Wie das Gehirn Fettgewebe kontrolliert: Forscher entschlüsseln Signalweg

Das Gehirn steuert nicht nur den Appetit, sondern auch die Energieeffizenz des Organismus. Ein internationales Forscherteam hat unter Leitung der Universitäten Turin und Bonn nun einen daran beteiligten Signalweg entschlüsselt. Ihre Ergebnisse stellen sie im renommierten Fachjournal „Science Signaling“ vor. 

Wie viel Energie der Mensch verbraucht, hängt wesentlich vom Sympathikus ab. Als zentrale Struktur des vegetativen Nervensystems ist dieser vor allem in Stresssituationen aktiviert. Die Sympatikus-Aktivierung steigert Herztätigkeit, Durchblutung und Stoffwechsel, wodurch der Energieumsatz steigt. Das ist ein wichtiger Ansatzpunkt für die Behandlung der Fettleibigkeit: „Wenn wir den Energieverbrauch steigern können, reduziert sich bei gleichbleibender Nahrungszufuhr das Körpergewicht automatisch“, sagt Prof. Dr. Alexander Pfeifer vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie des Universitätsklinikums Bonn. 

Werden die Enzyme PI3Kbeta und PI3Kgamma gehemmt, wandeln sich weiße Fettzellen (speichern Energie in Form von Körperfett) in braune Fettzellen (können Speicherfett unter erhöhter Wärmefreisetzung abbauen) um. Die Forscher sehen darin einen interessanten Ansatzpunkt zur Behandlung der Fettleibigkeit. Das Team unter Federführung von Wissenschaftlern aus Turin und Bonn hat unter Beteiligung von Forschern aus Rom und Padua einen Mechanismus charakterisiert, wie der Sympathikus den Energiehaushalt reguliert und für mehr Fettverbrennung sorgt. Eine wichtige Rolle spielt der Melanocortin 4-Rezeptor im zentralen Nervensystem, der als zentraler Regler sowohl den Appetit als auch den Energieverbrauch beeinflusst. Ist die Signalkette des Melanocortin 4-Rezeptors gestört, komme es sowohl bei Menschen als auch bei Mäusen zu starkem Übergewicht, berichtet Prof. Pfeifer.

Das Forscher konnten nun zeigen, dass die Enzyme PI3Kbeta und PI3Kgamma ganz wesentlich an der Steuerung durch den Melanocortin 4-Rezeptor beteiligt sind. In Mäusen schalteten die Wissenschaftler die Gene für diese beiden Enzyme stumm bzw. blockierten PI3Kbeta und PI3Kgamma mit Hemmstoffen. Die Folge war eine Überaktivierung des Sympathikus und eine höhere Fettverbrennung, denn viele weiße Fettzellen wurden in energiezehrende braune umgewandelt. Die Mäuse verloren binnen zehn Tagen rund zehn Prozent ihrer Fettmasse. 

Publikation: Combined inhibition of PI3Kbeta and PI3Kgamma reduces fat mass by enhancing alpha-MSH-dependent sympathetic drive, Fachjournal „Science Signaling“, DOI: 10.1126/scisignal.2005485

Quelle: Universität Bonn

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Bild 2: Prof. Dr. Alexander Pfeifer, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie des Universitätsklinikums Bonn. © Frank Luerweg/Uni Bonn