Sensor für Blutzucker im Gehirn reguliert Körpergewicht

New York (USA) - Bestimmte Hormone und Nährstoffe im Blut erzeugen im Gehirn Gefühle von Hunger und Sättigung. So bleibt das Körpergewicht weitgehend konstant. Jetzt haben US-amerikanische Forscher entdeckt, auf welche Weise Zellen in der Hirnregion des Hypothalamus auf den Blutzuckerspiegel reagieren. Ein hoher Zuckergehalt aktiviert ein Gen, das den Appetit verringert, damit das Körpergewicht nicht zunimmt. Mäuse, bei denen dieses Gen defekt war, erkrankten leichter an Fettleibigkeit. Der bisher unbekannte Signalweg bietet daher die Möglichkeit, neue Therapien gegen krankhaftes Übergewicht zu entwickeln, schreiben die Wissenschaftler im Online-Journal "PLoS Biology".

Die Rolle des Proteins HIF (Hypoxie-induzierter Faktor) in bestimmten Hirnzellen stand im Fokus des Teams um Dongsheng Cai vom New Yorker Albert Einstein College of Medicine. Die Forscher untersuchten seine Funktion bei der Genregulation im Hypothalamus von Mäusen. Von anderen Zellen und Geweben war bekannt, dass HIF auf eine absinkende Sauerstoffkonzentration reagiert, indem es Gene aktiviert, die den Stoffwechsel an die veränderten Bedingungen anpassen. Die neuen Experimente zeigten, dass HIF, ein sogenannter Transkriptionsfaktor, in den nun untersuchten Zellen eine zweite, völlig andere Funktion hat. Er wird verstärkt produziert, sobald der Blutzuckerspiegel steigt. Dann schaltet er ein Gen ein, was zur Freisetzung eines Botenstoffs (POMC) führt, der wiederum an der Kontrolle der Energiebilanz und des Körpergewichts beteiligt ist.

Genetisch veränderte Mäuse, deren HIF-Produktion im Hypothalamus blockiert war, reagierten nicht mehr auf erhöhte Blutzuckerwerte: Sie verringerten die Nahrungsaufnahme nicht und wurden mit größerer Wahrscheinlichkeit fettleibig. Die Forscher behandelten diese Tiere durch eine Gentherapie, indem sie ein intaktes HIF-Gen in die Gehirnzellen einschleusten. Das kurbelte die HIF-Produktion wieder an und bewirkte, dass die Mäuse auch bei kalorienreicher Ernährung nicht mehr an Fettleibigkeit erkrankten. Ein zu geringer HIF-Spiegel im Gehirn wäre auch beim Menschen eine mögliche Ursache für zunehmendes Körpergewicht. Sollte sich dies bestätigen, so die Forscher, könnte der Einsatz HIF-aktivierender Wirkstoffe ein neuer erfolgversprechender Therapieansatz sein.