Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Übergewicht verändert Hirnstoffwechsel

14.10.2016

Bei Übergewicht scheint sich der Fettstoffwechsel im Gehirn von Mäusen in charakteristischer Weise zu verändern. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Studie an der Universität Bonn. Die Forscher untersuchten darin eine bestimmte Hirnstruktur, den Hypothalamus. Dieser steuert unter anderem Appetit und Nahrungsaufnahme. Die Arbeit entstand in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und der Universität des Saarlandes. Sie erscheint in Kürze in der renommierten Fachzeitschrift „Glia“, ist aber bereits als „Early View“ online abrufbar.

Die Forscher untersuchten das Gehirn von fettleibigen und normalgewichtigen Mäusen. Dabei konzentrierten sie sich auf den Hypothalamus, eine wichtige Steuerzentrale des Nervensystems. Der Hypothalamus passt unter anderem das Energieangebot im Körper an die Nachfrage an, indem er den Appetit und damit die Nahrungsaufnahme reguliert.


Mikroskopieaufnahme: Tanyzyten und Astrozyten grün, Zellkerne magenta. Tanyzyten und Astrozyten sind an der Verarbeitung von Lipidsignalen diesem Teil des Gehirn beteiligt.

Hofmann, AG Lars Kürschner, Universität Bonn 2016

„Es ist bekannt, dass der Hypothalamus auf Fettsäuren im Blut reagiert“, erklärt Dr. Lars Kürschner vom LIMES-Institut der Universität Bonn. „So drosselt er die Nahrungsaufnahme, wenn sich nach einer Mahlzeit der Fettsäurespiegel erhöht.“ Doch wo genau der Fettsäure-Sensor sitzt und wie er funktioniert, ist noch weitgehend unerforscht.

Kürschners Arbeitsgruppe versucht, diese Frage zu beantworten. Dazu hat sie in den letzten drei Jahren untersucht, wie der Hypothalamus Fettsäuren (fachsprachlich: Lipide) verarbeitet. „Wir wollten unter anderem wissen, welche Zellen in dieser Hirnregion daran beteiligt sind“, erklärt Kürschner.

In der aktuellen Studie konnte das Team zeigen, dass es mindestens zwei Zelltypen sind, die bei diesem Vorgang eine Schlüsselrolle einnehmen: die Astrozyten und die Tanyzyten. Beide zählen zu den so genannten Gliazellen. Diese verdanken ihren Namen der Funktion, die man ihnen früher zuschrieb: Bis vor einigen Jahrzehnten galten sie als reines Stützgewebe, das die empfindlichen Nervenzellen schützt („Glia“ heißt soviel wie „Kitt“ oder „Leim“).

Heute weiß man, dass die Gliazellen weit wichtigere und vielfältigere Aufgaben übernehmen als ursprünglich angenommen. So scheinen sie auch eine wichtige Rolle bei der Lipid-Erkennung und -Verarbeitung im Gehirn zu spielen. „Unsere Ergebnisse belegen, dass Astrozyten und Tanyzyten zusammen die Aufnahme und Verarbeitung der Fettsäuren innerhalb des Hypothalamus organisieren“, betont Kürschner.

Fett-Sensorik bei übergewichtigen Mäusen verändert

Die Tanyzyten sitzen am Rand des Hypothalamus. Sie sind an der Aufnahme der Lipide in den Hypothalamus beteiligt und entscheiden dann, was mit ihnen weiter geschieht. Im Normalfall geben sie diese selektiv an die angrenzenden Astrozyten weiter. Dort werden die Lipide zum Beispiel in die Membranen eingebaut, die die Astrozyten umgeben, oder dienen der zellulären Energiegewinnung.

Bei krankhafter Fettleibigkeit (Adipositas) ist der Fettsäurespiegel dauerhaft erhöht. „Auch bei übergewichtigen Tieren kommen die Fettsäuren zunächst bei den Tanyzyten an“, erklärt Dr. Kürschner. „Die ungesättigten Fettsäuren werden jedoch kaum noch weitergereicht. Die Restmengen werden von den Astrozyten dann vornehmlich zu Energie umgesetzt und nicht für den Aufbau von Membranen verwendet. Ein beträchtlicher Anteil aller Fettsäuren verlässt aber gar nicht erst die Tanyzyten, sondern wird dort in Form von Lipid-Tröpfchen eingelagert.“

Bei krankhafter Fettleibigkeit verändert also der Tanyzyt seine Durchlässigkeit für Lipide, und der Astrozyt verwendet diese zusätzlich anders. Möglicherweise tragen diese Anpassungen zu der hohen Kalorienaufnahme bei, die bei krankhaftem Übergewicht zu beobachten ist. „Allerdings können wir keine Aussagen darüber machen, ob sich diese Prozesse unmittelbar auf das Verhalten auswirken“, sagt Kürschner.

Die aktuellen Ergebnisse deuten aber darauf hin, dass es bei Adipositas zu Veränderungen an der Schaltzentrale zur Stoffwechselkontrolle kommt. „Wir wollen nun klären, welchen Einfluss zum Beispiel das Fasten auf die von uns identifizierten biologischen Prozesse hat“, erklärt Kürschner. „Da beim Fasten die Fettreserven im Körper mobilisiert werden, ist auch in diesem Fall der Fettsäurespiegel im Blut erhöht. Uns interessiert, wie der Körper zwischen Adipositas und längerem Hungern unterscheidet.“

Publikation:
Kristina Hofmann, Christian Lamberz, Kira Piotrowitz, Nina Offermann, Diana But, Anja Scheller, Ashraf Al-Amoudi, Lars Kuerschner: Tanycytes and a differential fatty acid metabolism in the hypothalamus. Glia 2016.
DOI: 10.1002/glia.23088

Kontakt:
Dr. Lars Kürschner
LIMES-Institut der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-62816,
E-Mail: kuerschn@uni-bonn.de

Klaus Herkenrath | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Licht zur Herstellung energiereicher Chemikalien nutzen
22.05.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Junger Embryo verspeist gefährliche Zelle
22.05.2018 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

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: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics