Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hungrig auf Belohnung - Insulin im Mittelhirn beeinflusst Essverhalten

08.06.2011
Kölner Max-Planck-Forscher entdecken Insulin als Botenstoff in Nervenzellen des Mittelhirns und finden einen Zusammenhang zu dem Belohnungssystem

Sind wir noch hungrig oder schon satt? Das Gehirn steuert das Essverhalten und drosselt beizeiten unseren Appetit, wenn der Körper genügend Energie aufgenommen hat. Seine Informationen über den Sättigungsgrad erhält es über verschiedene Botenstoffe, von denen das Insulin eine wichtige Rolle spielt.

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für neurologische Forschung in Köln und des Exzellenzclusters CECAD der Universität zu Köln fanden nun an Mäusen heraus, dass Insulin nicht nur, wie bisher bekannt, im Hypothalamus als Signalgeber des Energiestoffwechsels wirksam ist, sondern auch in Dopamin-produzierenden Zellen des Mittelhirns. Ein Ausschalten der Insulin-Rezeptoren in diesen Nervenzellen führt zu Gefräßigkeit und Übergewicht.

Das Hormon Insulin, das in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird, spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Blutzuckerspiegels. Störungen in diesem System können zu Übergewicht und zu Diabetes mellitus führen. Bereits seit einigen Jahren wissen die Forscher, dass diese Regulation des Energiegleichgewichts sich nicht nur im Muskel- und Fettgewebe abspielt. Das Team um Jens Brüning, Direktor am Max-Planck-Institut für neurologische Forschung und Leiter des Exzellenzclusters CECAD („Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases“) an der Universität zu Köln, konnte zeigen, dass im Hypothalamus – einer wichtigen Schaltzentrale im Zwischenhirn – Insulin-Rezeptoren auf bestimmten Zellen vorhanden sind. Insulin passiert demnach die Blut-Hirn-Schranke, bindet an Nervenzellen und gibt dort das Signal für Sättigung. Sind diese Rezeptoren nicht vorhanden, fehlen dem Gehirn die entscheidenden Informationen, um die Weichen auf „satt“ zu stellen: Es kommt zu weiterer Nahrungsaufnahme und in der Folge zu Übergewicht.

In der aktuellen Veröffentlichung haben die Kölner Wissenschaftler nun einen weiteren Insulin-abhängigen Regelkreis im Gehirn gefunden, und zwar in dopaminergen Zellen des Mittelhirns. „Wir haben damit einen Mechanismus entdeckt, der dem im Hypothalamus übergeordnet ist“, erklärt Christine Könner, Erstautorin der Publikation, die im Kölner Team um Jens Brüning forscht. Dabei ist außerdem ein Zusammenhang zum „Belohnungssystem“ hergestellt worden. Denn die untersuchten Nervenzellen enthalten Dopamin, einen Neurotransmitter, der als „Glückshormon“ bekannt ist und beim Suchtverhalten eine Rolle spielt. Ob das Insulin hemmend oder aktivierend auf dopaminerge Zellen wirkt, war bisher nicht bekannt. Klar ist den Wissenschaftlern bereits jetzt, dass sie einen weiteren wichtigen Mosaikstein in der komplexen Regulation des Energiegleichgewichts gefunden haben.

Für ihre Studie haben die Kölner Forscher sich die Methode der Knock-out-Mäuse zunutze gemacht. Um die Rolle von Insulin im lebenden Tier herauszufinden, wurden die Insulin-Rezeptoren in den Dopamin-produzierenden Nervenzellen des Mittelhirns gezielt ausgeschaltet. In diesen Zellen werden die Insulin-Rezeptoren zusammen mit der Tyrosinhydroxylase gebildet – einem Schlüsselenzym und Marker für die Dopamin-Synthese. Das zentrale Resultat der Versuche: Die Knock-out-Mäuse wurden gefräßiger und nahmen stärker an Gewicht und Fettmasse zu als ihre nicht manipulierten Artgenossen mit intakten Insulin-Rezeptoren. Ganz offensichtlich spielt also das Insulin auch in diesen Zellen eine entscheidende Rolle in der Kontrolle von Nahrungsaufnahme und Energiegleichgewicht. Die Knock-out-Mäuse reagierten außerdem unter bestimmten Versuchsbedingungen anders auf eine Zuckerlösung und auf Kokain. Beide Ergebnisse sind für die Wissenschaftler Hinweise darauf, dass Insulin als Botenstoff eine direkte Rolle im Belohnungssystem des Gehirns spielt.

Es bleiben offene Fragen: Warum es ein weiteres regulierendes System im Gehirn gibt, können die Wissenschaftler derzeit noch nicht genau erklären. Die Arbeitshypothese lautet: Der Hypothalamus hält das Energiegleichgewicht im Körper stabil und die Nahrungsaufnahme und der Energieumsatz des Körpers werden dem Energiestatus entsprechend angepasst. Über die dopaminergen Zellen des Mittelhirns scheint das Gehirn dann die Signale des Belohnungssystems zu integrieren. „Die Signale aus dem Mittelhirn können das hypothalamische System überrennen“, erklärt Könner. So kommt es vielleicht bei entsprechender Belohnung zu erhöhter Nahrungsaufnahme, auch wenn eigentlich genügend Energie vorhanden ist, nach dem Motto: „Wir sind längst satt und essen dennoch Schokolade.“

Originalveröffentlichung
A. Christine Könner, Simon Hess, Sulay Tovar, Andrea Mesaros, Carmen Sánchez-Lasheras, Nadine Evers, Linda A.W. Verhagen, Hella S. Brönneke, André Kleinridders, Brigitte Hampel, Peter Kloppenburg und Jens C. Brüning: Role for insulin signaling in catecholaminergic neurons in control of energy homeostasis.

Cell Metabolism, 7. Juni 2011

Ansprechpartner
Dr. Christine Könner
Universität zu Köln
Telefon: +49 221 4704586
Fax: +49 221 470 5185
E-Mail: christine.koenner@uni-koeln.de
Prof. Jens C. Brüning, M.D.
Max-Planck-Institut für neurologische Forschung
Telefon: +49 221 4726200
Fax: +49 221 470 5185
E-Mail: bruening@nf.mpg.de

Dr Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.nf.mpg.de
http://www.mpg.de/4337046/insulin_beeinflusst_essverhalten?filter_order=L

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten