Wie fetthaltige Diäten das Gehirn davon abhalten, Nein zu Essen zu sagen
Menschen mit Adipositas haben häufig Schwierigkeiten, ihre Essgewohnheiten zu regulieren, da ihr Körper nicht mehr weiß, wann sie hungrig sind und wann nicht. Forscher fragen, warum dies passiert.
Woher wissen wir, wann wir essen müssen und wann wir aufhören müssen zu essen? Einfach: Wir haben Hunger und wissen, dass es Zeit für eine Mahlzeit ist.
Wenn wir uns dann satt fühlen, wissen wir, dass es Zeit ist, das Besteck abzulegen und mit unserem Tag fortzufahren.
Diese Zustände von Hunger und Sättigung treten aufgrund der Fähigkeit des Gehirns auf, die Signale von zwei Schlüsselhormonen zu „entschlüsseln“: dem sogenannten „Hungerhormon“ Ghrelin und dem „Energieverbrauchshormon“ Leptin, das freigesetzt wird, wenn es Zeit ist aufhören zu essen und anfangen, diese Kalorien zu verbrennen.
Forscher weisen darauf hin, dass Fettleibigkeit häufig durch Leptinresistenz gekennzeichnet ist, was bedeutet, dass der Körper die Signale des Hormons, das normalerweise den Appetit hemmt, nicht „lesen“ kann.
Unklar bleibt, wie sich die Leptinresistenz entwickelt und welche Elemente in der Leptin-Hirn-Schaltung betroffen sind.
Eine neue Studie der University of California in San Diego und einer Reihe internationaler Forschungseinrichtungen hat ergeben, dass fettreiche Diäten die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigen können, Leptin zu „spüren“, was zu einer Leptinresistenz führt.
Die Forscher haben ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche translationale Medizin.
Das Enzym, das Leptinrezeptoren schädigt
"Unsere Hypothese", sagt der Autor der ersten Studie, Rafi Mazor, "war, dass ein Enzym, das Proteine in Aminosäuren und Polypeptide zerlegt, Membranrezeptoren spalten und zu Funktionsstörungen führen kann."
Das heißt, die Forscher wollten testen, ob der Körper bei der Metabolisierung der fetthaltigen Lebensmittel eine Art Molekül erzeugt, das die Leptinrezeptoren auf den neuronalen Zellen im Hypothalamus, der Region des Gehirns, „abschneidet“ das empfängt typischerweise die Leptinsignale.
Sie testeten diese Hypothese in einem Mausmodell für Fettleibigkeit, in dem die Tiere regelmäßig mit einer fettreichen Diät gefüttert wurden.
In der Tat stellten Mazor und Kollegen fest, dass ihre Prämisse richtig war. Das Gehirn von Mäusen, die sich fettig ernährt hatten, produzierte eine Protease - eine Art Enzym - namens „Metalloproteinase-2“ (Mmp-2).
Aktiviertes Mmp-2 schneidet dann die Leptinrezeptoren, die sich auf den Membranen neuronaler Zellen im Hypotalamus befinden, und beeinträchtigt dadurch die Fähigkeit des Gehirns, zu erkennen, wann es Zeit ist, mit dem Essen aufzuhören.
Die Wissenschaftler konnten Mmp-2 identifizieren und seinen Einfluss auf Leptinrezeptoren bestätigen, indem sie die Proteaseaktivität im Gehirn von Mäusen mit Adipositas untersuchten. Bei der Untersuchung der Reaktion von Leptinrezeptoren stellten sie fest, dass die Mmp-2-Aktivität sie daran hinderte, an Leptin zu binden.
Darüber hinaus beobachteten Mazor und sein Team in Laborkulturen von Gehirnzellen mit Leptinrezeptoren den gleichen Effekt: Die Exposition gegenüber Mmp-2 beeinträchtigte die Reaktion der Zellen auf das Hormon.
Umgekehrt nahmen die Tiere, als das Forscherteam eine Gruppe von Mäusen so konstruierte, dass sie kein Mmp-2 produzierten, nicht viel an Gewicht zu - selbst wenn sie sich fettig ernährten - und die Leptinrezeptoren in ihrem Gehirn blieben intakt.
"Ein neues Forschungsgebiet für Stoffwechselerkrankungen"
Durch die Beobachtung dieses Mechanismus haben die Forscher auch begonnen, eine Strategie zu entwickeln, die sie hoffentlich blockieren kann. Daher fragen sie, ob die Verwendung von Mmp-2-Inhibitoren der Leptinresistenz entgegenwirken und Einzelpersonen dabei helfen könnte, zusätzliches Gewicht zu verlieren.
„Wenn Sie die Protease blockieren, die dazu führt, dass die Rezeptoren nicht signalisieren, können Sie das Problem behandeln“, glaubt Studienmitautor Prof. Geert Schmid-Schönbein.
Die Wissenschaftler wollen schließlich selbst einen solchen Inhibitor entwickeln. In der Zwischenzeit planen sie eine Studie mit menschlichen Teilnehmern, um zu überprüfen, ob der gleiche Leptinblockierungsmechanismus gilt.
"In Zukunft", fügt Mazor hinzu, "werden wir versuchen herauszufinden, warum Proteasen aktiviert werden, was sie aktiviert und wie sie gestoppt werden können." Es gibt noch viel zu tun, um die Rezeptorspaltung besser zu verstehen und der Verlust der Zellfunktion während einer fettreichen Ernährung. “
„Wir haben ein neues Forschungsfeld für Stoffwechselerkrankungen eröffnet. Wir müssen uns fragen, welche anderen Wege neben Leptin und seinen Rezeptoren einen ähnlichen zerstörerischen Prozess durchlaufen und welche Konsequenzen dies haben könnte. “
Rafi Mazor
