Könnte das Blockieren dieser Immunzellen den Gewichtsverlust unterstützen?
Wissenschaftler haben einen Mechanismus in einer Gruppe von Immunzellen im Darm entdeckt, der den Nährstoffstoffwechsel beeinflussen kann, um die Fettspeicherung gegenüber dem Energieverbrauch zu begünstigen.
Der Befund kann erklären, warum manche Menschen trotz Essgewohnheiten, die zu einer Gewichtszunahme führen, schlank bleiben.
Der Mechanismus funktioniert, wenn intraepitheliale T-Zellen, eine Art Immunzelle, die sich in der Auskleidung des Dünndarms befindet, ein aktives Gen für das Protein Integrin Beta 7 haben.
In einer Studienarbeit über ihre Arbeit, die jetzt in der Zeitschrift erscheint NaturForscher des Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School, beide in Boston, MA, beschreiben Mäuse, die diese bestimmten Zellen nicht haben, als „metabolisch hyperaktiv“.
Wenn sie Mäuse, denen die Zellen fehlten, auf eine fettreiche, zuckerreiche Diät setzten, entwickelten die Tiere keine Fettleibigkeit, hohen Blutdruck, hohen Cholesterinspiegel, Herzerkrankungen oder Diabetes.
„Nach dem Essen“, sagt der leitende Studienautor Filip K. Swirski, Ph.D., ein außerordentlicher Professor für Radiologie, der auch im Zentrum für Systembiologie arbeitet, „kann Ihr Körper Energie in Wärme umwandeln und schnell verbrennen oder es kann wandle das Essen in Fett um und bewahre es für den späteren Gebrauch auf. “
"Diese Zellen, die für ihre Funktion im Immunsystem bekannt sind, scheinen auch eine wichtige Rolle bei dieser Stoffwechselentscheidung zu spielen", fügt er hinzu.
Stoffwechsel, Fettspeicherung und Energieverbrauch
Die Biochemie des Umgangs des Körpers mit Nährstoffen aus der Nahrungsverdauung ist komplex und erfordert eine präzise Regulierung.
Die Autoren beziehen sich auf „strategisch positionierte Stoffwechselsensoren“, die Nährstoffe über bestimmte molekulare Pfade leiten.
Ihre Studie identifiziert einen Weg, bei dem die Fettspeicherung Vorrang vor dem Energieverbrauch hat. Eine solche Funktion kann die Gesundheit erhalten, indem sichergestellt wird, dass in Zeiten der Nahrungsmittelknappheit Energiereserven zur Verfügung stehen.
Für die vielen Menschen, die heute in Gesellschaften mit einer Fülle von fettreichen und zuckerreichen Lebensmitteln leben, ist es jedoch wahrscheinlicher, dass eine solche Funktion die Gesundheit untergräbt, als sie zu unterstützen.
Wirkung auf das metabolische Syndrom
Im ersten Teil der Studie fütterte das Team zwei Gruppen von Mäusen mit einer normalen Diät. Eine Gruppe von Mäusen (die Kontrollen) trug das Gen für Integrin Beta 7, und ihre Immunzellen könnten daher das Protein bilden. Die andere Gruppe hatte das Gen nicht und daher fehlte das Protein.
Obwohl die Mäuse, denen Integrin Beta 7 fehlte, mehr aßen als diejenigen mit dem Protein und ebenso aktiv waren, nahmen sie nicht mehr an Gewicht zu.
Bei der Durchführung von Stoffwechseltests an den Mäusen stellten die Forscher fest, dass diejenigen ohne Integrin Beta 7 mehr Nahrung zur Energiegewinnung verwendet hatten, was darauf hindeutet, dass ihr „Grundstoffwechsel“ schneller arbeitete als die Kontrollmäuse mit dem Protein.
Zusätzlich hatten die Mäuse, denen Integrin Beta 7 fehlte, eine bessere Glukose- und Fettverträglichkeit, hatten geringere Triglyceridspiegel und wandelten mehr Glukose in braunem Fett in Energie um.
Im nächsten Teil der Studie untersuchte das Team die Wirkung einer fett-, zucker- und natriumreichen Ernährung auf die beiden Mäusetypen. Eine solche Diät kann ein metabolisches Syndrom auslösen, bei dem es sich um eine Gruppe von Symptomen handelt, die das Risiko für Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen.
Bei dieser Diät entwickelten die Kontrollmäuse - dh diejenigen mit Integrin Beta 7 - Fettleibigkeit und andere Symptome, die das metabolische Syndrom charakterisieren. Sie wurden nämlich glukoseintolerant und entwickelten einen hohen Blutdruck.
Die Mäuse, denen das Protein fehlte, blieben dagegen schlank und entwickelten diese anderen Symptome nicht.
Wirkung auf die Lipidspiegel
Die Forscher testeten auch die Wirkung der Stummschaltung des Gens für Integrin Beta 7 in den Immunzellen von Mäusen, die für die Entwicklung eines hohen Cholesterinspiegels prädisponiert sind, was ein weiteres Symptom des metabolischen Syndroms ist.
Das Team hatte eine Veranlagung für einen hohen Cholesterinspiegel induziert, indem es die Mäuse genetisch veränderte und ihnen eine cholesterinreiche Diät gab.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Mäuse trotz der auf diese Weise gegen sie gestapelten Chancen keinen hohen Cholesterinspiegel entwickelten; ihre Lipidspiegel blieben normal.
Darüber hinaus zeigten die Mäuse, denen Integrin Beta 7 „mehr Cholesterin ausgeschieden“ wurde, im Vergleich zu Gegenstücken mit normaler Proteinproduktion in ihren Immunzellen eine bessere Glukosetoleranz und entwickelten weniger kardiovaskuläre Risikofaktoren, wie z. B. weniger Plaques in ihren Arterien.
Hemmt den Insulinfreisetzungsweg
In einem letzten Teil der Studie identifizierten die Forscher intraepitheliale T-Zellen mit dem höchsten Gehalt an Integrin Beta 7.
Sie zeigten, dass die Zellen ihre Wirkung auf den Stoffwechsel ausüben, indem sie die Menge an GLP-1 reduzieren, einem Protein, das normalerweise den Stoffwechsel fördert, indem es die Freisetzung von Insulin und die Verwendung von Glukose auslöst.
Es gibt noch viel zu tun, um herauszufinden, ob die Blockierung dieser Zellen beim Menschen die Grundlage für neue Behandlungen für Fettleibigkeit, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen bilden könnte.
Zu den Fragen, die weiterer Untersuchungen bedürfen, gehört genau die Funktionsweise des Mechanismus bei Menschen mit scheinbar hohen Stoffwechselraten.
Schwankt es zum Beispiel tagsüber? Und wie verändert es sich im Laufe des Lebens eines Menschen?
"Wir sprechen oft von Menschen, die einen" hohen Stoffwechsel "haben und in der Lage zu sein scheinen, zu essen, was sie wollen, ohne an Gewicht zuzunehmen, während andere mit Fettleibigkeit zu kämpfen haben."
Filip K. Swirski, Ph.D.
