Adipositas: Hungerzentrum im Hirnstamm entdeckt

Der Hirnstamm, Sitz lebenswichtiger Impulsgeber für Atmung und Blutdruck, ist offenbar auch an der Regulierung der Nahrungsaufnahme beteiligt. US-Forscher lokalisieren in Cell (2017; doi: 10.1016/j.cell.2017.06.045) ein Appetitzentrum im dorsalen Raphe-Zentrum und beschreiben neue Wege, wie das Hungergefühl medikamentös beeinflusst werden könnte.

An der Regulierung der Nahrungsaufnahme, die für alle Organismen überlebenswichtig ist, sind vermutlich mehrere Regionen des Gehirns beteiligt. Frühere Studien haben dem Hypothalamus eine zentrale Rolle zugeschrieben, einem wichtigen Steuerzentrum für Körpertemperatur, Blutdruck und andere Körperfunktionen. Der Hypothalamus übernimmt die Aufgabe eines Reglers, der das Körpergewicht konstant hält. Er reagiert dabei auf die Signale des Hormons Leptin, das den Hypothalamus über den Füllungs­zustand des Fettgewebes informiert.

Das Hormon Leptin wurde 1994 von dem Molekulargenetiker Jeffrey Friedman von der Rockefeller University entdeckt. Anfangs bestand die Hoffnung, dass eine Behandlung mit Leptin eine Adipositas lindern kann. Dies funktioniert allerdings nur bei den wenigen Patienten, bei denen ein angeborener Leptinmangel Ursache der Adipositas ist. Die meisten Patienten mit Adipositas produzieren dagegen mehr als genügend Leptin, das aufgrund einer Leptinresistenz jedoch das Körpergewicht nicht normalisiert. Es ist bisher nicht gelungen, auf andere Weise den Regler für das Körpergewicht neu einzustellen.

Das Team um Friedman suchte deshalb nach weiteren Hirnregionen, die die Nahrungsaufnahme beeinflussen. Mit einer neuen Technik suchten die Forscher bei lebenden Mäusen systematisch nach Regionen des Gehirns, in denen es im Fastenzustand und nach der Fütterung zu unterschiedlichen neuronalen Aktivitäten kommt. Sie stießen dabei auf den dorsalen Raphe-Kern oder DRN, einer Region im Hirnstamm in der Nähe der Ventrikel. Im DRN finden sich vier Zelltypen, die die Neurotransmitter Serotonin, Glutamat, GABA und/oder Dopamin produzieren.

Zwei dieser Zellen sind, wie weitere Experimente ergaben, an der Regulierung der Nahrungsaufnahme beteiligt. Neuronen, die GABA freisetzen, erhöhten bei den Tieren die Nahrungsaufnahme. Die Neuronen, die Glutamat freisetzen, senkten dagegen die Nahrungsaufnahme der Tiere. Die Aktivierung der Glutamat-freisetzenden Neuronen führte auch bei adipösen Mäusen zu einer Gewichtsabnahme, selbst wenn bei ihnen eine Leptinresistenz vorlag.

Die Forscher suchten deshalb gezielt nach Wirkstoffen, die die Glutamat-freisetzenden Neurone im dorsalen Raphe-Zentrum aktivieren oder die GABA-Neuronen in ihrer Aktivität blockieren. Vor allem die Blockade der GABA-Neuronen könnte ein viel­versprechender neuer Ansatz in der Behandlung der Adipositas sein. Die Forscher untersuchten diese Zellen genetisch, um Rezeptoren ausfindig zu machen, die sich auf diesen Zellen und sonst möglichst nirgends im Körper finden. Sie Suche war bisher nicht erfolgreich. Es gibt zwar Wirkstoffe, die GABA-freisetzende Neuronen hemmen. Alle haben jedoch zahlreiche Nebenwirkungen, die einen Einsatz selbst in klinischen Studien zu riskant machen würden.

Sollte ein passender Wirkstoff gefunden werden, könnten hunderte von Millionen Menschen weltweit, denen es nicht gelingt, ihre Nahrungsaufnahme auf ein sinnvolles Maß zu drosseln, von den Entdeckungen profitieren. Eine wichtige Erkenntnis der Studie ist, dass der Hirnstamm, der in evolutionärer Sicht älteste Teil des Gehirns, eine wichtige Funktion bei der Nahrungsaufnahme hat. Dies mag im weitesten Sinne erklären, warum es Menschen, die einmal adipös geworden sind, so schwer gelingt, ihr Körpergewicht wieder zu normalisieren.