Hungrig oder satt: Hypothalamus-Nervenzellen reagieren bei Menschen mit Übergewicht stärker

Adipositas-Patienten ticken in puncto Hunger anders

Übergewicht schlägt sich nicht nur mit Fettpolstern an Hüfte und Po nieder. Übergewicht nimmt sogar Einfluss auf das Gehirn, denn adipöse Menschen „ticken“ bei der Nahrungsaufnahme anders: Sie reagieren auf Hunger- und Appetithormone stärker. Das ergaben Untersuchungen von US-amerikanischen Forschern. Sie hatten aus induzierten, pluripotenten Stammzellen von Patienten mit Adipositas Gehirnzellen gezüchtet. Diese Nervenzellen beeinflussen den Hunger anders als bei Menschen mit Normalgewicht. Bei adipösen Menschen dysregulieren die Hypothalamuszellen Hormone, die die Nahrungsaufnahme und den Hunger steuern. Die Gehirnzellen aktivieren nämlich häufiger Gene und Stoffwechselwege, die die Wissenschaft bislang mit Übergewicht in Zusammenhang bringt.

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Übergewichtigen Menschen wird häufig Willensschwäche unterstellt. Sie bräuchten ja nur weniger zu essen und schon hätten sie wieder Normalgewicht. Dass Adipositas eine komplexe Krankheit ist und mit weitreichenden Veränderungen einhergeht, die sogar Auswirkungen auf das Gehirn haben, entdecken Forscher erst nach und nach.

 

Den Ausgangspunkt für die Untersuchungen bildeten sogenannte humane induzierte pluripotente Stammzellen (kurz: hiPSCs oder IPS-Zellen). Für diese werden adulte Blut- und Hautzellen so reprogrammiert, dass sie wieder quasi-embryonale Eigenschaften haben. Die Hautzellen stammten sowohl von stark adipösen Menschen mit einem BMI von mehr als 50 kg/m² als auch von Normalgewichtigen mit einem BMI von unter 25 kg/m². Aus diesen IPS-Zellen ließen die Wissenschaftler Nervenzellen wachsen, die den Neuronen im Hypothalamus ähnelten.

 

Adipositas hat viele Ursachen – Hunger- und Sättigungsgefühl wird u. a. im Hypothalamus geregelt

Viele Adipositas-Gene sind an der Regulierung von Funktionen im Hypothalamus beteiligt, denn von dort aus werden sowohl die Nahrungsaufnahme als auch der Energiestoffwechsel gesteuert. Dafür produzieren die Neuronen mit den Neuropeptiden eine bestimmte Art von Botenstoffen, die die Nahrungsaufnahme regulieren – je nach Hormonstatus im Blut. Überwiegt das Hormon Ghrelin, so haben wir „Hunger“. Überwiegt das Hormon Leptin, so sind wir normalerweise „satt“. Die beiden Antagonisten Ghrelin und Leptin werden von Zellen im Darm bzw. vom Fettgewebe freigesetzt.

Bislang entzog sich das Hypothalamusgewebe den wissenschaftlichen Untersuchungen, weil man schwer Hirngewebe von gesunden Patienten entnehmen kann. Es lag erst „post mortem“ vor. Damit fehlten Untersuchungsmöglichkeiten – beispielsweise in puncto Wirksamkeit von Medikamenten. Die Herstellung von Hirnzellen aus induzierten, pluripotenten Stammzellen ist deswegen für die Medizin ein enormer Fortschritt, denn nun stehen neuronale Modelle für die Forschung zur Verfügung. Davon wird auch die Adipositasforschung profitieren.

 

Hypothalamus-Nervenzellen reagieren bei Adipositas stärker auf Ghrelin – das Hungerhormon

Die ersten Untersuchungen zeigen, dass die Hypothalamus-Neuronen von adipösen Menschen wesentlich stärker auf das „Hungerhormon“ Ghrelin reagieren, als sie es bei normalgewichtigen Menschen tun. Außerdem neigen sie zur Dysregulation von Adipositas-Genen und des Stoffwechsels.

Die Zukunft der Medizin liegt in der personalisierten Medizin. Sie kann ganz gezielt auf den einzelnen Menschen ausgerichtet werden und sowohl seinem unterschiedlichen genetischen Hintergrund, als auch dem metabolischen Krankheitsstatus angepasst werden. Auch für den Test der Reaktion auf Arzneimittelkombinationen und die Toleranz gegenüber der gewählten Medikation werden Stammzellen unerlässlich sein, um die optimale Therapie für den Patienten zu finden. Dieser Ansatz wird nicht nur die Krebstherapie revolutionieren, sondern ebenso die Behandlung von anderen Krankheiten wie Diabetes oder Adipositas effizienter und für den Patienten sicherer machen.

 

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