DZD - Deutsches Zentrum für Diabetesforschung

Diabetes-Risiko: Fett allein führt nicht zu Veränderungen im Hypothalamus

Eine fettreiche Ernährung kann Übergewicht fördern und das Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes erhöhen. Bei Mäusen führt dies zu messbaren Veränderungen im Bereich des Hypothalamus im Gehirn. Allerdings scheint das Fett allein nicht dafür verantwortlich zu sein, wie ein Forschungsteam des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) und des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) im Fachblatt Scientific Reports berichtet.

Konfokales Bild, das die Immunmarkierung von AgRP, Synaptophysin-TdTomato und DAPI im anterioren paraventrikulären Kern des Hypothalamus (PVH ant) eines Mausgehirns darstellt. ©DIfE

Die neuronalen Verbindungen im Gehirn sind ständigen Veränderungen unterworfen. Und die Ernährung hat darauf großen Einfluss. Es ist mittlerweile bekannt, dass eine fettreiche Ernährung zu Veränderungen im Hypothalamus führen kann, die das Energiegleichgewicht stören und das Risiko für Stoffwechselerkrankungen erhöhen können. 

Die Nahrungsaufnahme wird im Gehirn vorwiegend durch zwei Arten von Neuronen reguliert, AgRP (Agouti-Related Peptide)-Neuronen und POMC (Proopiomelanocortin)-Neuronen. Beide finden sich vorwiegend im Hypothalamus, genauer gesagt im Nucleus paraventricularis, einem Kerngebiet im Hypothalamus, und haben eine gegensätzliche Wirkung. POMC-Neuronen hemmen die Nahrungsaufnahme, AgRP-Neuronen fördern sie. 

Fett oder doch Zucker? 

Frühere Forschungsarbeiten zeigten, dass bei Mäusen, die fettreiches Futter erhalten, die Aktivität der AgRP-Neuronen im Nucleus paraventricularis abnimmt. Dies wurde meist auf den hohen Fettgehalt in der Ernährung der Tiere zurückgeführt. Aber das Futter der untersuchten Mäuse enthielt auch andere Nährstoffe wie zum Beispiel Zucker. Deshalb ließ sich nicht mit Sicherheit sagen, welche Makronährstoffe für die neuronalen Veränderungen verantwortlich ist. 

Die Forschenden von DIfE und DZD untersuchten, ob es primär das Fett ist, das Veränderungen im Gehirn verursacht. Sie fütterten männliche und weibliche Mäuse 48 Stunden lang mit einer fettreichen Nahrung, die wenig Zucker enthielt. Den Forschenden war es wichtig, sowohl männliche als auch weibliche Mäuse zu untersuchen, da in früheren Studien oft nur Männchen verwendet wurden. Daher war unklar, ob die beiden Geschlechter unterschiedlich auf fettreiche Nahrung reagieren.

Andere Nährstoffe mit größerer Bedeutung  

Die Untersuchung der Gehirne der Tiere kam zu einem unerwarteten Ergebnis: Es war kein Effekt der fettreichen Ernährung feststellbar. Die Konnektivität der AgRP-Neuronen hatte nicht abgenommen, weder bei weiblichen noch bei männlichen Mäusen. 

Dies deutet darauf hin, dass es nicht (alleine) das Fett in der Ernährung verantwortlich für die zuvor beobachteten Veränderungen im Hypothalamus ist. Die Forschenden vermuten, dass andere Makronährstoffe, zum Beispiel Zucker, tiefgreifendere Effekte auf die AgRP-Neuronen haben. Welche Rolle die einzelnen Makronährstoffe für neuroanatomische und funktionelle Veränderungen im Gehirn spielen, wollen sie jetzt in weiteren Studien untersuchen. 

Original-Publikation: 

Selma Yagoub, Robert A. Chesters, Jonathan Ott , Jiajie Zhu, Lídia Cantacorps, Katrin Ritter & Rachel N. Lippert: Acute elevated dietary fat alone is not sufficient to decrease AgRP projections in the paraventricular nucleus of the hypothalamus in mice. Scientific Reports volume 14, Article number: 20043 (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-70870-0 [Open Access]