Spezialisierte Nervenzellen machen Lust auf fettreiche Nahrung

Nervenzellen im Nucleus arcuatus des Hypothalamus, welche die Nahrungsaufnahme regulieren. (Cyan: Nozizeptin-Neurone, Gelb: AgRP-Neurone, Magenta: POMC-Neurone). Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

Seit den 1980er Jahren steigt die Zahl von Menschen mit Übergewicht (Adipositas) – und von damit einhergehenden Krankheiten wie Diabetes mellitus und Herzkreislauf-Erkrankungen.

Forschende vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung aus dem Labor von Jens Brüning haben an Mäusen untersucht, welche Nervenzellen genau das „Überessen“ von hochkalorischer Nahrung steuern.

Dazu wurden die Tiere mit einer besonders fettreichen Nahrung gefüttert und anschließend untersucht. „Schon drei Tage fettreiche Ernährung reichten aus, um erhöhte Aktivität von Nozizeptin-Neuronen in einer bestimmten Region des Gehirns, dem Nucleus arcuatus des Hypothalamus, nachzuweisen,“ so Alexander Jais, Erstautor der aktuellen Studie.

In einem weiteren Experiment wurden Mäusen selektiv die Nozizeptin-Neurone im Nucleus arcuatus des Hypothalamus entfernt. Als Folge „überfraßen“ sich diese Mäuse nicht mehr an der Hochfettdiät. Normales Futter fraßen die Tiere dagegen wie zuvor.

Die Nozizeptin-Neurone können folglich spezifisch die Nahrungsaufnahme von fettreicher Nahrung steuern.
In weiteren Versuchen nutzten die Forschenden genetisch veränderte Mäuse, bei denen sich die Aktivität der Nozizeptin-Neurone im Hypothalamus mittels Licht kontrollieren lässt.

„Die Aktivierung dieser Gehirnzellen führte zu einer übermäßigen Nahrungsaufnahme bei den Tieren“ erläutert Jais. „Durch die Aktivierung von Nozizeptin-Neuronen werden bestimmte, das Sattheitsgefühl regulierende Neurone gehemmt und die Tiere nehmen dadurch mehr Nahrung zu sich.“

Fängt Übergewicht im Kopf an?

Energiereiche Nahrung führt dazu, dass in kurzer Zeit deutlich mehr Kalorien konsumiert werden. „Wir sind permanent von fett- und kohlenhydratreichen Lebensmitteln umgeben, und unser Gehirn ist so verdrahtet, dass wir genau diese hochkalorischen Nahrungsmittel besonders gerne essen“, so Jais.

„Es ist nach wie vor nicht bekannt, warum einige Menschen es schaffen, nur so viel zu Essen, wie sie brauchen und andere nicht. Eine mögliche Erklärung könnte nun die individuelle Aktivität von Nozizeptin-Neuronen liefern.“

Um das weltweite Problem des Anstiegs der Adipositas-Erkrankungen besser zu kontrollieren, ist ein grundlegendes Verständnis der Steuerung des Stoffwechsels wichtig.

„Auch die aktuelle COVID-19-Pandemie führt uns vor Augen, dass Adipositas und damit verbundenen Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes Risikofaktoren darstellen. Auch deshalb müssen wir besser verstehen, wie das Nervensystem den Verzehr hochkalorischer, fett- und kohlenhydratreicher Nahrungsmittel steuert“, so Jais.

Prof. Dr. Jens Brüning
Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung, Köln +49 221 4726-200 beate.klingenberg@nf.mpg.de

Alexander Jais, Lars Paeger, Tamara Sotelo-Hitschfeld, Stephan Bremser, Melanie Prinzensteiner, Paul Klemm, Vasyl Mykytiuk, Pia J. M. Widdershooven, Anna Juliane Vesting, Katarzyna Grzelka, Marielle Minère, Anna Lena Cremer, Jie Xu, Tatiana Korotkova, Bradford B. Lowell, Hanns Ulrich Zeilhofer, Heiko Backes, Henning Fenselau, F. Thomas Wunderlich, Peter Kloppenburg, and Jens C. Brüning.

PNOCARC Neurons Promote Hyperphagia and Obesity upon High Fat Diet Feeding.

Neuron; April 2020

http://www.sf.mpg.de

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Dr. Maren Berghoff Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

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