Nicht nur das Essen zählt: Auch wann der Körper Stress abbaut, könnte Übergewicht beeinflussen

Wer zunimmt, sucht die Ursache meist beim Essen: zu viel, zu fett, zu kalorienreich. Doch offenbar kann auch etwas anderes den Körper auf Fettaufbau stellen. In einem Experiment mit Mäusen störten Forscher gezielt den natürlichen Tagesrhythmus der Stresshormone. Obwohl die Tiere normales Futter bekamen, legten sie innerhalb von 30 Tagen beinahe so viel Fett zu wie Mäuse auf einer fettreichen Diät. Damit bekommt der Zusammenhang zwischen Stresshormonen und Übergewicht eine neue Facette: Entscheidend könnte nicht nur sein, wie viel von diesen Hormonen im Körper zirkuliert, sondern auch, zu welcher Tageszeit ihre Werte steigen und fallen.

Bei Mäusen folgen diese Hormone normalerweise einem festen Tagesrhythmus. Während der Ruhephase fallen die Werte deutlich ab, kurz vor der aktiven Zeit steigen sie wieder an. Das Team von Weill Cornell Medicine hob gezielt die niedrigen Werte in der Ruhephase an und dämpfte zugleich den täglichen Höchstwert. Dafür erhielten die Tiere Implantate, die langsam Corticosteron freisetzten. Die durchschnittliche Hormonmenge blieb dabei weitgehend im normalen Bereich – verändert wurde vor allem ihr zeitlicher Verlauf.

Wie gestörte Stresshormone bei Mäusen zu Übergewicht führen

Für das Experiment teilten die Forscher die Tiere in vier Gruppen. So konnten sie Ernährung und Hormonrhythmus getrennt voneinander betrachten:

normales Futter und normaler Hormonrhythmus
normales Futter und abgeflachter Hormonrhythmus
fettreiches Futter und normaler Hormonrhythmus
fettreiches Futter und abgeflachter Hormonrhythmus

Besonders deutlich fiel die Kombination beider Faktoren aus. Fettreiche Ernährung und veränderter Hormonrhythmus ließen die Fettmasse nach 30 Tagen zusammen auf etwa das 5,5-Fache des Kontrollwerts steigen. Ernährung und Hormontakt wirkten damit weitgehend unabhängig voneinander und verstärkten sich gegenseitig.

„Wir haben erkannt, dass zwei unterschiedliche Mechanismen, Hormone und Ernährung, die Mäuse fettleibig machen“, sagt Studienleiterin Mary Teruel von Weill Cornell Medicine. „Das könnte auch bei Menschen passieren.“ Die Arbeit erschien im Fachjournal Cell Reports. Dabei unterschieden sich die beiden Formen der Gewichtszunahme deutlich darin, wie Muskeln, Fettgewebe und Leber auf Insulin reagierten.

Die Muskeln werden stark insulinresistent

Am stärksten traf der gestörte Hormonrhythmus die Skelettmuskulatur. Im Quadrizeps sank die insulinabhängige Glukoseaufnahme auf rund 23 Prozent des Kontrollwerts. Im Wadenmuskel waren es noch etwa 33 Prozent. Die Muskeln reagierten damit erheblich schlechter auf Insulin.

Das Fettgewebe behielt dagegen einen wichtigen Teil seiner Insulinempfindlichkeit. Es konnte die Freisetzung von Fettsäuren weiterhin bremsen und einen größeren Teil des gespeicherten Fetts im Gewebe halten. Dadurch unterschied sich der Stoffwechsel deutlich von der klassischen Fettleibigkeit nach fettreicher Ernährung.

Extrem viel Insulin hält den Blutzucker stabil

Auch im Blut entstand ein ungewöhnliches Muster. Bereits drei Tage nach Beginn des Experiments lag der Nüchtern-Insulinwert etwa 17-mal höher als bei den Kontrollmäusen. Danach blieb er über Wochen sechs- bis siebenfach erhöht.

Trotz dieser ausgeprägten Insulinresistenz blieb der Nüchternblutzucker weitgehend normal. Die enorm hohen Insulinmengen reichten offenbar aus, um den verminderten Effekt des Hormons teilweise auszugleichen. Die Tiere waren also insulinresistent, entwickelten aber nicht das für eine klassische Stoffwechselstörung typische Muster aus dauerhaft erhöhtem Blutzucker und zunehmender Fettleber.

© Teruel Lab Auch bei ähnlich starkem Übergewicht sah die Leber unterschiedlich aus: Mäuse mit gestörtem Stresshormon-Rhythmus lagerten deutlich weniger Fett ein als Tiere mit fettreicher Ernährung. Rot markiert ist das Fett im Lebergewebe. © Teruel Lab

Die Leber bleibt weitgehend vor Fett geschützt

Auch die Verteilung des Fetts unterschied sich deutlich. Bei fettreicher Ernährung sammelten sich große Mengen davon in der Leber. Bei den Mäusen mit gestörtem Hormonrhythmus blieb dieses Organ dagegen vergleichsweise fettarm.

Nach 60 Tagen fanden die Forscher nur geringe Fettablagerungen. Auch der Triglyceridgehalt der Leber unterschied sich nicht signifikant von dem der Kontrolltiere. Ein Grund liegt offenbar im Fettgewebe: Weil Insulin dort weiterhin die Freisetzung von Fettsäuren bremsen konnte, gelangten weniger davon zur Leber.

„Es ging nicht nur darum, wie viele Kalorien sie fraßen“, sagt Teruel. „Der Zeitpunkt der Hormonsignale veränderte, wie der Körper mit diesen Kalorien umging und wo die Energie gespeichert wurde. Das hat mich etwas erstaunt.“

Auch Muskeln verlieren zunächst Substanz

Der veränderte Hormonrhythmus hatte noch einen weiteren Effekt. Schon wenige Tage nach Beginn des Experiments verloren die Mäuse fettfreie Körpermasse. Besonders betroffen waren schnell kontrahierende Muskelfasern im Quadrizeps und im Wadenmuskel.

Der Verlust setzte sich jedoch nicht dauerhaft fort. Nach ungefähr einer Woche stabilisierte sich die Muskelmasse und nahm anschließend wieder zu. Bei Mäusen mit fettreicher Ernährung allein trat dieser frühe Muskelabbau nicht auf. Auch hier unterschieden sich die beiden Wege zur Fettleibigkeit deutlich.

Beim Menschen folgt Cortisol ebenfalls einer inneren Uhr

Beim Menschen übernimmt vor allem Cortisol die Funktion der Glukokortikoide. Seine Konzentration verändert sich im Tagesverlauf deutlich: Morgens sind die Werte normalerweise hoch, nachts niedrig. Chronischer Stress, Schichtarbeit und schlechter Schlaf können diesen Rhythmus abflachen.

Auch Zusammenhänge zwischen einem veränderten Cortisolverlauf, Übergewicht und mehr Bauchfett sind aus Untersuchungen am Menschen bekannt. Ob Stresshormone Übergewicht beim Menschen aber über denselben Mechanismus fördern wie bei den Mäusen, ist bislang nicht geklärt.

Für die Übertragung der Ergebnisse bleiben mehrere Grenzen:

Das Experiment lief nur acht Wochen.
Untersucht wurden ausschließlich männliche Mäuse.
Weibliche Tiere könnten bei Fettverteilung und Insulinempfindlichkeit anders reagieren.
Bei längerer Störung könnte sich auch die zunächst geschützte Leber stärker verfetten.

Übergewicht kann biologisch sehr unterschiedlich entstehen

Teruel plädiert deshalb dafür, Fettleibigkeit nicht als einheitlichen Stoffwechselzustand zu betrachten. „Wir sollten aufhören, Übergewicht als eine einzige Sache zu behandeln“, sagt sie. „Auch Insulinresistenz sollten wir nicht als eine einzige Sache behandeln.“

Bei den Mäusen führte fettreiche Ernährung zu einem anderen Stoffwechselmuster als der gestörte Rhythmus der Stresshormone. Äußerlich entstand in beiden Fällen viel zusätzliches Körperfett. Im Inneren reagierten Muskeln, Fettgewebe und Leber jedoch sehr unterschiedlich.

Kurz zusammengefasst:

Ein gestörter Tagesrhythmus der Stresshormone ließ Mäuse trotz normaler Ernährung fast so viel Fett zulegen wie eine fettreiche Kost.
Die Insulinresistenz traf dabei vor allem die Muskeln, während Fettgewebe und Leber vergleichsweise besser auf Insulin reagierten.
Ob derselbe Mechanismus auch beim Menschen gilt, ist noch unklar; bekannt sind bisher nur Zusammenhänge mit Stress, Schichtarbeit und schlechtem Schlaf.

Übrigens: Nicht nur Stresshormone können beeinflussen, wie der Körper Fett speichert – auch die Gene spielen offenbar mit. Eine seltene Variante von FNIP1 geht mit weniger Körper- und Leberfett sowie einem höheren Energieverbrauch einher – mehr dazu in unserem Artikel.

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