Warum eine fettreiche Ernährung die Fähigkeit des Gehirns zur Regulierung der Nahrungsaufnahme beeinträchtigen könnte

Der regelmäßige Verzehr einer fett- und kalorienreichen Ernährung könnte die Fähigkeit des Gehirns zur Regulierung der Kalorienaufnahme verringern. Neue Forschungsergebnisse an Ratten, die im Journal of Physiology veröffentlicht wurden, zeigen, dass sich das Gehirn nach kurzer Zeit fett- und kalorienreicher Ernährung an die aufgenommene Nahrung anpasst und die Nahrungsmenge reduziert, um die Kalorienzufuhr auszugleichen. Die Forscher vom Penn State College of Medicine in den USA vermuten, dass die Kalorienaufnahme kurzfristig von Zellen namens Astrozyten (große sternförmige Zellen im Gehirn, die viele verschiedene Funktionen der Neuronen im Gehirn regulieren) reguliert wird, die den Signalweg zwischen dem Gehirn und dem Darm kontrollieren. Eine kontinuierliche fett- und kalorienreiche Ernährung scheint diesen Signalweg zu unterbrechen.

Das Verständnis der Rolle des Gehirns und der komplexen Mechanismen, die zu übermäßigem Essen führen, einem Verhalten, das zu Gewichtszunahme und Fettleibigkeit führen kann, könnte bei der Entwicklung von Therapien zur Behandlung dieser Krankheit helfen. Fettleibigkeit ist ein weltweites Problem für die öffentliche Gesundheit, da sie mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Typ-2-Diabetes verbunden ist. In England gelten 63 % der Erwachsenen als übergewichtig, und etwa die Hälfte von ihnen lebt mit Fettleibigkeit. Eines von drei Kindern, die die Grundschule verlassen, ist übergewichtig oder fettleibig.

Dr. Kirsteen Browning, Penn State College of Medicine, USA, sagte,

"Die Kalorienaufnahme scheint kurzfristig durch Astrozyten reguliert zu werden. Wir fanden heraus, dass eine kurze Belastung (drei bis fünf Tage) durch eine fett- und kalorienreiche Ernährung die größte Wirkung auf Astrozyten hat und den normalen Signalweg zur Kontrolle des Magens auslöst. Mit der Zeit scheinen sich die Astrozyten gegenüber der fettreichen Nahrung zu desensibilisieren. Etwa 10-14 Tage nach dem Verzehr einer fett- und kalorienreichen Ernährung scheinen die Astrozyten nicht mehr zu reagieren, und die Fähigkeit des Gehirns, die Kalorienaufnahme zu regulieren, scheint verloren zu gehen. Dies stört die Signalübertragung an den Magen und verzögert dessen Entleerung.

Astrozyten reagieren zunächst auf die Aufnahme von fett- und kalorienreichen Nahrungsmitteln. Ihre Aktivierung löst die Freisetzung von Gliotransmittern aus, Chemikalien (einschließlich Glutamat und ATP), die Nervenzellen erregen und normale Signalwege zur Stimulierung von Neuronen ermöglichen, die die Funktion des Magens steuern. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Magen richtig zusammenzieht, um sich zu füllen und zu entleeren, wenn die Nahrung den Verdauungstrakt passiert. Wenn Astrozyten gehemmt werden, wird die Kaskade unterbrochen. Der Rückgang der chemischen Signalstoffe führt zu einer Verzögerung der Verdauung, weil sich der Magen nicht mehr richtig füllt und entleert.

Bei der intensiven Untersuchung wurde die Nahrungsaufnahme von Ratten (N=205, 133 Männchen, 72 Weibchen), die ein, drei, fünf oder 14 Tage lang mit einer Kontroll- oder einer fett- und kalorienreichen Diät gefüttert wurden, durch Verhaltensbeobachtung überwacht. Dies wurde mit pharmakologischen und speziellen genetischen Ansätzen (sowohl in vivo als auch in vitro) kombiniert, um bestimmte neuronale Schaltkreise zu beeinflussen. Auf diese Weise konnten die Forscher die Astrozyten in einer bestimmten Region des Hirnstamms (dem hinteren Teil des Gehirns, der das Gehirn mit dem Rückenmark verbindet) gezielt hemmen, so dass sie das Verhalten einzelner Neuronen beurteilen und das Verhalten der Ratten im Wachzustand untersuchen konnten.

Um zu bestätigen, dass derselbe Mechanismus auch beim Menschen auftritt, müssen Studien am Menschen durchgeführt werden. Sollte dies der Fall sein, sind weitere Tests erforderlich, um festzustellen, ob der Mechanismus sicher angegangen werden kann, ohne andere Nervenbahnen zu stören.

Die Forscher planen, diesen Mechanismus weiter zu erforschen. Dr. Kirsteen Browning sagte,

"Wir müssen noch herausfinden, ob der Verlust der Astrozytenaktivität und der Signalmechanismus die Ursache für übermäßiges Essen ist oder ob er als Reaktion auf das übermäßige Essen auftritt. Wir wollen herausfinden, ob es möglich ist, die offenbar verloren gegangene Fähigkeit des Gehirns zur Regulierung der Kalorienaufnahme zu reaktivieren. Wenn dies der Fall ist, könnte dies zu Interventionen führen, die helfen, die Kalorienregulation beim Menschen wiederherzustellen.