Geschrieben von Maria Cohut, Ph.D. am 8. Februar 2018 – Faktencheck von Jasmin CollierSie haben versucht, kleinere Portionen zu essen und auf einige Lebensmittel ganz zu verzichten, aber Sie verlieren immer noch nicht so viel Gewicht, wie Sie es gerne hätten. Nun, eine neue Studie besagt, dass die komplexe Wirkung eines Enzyms der Kern des Problems sein könnte.
Warum scheint sich unser Körper manchmal gegen uns zu wenden, selbst wenn wir unser Bestes tun, um in Form zu bleiben?
Auch wenn wir uns besser ernähren und auf ungesunde Lebensmittel verzichten, fällt es einigen von uns schwer, das überschüssige Gewicht zu verlieren, das uns plagt.
Der Grund, warum unser Körper überhaupt Fettgewebe einlagert, ist recht einfach und sogar intuitiv, wenn man die Natur der menschlichen Evolution betrachtet, erklärt Dr. Alan Saltiel von der University of California, San Diego School of Medicine in La Jolla.
Wir gewinnen Energie durch die Verbrennung von Fettgewebe, aber manchmal hält es unser Körper für notwendig, die Fettverbrennung zu drosseln, damit wir genug „Treibstoff“ für später haben, wenn wir ihn dringender brauchen.
„Der menschliche Körper ist sehr effizient darin, Energie zu speichern, indem er den Energieverbrauch unterdrückt, um sie für später zu konservieren, wenn man sie braucht“, bemerkt Dr. Saltiel und fügt hinzu: „Das ist die Art der Natur, sicherzustellen, dass man überlebt, wenn eine Hungersnot kommt.“
Einige der Mechanismen, die bei diesem „Treibstoff“-Speicher- und Energieverbrauchssystem im Spiel sind, sind jedoch unklar – insbesondere diejenigen, die mit der Ansammlung von überschüssigem Fett zusammenhängen, die zu Fettleibigkeit führt. Die Frage ist, was den „An/Aus“-Knopf des Fettstoffwechsels drückt, und wann?
Dr. Saltiel und sein Team richteten kürzlich ihre Aufmerksamkeit auf das Enzym TANK-binding kinase 1 (TBK1), das sie als Schlüssel identifizierten, wenn es darum geht, dass der Körper „entscheidet“, wie viel Fett verbrannt und wie viel eingelagert werden soll, insbesondere während einer Fastenperiode.
„Es gibt zwei wichtige Beobachtungen, die wir mit der Verlangsamung des Stoffwechsels bei Fettleibigkeit und Fasten in Verbindung gebracht haben“, erklärt Dr. Saltiel.
„Wir haben zwei neue Rückkopplungsschleifen entdeckt, die miteinander verwoben sind, um das System selbst zu regulieren. Stellen Sie sich das wie Ihr Heimthermostat vor, der Temperaturveränderungen wahrnimmt, um die Heizung aus- und einzuschalten.“
Dr. Alan Saltiel
Die Ergebnisse der Forscher wurden heute in der Zeitschrift Cell veröffentlicht.
Tückische Stoffwechselzyklen
Dr. Saltiel und sein Team arbeiteten am Mausmodell – sowohl mit fettleibigen als auch mit normalgewichtigen Tieren -, um die Rolle von TBK1 bei Stoffwechselprozessen zu untersuchen. Dabei stellten sie fest, dass das Enzym an zwei unterschiedlichen Prozessen beteiligt ist, die jedes Mal zum gleichen Ergebnis führen.
Der erste Prozess wird durch fettleibigkeitsbedingten chronischen Stress in Gang gesetzt und führt zu Entzündungen, da er einen pro-inflammatorischen Signalweg namens NFKB aktiviert.
NFKB verstärkt die Expression von Genen, die die Produktion von Enzymen „diktieren“, von denen man annimmt, dass sie sowohl bei Entzündungen als auch bei der Ansammlung von Körperfett eine Rolle spielen, einschließlich des Gens, das TBK1 kodiert.
TBK1 deaktiviert dann ein anderes Enzym, AMPK, das weitgehend dafür verantwortlich ist, zu regulieren, wie viel Fett wir in Rohenergie umwandeln. Das bedeutet, dass sich Fett, anstatt verbrannt zu werden, ansammeln kann und zu Übergewicht führt.
Das Enzym TBK1 ist auch in den Mechanismus verwickelt, der durch Fasten ausgelöst wird. Beim Fasten sinkt der Energielevel des Körpers. Das Enzym AMPK nimmt dies wahr, und um die Energie zu steigern, sendet es Signale an die Fettzellen, die diese in Energie umwandeln sollen.
Wenn AMPK jedoch aktiviert wird, steigert es auch die Expression des TBK1-Gens, was wiederum dazu führt, dass das TBK1-Enzym die Aktivität von AMPK hemmt. So entsteht ein Teufelskreis, der den Körper daran hindert, das angesammelte Fett zu verbrennen.
„Diese Rückkopplungsschleife blockiert den Energieverbrauch sowohl durch Entzündungen als auch durch Fasten“, erklärt Dr. Saltiel. Als die Wissenschaftler diesen Mechanismus bemerkten, suchten sie nach einer Möglichkeit, ihn zu modifizieren.
„Der Energieverbrauch wurde wiederhergestellt, als wir TBK1 aus den Fettzellen [in] Mäusen entfernten“, fährt er fort. „Aber es trat noch etwas anderes auf, das uns überraschte – es gab einen Anstieg der Entzündung.“
Wie können wir das „Energiegleichgewicht wiederherstellen“?
Ein zweiter Prozess, bei dem TBK1 im Mittelpunkt steht, führt zu einem ebenso teuflischen Kreislauf. Das Team stellte auch fest, dass, selbst wenn der NFKB-Weg die Produktion von TBK1 auslöst, das Enzym am Ende den NFKB-Weg hemmt.
TBK1 trägt normalerweise dazu bei, die Entzündung zu reduzieren, ohne sie jedoch auszulöschen. Stattdessen hält es sie auf einem niedrigen Niveau – wenn TBK1 inaktiviert ist, wird die Entzündungsreaktion ohne die regulierende Wirkung des Enzyms verstärkt.
Als Dr. Saltiel und Kollegen das TBK1-Gen in fettleibigen Mäusen löschten, löste dies sowohl einen Gewichtsverlust als auch eine erhöhte Entzündung aus. Im Gegensatz dazu wurde bei normalgewichtigen Mäusen, bei denen TBK1 deletiert wurde, keine Veränderung des Stoffwechsels beobachtet, was darauf hindeutet, dass eine Verringerung der Kalorienzufuhr auch zur Reduzierung der Entzündung beitragen könnte.
„Die Hemmung von TBK1 hat das Potenzial, das Energiegleichgewicht bei Fettleibigkeit wiederherzustellen, indem die Fähigkeit zur Fettverbrennung verbessert wird“, erklärt Dr. Saltiel.
Während er anmerkt, dass „[d]ies ist wahrscheinlich nicht der einzige Weg, die für den Energieverbrauch in Fasten oder Fettleibigkeit“, fügt er hinzu, „[D]iese Informationen bietet neue Einblicke in, wie wir könnten Medikamente entwickeln, die TBK1 oder andere Enzyme in den Stoffwechsel beteiligt hemmen.“
Dennoch merken die Forscher an, dass die Einnahme spezieller Medikamente für diejenigen, die fitter sein wollen, nicht ausreichen wird.
„Ich denke, man wird wahrscheinlich immer noch beides tun müssen: die Energieaufnahme durch die Ernährung reduzieren und den Energieverbrauch erhöhen, indem man diese kompensatorische Reduktion der Kalorienverbrennung blockiert“, betont Dr. Saltiel.