von Mäusen mit einer fettreichen Diät. Sie hatten RAGE aus den Fettzellen einer Gruppe entfernt und die andere Gruppe zuvor intakt gelassen.
Nach 3 Monaten fettreicher Ernährung hatten die Mäuse ohne RAGE in ihren Fettzellen 75% weniger Gewicht zugenommen als die nicht modifizierten Mäuse.
Beide Mäusesätze aßen die gleiche Menge an Futter und machten die gleiche Menge an körperlicher Aktivität.
In einem anderen Experiment transplantierte das Team RAGE-freies Fettgewebe von den modifizierten Mäusen in normale Mäuse und setzte sie 3 Monate lang auf eine fettreiche Diät. Diese Mäuse nahmen auch weniger Gewicht zu als nicht modifizierte Mäuse.
Die Forscher stellen fest, dass es sinnvoll ist, dass der Körper einen Mechanismus entwickelt hat, um gespeicherte Energie zu horten, wenn Nährstoffe knapp sind. Diese Experimente legen jedoch nahe, dass eine Fülle von Nährstoffen einen ähnlichen Effekt hat.
"Wir haben entdeckt", sagt die leitende Studienautorin Ann Marie Schmidt, Professorin für Endokrinologie an der NYU School of Medicine, "einen Antistarvationsmechanismus, der in Zeiten des Überflusses zu einem Fluch geworden ist, weil er den durch übermäßiges Essen verursachten zellulären Stress als ähnlich ansieht." Stress, der durch Hunger entsteht - und bremst unsere Fähigkeit, Fett zu verbrennen. “
Fettleibigkeit und Energiebilanz
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat sich die Fettleibigkeit seit 1975 weltweit nahezu verdreifacht.
Die Zahlen der WHO zeigen, dass 2016 mehr als 1,9 Milliarden Erwachsene übergewichtig waren. Von diesen hatten mehr als 650 Millionen Fettleibigkeit, was etwa 13% der Erwachsenen weltweit entspricht.
Die Ursachen für Fettleibigkeit sind komplex und werden von Wissenschaftlern nicht vollständig verstanden. Im Wesentlichen resultiert der Zustand aus einem Ungleichgewicht zwischen der Energie in der Nahrung, die Menschen essen, und der Energie, die sie verbrauchen.
Im Laufe der Jahrzehnte, in denen Fettleibigkeit zu epidemischen Ausmaßen gewachsen ist, haben sich die Ess- und Lebensgewohnheiten der Menschen erheblich verändert.
Beispielsweise hat der Verbrauch von fettreichen, energiedichten Lebensmitteln weltweit zugenommen. Gleichzeitig sind die Menschen weniger körperlich aktiv, da Lebensstil und Beruf sesshafter geworden sind.
Diese Veränderungen haben über einige Jahrzehnte stattgefunden, während die Energiebilanzsysteme des menschlichen Körpers das Ergebnis einer jahrtausendelangen Evolution sind.
Primärsysteme unter evolutionärem Druck
Prof. Schmidt und ihre Kollegen schlagen vor, dass Tierkörper unter evolutionärem Druck und im Interesse der Effizienz alte Systeme als Mechanismen zum Überleben des Hungers adaptierten.
Diese Primärsysteme waren solche, die Nahrung in Energie für Zellen umwandelten, die Erholung von Verletzungen unterstützten und Wärme zum Schutz vor Kälte erzeugten. Signalmoleküle wie Adrenalin waren Teil der Festverdrahtung dieser alten Systeme, die Zellstress erkennt.
RAGE blockiert die Fettverbrennung, um Energie zu sparen. Der Überlebensmechanismus wirkt gegen Hunger, Erkältung und Verletzungen. Der gleiche Mechanismus reagiert jedoch auf übermäßiges Essen, da dies auch die Zellen belastet und dieselben Signale auslöst.
Ergebnisse der jüngsten und früheren Studien haben gezeigt, dass fortgeschrittene Glykationsendprodukte (AGEs) RAGE in menschlichen Geweben auslösen.
AGEs bilden sich, wenn sich Blutzucker mit Fetten und Proteinen verbindet. Menschen, die altern, an Diabetes leiden oder an Fettleibigkeit leiden, haben typischerweise einen erhöhten Gehalt an Verbindungen.
Andere Moleküle, die RAGE auslösen können, um die Fettverbrennung zu blockieren, sind solche, die Zellen freisetzen, wenn Stress dazu führt, dass sie sterben und ihren Inhalt auflösen.
RAGE-Inhibitoren
In früheren Arbeiten hatte das Team mit Verbindungen experimentiert, die die RAGE-Aktivität blockieren und möglicherweise die Fettverbrennung bremsen könnten.
Der nächste Schritt wird darin bestehen, die RAGE-Blocker zu optimieren und herauszufinden, ob sie dazu beitragen können, eine Gewichtszunahme bei Menschen zu verhindern, die sich einer Behandlung zum Abnehmen unterzogen haben, wie z. B. einer bariatrischen Operation.
Da die evolutionären Wurzeln von RAGE im Immunsystem liegen, können die Forscher andere Anwendungen für RAGE-Blocker vorhersehen. Dazu gehört die Reduzierung von Entzündungssignalen, beispielsweise solchen, die die Insulinresistenz fördern, die ein Vorläufer von Diabetes ist.
"Darüber hinaus können solche Behandlungen die systemweite Entzündung verringern, die mit dem Risiko für Arteriosklerose, Krebs und Alzheimer verbunden ist."
Prof. Ann Marie Schmidt
