Warum manche Fett so schwer widerstehen können – die Antwort könnte im Gehirn liegen

Fett landet nicht einfach nur auf der Hüfte – vorher entscheidet das Gehirn mit, wie viel davon überhaupt aufgenommen wird. Bei Mäusen spielt dabei offenbar das Protein OPA1 eine wichtige Rolle. Fehlt es in bestimmten appetitregulierenden Nervenzellen, greifen die Tiere stärker zu fettreicher Nahrung und nehmen schneller zu.

OPA1 sitzt in den Mitochondrien und stabilisiert deren Struktur und Funktion. Ohne dieses Protein verändert sich offenbar die Energieversorgung jener Nervenzellen, die Hunger und Körpergewicht mitsteuern. Das legt nahe: Wie stark ein Organismus auf fettreiche Nahrung reagiert, könnte auch davon abhängen, wie gut diese Zellen arbeiten.

Ein Team um Shigenobu Matsumura von der Osaka Metropolitan University untersuchte gezielt Nervenzellen im Hypothalamus, die den Rezeptor MC4R tragen. Dieser Rezeptor ist an der Regulation von Hunger und Energieverbrauch beteiligt. Ohne OPA1 funktionierte diese Kontrolle bei den Versuchstieren schlechter. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal The FASEB Journal.

Beginnt Übergewicht im Gehirn? Protein OPA1 wird mit zunehmendem Alter wichtiger

Für Nervenzellen ist eine stabile innere Struktur wichtig, denn sie benötigen besonders viel Energie. Für ihre Versuche schalteten die Forscher das stabilisierende OPA1 gezielt in Zellen mit dem Melanocortin-4-Rezeptor, kurz MC4R, aus. Auch beim Menschen sind Veränderungen des MC4R-Gens als Ursache bestimmter erblich bedingter Formen von Adipositas bekannt.

Die Folgen des OPA1-Ausfalls traten nicht sofort auf. Bei männlichen Mäusen stieg das Körpergewicht ab einem Alter von etwa 20 Wochen stärker als bei Kontrolltieren. Bei Weibchen begann der Unterschied bereits mit rund 18 Wochen. Zu diesem Zeitpunkt fraßen die Tiere ohne OPA1 auch mehr. In jüngerem Alter bestanden dagegen noch keine messbaren Unterschiede bei der Futteraufnahme. Die Autoren vermuten deshalb, dass der Einfluss des Proteins mit zunehmendem Alter wichtiger werden könnte.

Auffällige Unterschiede zwischen den Geschlechtern

Besonders groß wurde der Unterschied, sobald die Tiere neben normalem Futter frei Sojaöl aufnehmen konnten. Mäuse ohne OPA1 in den MC4R-Zellen konsumierten mehr davon als die Kontrollgruppe. Das galt für Männchen und Weibchen. Parallel legten sie schneller an Gewicht zu. Bei den Weibchen setzte die stärkere Gewichtszunahme schon in der dritten Woche mit Ölzugang ein, bei den Männchen in der vierten Woche.

Das Sojaöl selbst ist dabei nicht als spezieller Dickmacher zu verstehen. Die Forscher nutzten es als definierte Fettquelle für ihre Stoffwechselversuche. Bei normalen männlichen Mäusen erhöhte der Konsum die Bildung von OPA1 und weiterer Gene, die mit Mitochondrien zusammenhängen. Bei Weibchen trat diese Reaktion nicht auf. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern gehörten damit zu den auffälligsten Befunden der Untersuchung.

Appetit wird bei Weibchen offenbar anders gesteuert

Noch deutlicher wurde dieser Unterschied bei einem Medikamententest. Die Forscher verabreichten den Mäusen Setmelanotid. Dieser Wirkstoff aktiviert MC4R und wird zur Behandlung bestimmter genetisch bedingter Formen von Adipositas eingesetzt. Bei den männlichen Versuchstieren verringerte er die Futteraufnahme unabhängig davon, ob OPA1 vorhanden war. Bei Weibchen ohne OPA1 fiel die appetithemmende Wirkung dagegen schwächer aus.

Auch im Blut fanden sich bei diesen Weibchen Besonderheiten. Nach der Kombination aus OPA1-Mangel und Sojaöl lagen Glukose, Triglyceride und freie Fettsäuren höher. Bei den Männchen traten solche Unterschiede nicht auf. Als mögliche Erklärung diskutieren die Autoren Geschlechtshormone. Östrogene können sowohl MC4R als auch die Funktion von Mitochondrien beeinflussen. Warum OPA1 bei Weibchen anders reagiert, bleibt jedoch noch offen.

Studie verbindet zwei entscheidende Bereiche in der Adipositas-Therapie

Für Matsumura verbindet die Arbeit zwei Bereiche, die bei Übergewicht bisher eher getrennt betrachtet werden: Appetitregulation und Energieversorgung der Nervenzellen. „Unsere Ergebnisse liefern wichtige Einblicke in die Mechanismen von Adipositas aus der Perspektive des neuronalen Energiestoffwechsels“, erklärt der Studienleiter. Die Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Tieren könnten zudem bei künftigen personalisierten Therapien eine Rolle spielen.

Eine direkte Aussage über menschliches Essverhalten erlaubt das Experiment allerdings nicht. Untersucht wurden genetisch veränderte Mäuse, deren OPA1 gezielt in bestimmten Nervenzellen fehlte. Auch der typische „Heißhunger“, den wir als Menschen empfinden, wurde nicht gemessen. Die Versuche liefern vielmehr einen möglichen biologischen Zusammenhang: Funktionieren die Mitochondrien in appetitregulierenden Nervenzellen anders, verändern sich bei Mäusen Futteraufnahme, Fettkonsum und Gewicht.

Kurz zusammengefasst:

• OPA1 unterstützt die Funktion der Mitochondrien in appetitregulierenden Nervenzellen: Fehlt das Protein dort, fressen Mäuse mehr und nehmen stärker zu.
• Auch die Fettaufnahme verändert sich: Mäuse ohne OPA1 in MC4R-Neuronen konsumierten mehr Sojaöl und legten unter Fettzugang schneller an Gewicht zu.
• Die Effekte unterscheiden sich nach Geschlecht: Weibliche Mäuse reagierten stärker und sprachen zugleich schwächer auf den appetithemmenden MC4R-Wirkstoff Setmelanotid an.

Übrigens: Bei Adipositas greift die einfache Erklärung „zu viel gegessen“ zu kurz – Hormone, Stoffwechsel und gestörte Sättigungssignale können die Gewichtszunahme mitbestimmen. Warum der Körper trotz voller Energiespeicher weiter Hunger melden kann, erklären wir genauer in unserem Artikel.

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