Spezialisierte Nervenzellen machen Lust auf fettreiche Nahrung
Hochkalorische, energiedichte Nahrungsmittel sind in unserer modernen Gesellschaft ständig verfügbar. Forschende vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln haben herausgefunden, dass eine Gruppe von Nervenzellen im Gehirn von Mäusen den Konsum von fettreicher Nahrung fördert. Werden diese sogenannten Nozizeptin-Neurone im Hypothalamus aktiviert, beginnen die Tiere mehr zu fressen.
Published: 25.04.2020
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 in Tierversuchen 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 im Nucleus arcuatus des Hypothalamus nachzuweisen,“ so Alexander Jais, Erstautor der 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 das Sattheitsgefühl regulierende Neurone gehemmt, und die Tiere nehmen dadurch mehr Nahrung zu sich.“
Nucleus
In cell biology, the nucleus in a cell is the cell nucleus, which contains the chromosomes, among other things. In neuroanatomy, the nucleus in the nervous system refers to a collection of cell bodies – known as gray matter in the central nervous system and ganglia in the peripheral nervous system.
Hypothalamus
The hypothalamus is considered the center of the autonomic nervous system, meaning it controls many motivational states and regulates vegetative aspects such as hunger, thirst, and sexual behavior. As an endocrine gland (which, unlike an exocrine gland, releases its hormones directly into the blood without a duct), it produces numerous hormones, some of which inhibit or stimulate the pituitary gland to release hormones into the blood.In this function, it also plays an important role in the response to pain and is involved in pain modulation.
Beginnt Übergewicht im Kopf?
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.
Originalpublikation:
- Jais et al. PNOCARC Neurons Promote Hyperphagia and Obesity upon High Fat Diet Feeding; Neuron; April 2020
