Wer schon mal versucht hat abzunehmen, kennt dieses Gefühl: Man nimmt sich fest vor, weniger zu essen, und trotzdem greift man irgendwann zum Snack, obwohl man eigentlich gar keinen Hunger hat. Lange galt Übergewicht deshalb vor allem als Frage von Disziplin und Selbstkontrolle. Aber die Forschung zeigt heute ein deutlich komplexeres Bild. Denn unser Körpergewicht wird nicht allein durch bewusste Entscheidungen bestimmt. Tief im Gehirn arbeiten Netzwerke aus Nervenzellen und Hormonen daran, Hunger, Sättigung und Energieverbrauch zu steuern, ohne dass wir wirklich Einfluss darauf haben.
Wir fragen uns heute deshalb: In „Ach Mensch“, wie steuert das Gehirn unseren Stoffwechsel? Und warum geraten diese Mechanismen bei Übergewicht und Diabetes aus dem Gleichgewicht? Ich bin Jessi Jus, schön, dass ihr zuhört. Ach Mensch, Schwerpunkt Körper und Psyche. Ein detektor.fm-Podcast in Kooperation mit der Max-Planck-Gesellschaft.
Adipositas als Gesundheitsproblem
Adipositas, also krankhaftes Übergewicht, zählt heute zu den größten Gesundheitsproblemen weltweit. Allein in Deutschland lebt etwa jede vierte erwachsene Person mit Adipositas. Die Erkrankung erhöht das Risiko für Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und viele weitere gesundheitliche Probleme. Und die Zahl der Betroffenen steigt seit Jahrzehnten weltweit. Gleichzeitig wächst das wissenschaftliche Verständnis dafür, wie komplex die biologischen Prozesse hinter Hunger, Sättigung und Gewichtszunahme tatsächlich sind. Darüber spreche ich heute mit Prof. Dr. Jens Brüning.
Er ist Direktor am Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung und Direktor der Polyklinik für Endokrinologie, Diabetologie und Präventivmedizin in Köln. Er untersucht seit vielen Jahren die neurobiologische Ebene unseres Stoffwechselsystems, also wie das Gehirn mit Organen wie Leber, Fettgewebe und Bauchspeicheldrüse kommuniziert und unseren Stoffwechsel reguliert. Herzlich willkommen, Herr Brüning, schön, dass Sie heute bei uns sind.
Vorurteile über Übergewicht
Vielen Dank für die Gelegenheit. Wenn es um das Thema Übergewicht geht, dann trifft man ja wirklich eigentlich sofort auf Vorurteile. Übergewichtige seien selbst schuld, können sich einfach nicht kontrollieren. Ihre Forschung scheint mit diesen Unterstellungen aufzuräumen. Wie viel Kontrolle hat der Mensch denn tatsächlich über sein Körpergewicht?
Ich denke, das Wichtigste ist überhaupt zu verstehen, dass das Körpergewicht genauso reguliert ist wie andere physiologische Prozesse, also wie zum Beispiel der Blutdruck oder andere essentielle Prozesse im Körper. Und das große Problem, sage ich mal, hinsichtlich der Körpergewichtsforschung oder Adipositasforschung war für ganz ganz lange Zeit, dass wir halt nicht die molekularen Grundlagen oder die Signalwege verstanden haben, wie das Gehirn überhaupt die Information erhält, wie viel Energie im Körper vorhanden ist.
Und ich denke, das war so, ja das, woran die Forschung ganz, ganz lange aufgehalten wurde. Und das hat sich erst so in den Anfang der 90er Jahre, also konkret 1994, geändert, als eine Gruppe an der Rockefeller University von Jeff Friedman ein Hormon entdeckt hat, das sogenannte Leptin, das aus dem Fettgewebe gebildet wird und dem Gehirn signalisiert, wie viel Fett im Körper vorhanden ist.
Mechanismen der Gewichtregulation
Und das hat sozusagen zum ersten Mal die Tür aufgestoßen für ein Verständnis der mechanistischen Grundlagen, wie Körpergewicht reguliert wird. Und seitdem hat sich das ganze Feld halt wirklich schlagartig entwickelt. Und insofern kann man jetzt gar nicht sagen, wie viel der Wille ist. Aber wir haben einfach gelernt, dass, genau wie der Blutdruck durch bestimmte Mechanismen reguliert ist, auch die Nahrungsaufnahme durch bestimmte Mechanismen reguliert ist, über die wir gar nicht gerne weiter sprechen können.
Also ich glaube, das ist das ganz Entscheidende, dass wir überhaupt begonnen haben, vor, ich sag mal, gerade 30 Jahren, überhaupt zu verstehen, dass es bestimmte Signale gibt, die dem Gehirn mitteilen, wie viel Energie verfügbar ist, um Nahrungsaufnahme und Energieabgabe entsprechend anzupassen. Und das ist halt ein wichtiger Ansatzpunkt, wirklich so ein, ich sag mal körperliches somatisches Korrelat zu finden. Und dass es jetzt nicht nur um Willenskraft, Schwäche und so was geht, sondern dass es einfach genauso reguliert ist wie jeder andere physiologische Prozess im Körper.
Grundlagen des Essverhaltens
Ja, vielleicht fangen wir dann einfach bei den Basics an. Also, wie entscheidet unser Körper denn jetzt genau, ob wir etwas essen sollten oder nicht und wie viel? Also, das ist im Grunde, unterscheidet man also jetzt ganz grob gesprochen zwei fundamentale, ich sag mal, neurobiologische Grundlagen des Essens.
Also das eine ist das sogenannte unterbewusste Sättigungsgefühl. Also das läuft über sehr alte Gehirnstrukturen im sogenannten Hypothalamus des Gehirns. Und das ist so eine Art ja fast wie eine Reflexregulation. Das heißt, unterhalb unseres Bewusstseins empfängt der Körper, also das Gehirn, Signale aus dem Körper, also zum Beispiel aus dem Fettgewebe, Signale über die Höhe des Blutzuckers.
Und dann werden bestimmte Nervenzellen integriert, diese Signale. Das heißt, die sind sozusagen Sensoren im Gehirn und nehmen wahr, wie viel Energie ist im Körper vorhanden, wie viel Fett ist vorhanden, wie viel Zucker ist vorhanden, wie viel Eiweiß ist vorhanden. Und das wird dann sozusagen verarbeitet in ein Signal, um festzustellen, es ist genug Energie im Körper da. Und jetzt hören wir auf zu essen.
Und dann schalten diese Nervenzellen halt in andere Gehirnregionen und führen dazu, dass man aufhört zu essen. Also das ist im Grunde dieses ganz klassische Sättigungsgefühl. Man hört auf zu essen und das Körpergewicht reguliert sich damit auf einem stabilen Niveau.
Hedonische Aspekte des Essens
Und dann ist natürlich Essen auch noch komplexer. Und das ist der, ich sag mal, sogenannte hedonische Aspekt, dass Essen auch einen bestimmten Belohnungswert hat. Und das sind dann sozusagen höhere Gehirnfunktionen. Ja, und das ist sozusagen die emotionale Komponente, die auch jeder von uns kennt, wenn er eigentlich satt ist nach dem Essen und dann steht noch ein leckeres Dessert da, dass man dann ich sag mal, sein Sättigungsgefühl sehr, sehr gut übersteuern kann und dann auch noch was zusätzlich ist, weil es halt, ich sag mal, belohnend süß ist.
Aber auch diese Komponente ist halt auch nicht unser rein Willenskraft sozusagen unterlegen, sondern die gleichen Hormone, die auch auf dieses sehr basale System, also zum Beispiel dieses Leptin, wirken, einmal auf diese hypothalamischen Zellen, aber auch das Leptin wirkt auch auf dieses Belohnungssystem, um die Wertigkeit von Essen zu modulieren.
Und Sie können sich vorstellen, wenn man lange nichts zu essen bekommen hat, dann hat man einmal Hunger und dann bekommt Essen auch natürlich einen höheren Belohnungswert zugemessen. Und das macht ja evolutionär auch Sinn, dass man einfach seine Sinne schärft auf das was jetzt notwendig ist und dass auch der subjektiv empfundene Belohnungsreiz von Essen natürlich ansteigt, wenn man keins hat.
Einfluss von Hormonen auf das Essverhalten
Und genauso reguliert dann das Hormon nicht nur das, ich sag mal, basale Sättigungsgefühl, sondern reguliert auch die Wertigkeit, mit der wir Essen als belohnend oder weniger belohnend empfinden. Und jetzt kann man auch verstehen, dass wenn diese Hormonwirkung auf einmal nicht mehr richtig funktioniert, dass dann vielleicht Essen einen falsch hohen Belohnungswert erhält, wenn man eigentlich schon satt ist.
Mal so ein Beispiel aus dem Alltag: Also wenn ich an einer Konditorei vorbeigehe und leckere Teilchen sehe, dann bekomme ich sofort Appetit, auch wenn ich keinen Hunger habe. Und mein Kopf sagt dann zwar, das ist ungesund, aber mein Körper der sorgt im gleichen Moment dann dafür, dass mir ja das Wasser im Mund zusammenläuft. Warum löst denn mein Körper so eine Reaktion aus, obwohl ich keinen Hunger habe?
Mechanismen der Nahrungsaufnahme
Also, was geht da an? Also es gibt halt einen Mechanismus, der uns normalerweise ideal auf die Verwertung von Nahrung sozusagen vorbereitet. Es gibt zum Beispiel Studien, dass es einen absoluten Unterschied macht, ob wir Nahrung vorher gerochen haben und dass der Körper sich sozusagen schon darauf vorbereiten kann, dass Kalorien in den Körper kommen oder ob man die gleiche Kalorien, sage ich mal, direkt in den Magen von entweder Versuchstieren oder Menschen gibt.
Dann werden diese Kalorien halt nicht so gut verarbeitet und verstoffwechselt im Vergleich dazu, als wenn man vorher schon das Essen gerochen und geschmeckt hätte und dem Körper sozusagen die Chance gibt, sich darauf vorzubereiten. Und das ist im Grunde was, was wir schon kennen aus den sogenannten Pavlovschen Versuchen. Damals wurde gezeigt, dass Hunde zum Beispiel konditioniert werden können, wenn sie Nahrung bekommen und das zum Beispiel assoziiert ist mit dem Klingeln einer Glocke, dass dann die Magensäure produziert wird.
Und das ist halt nur ein Beispiel dafür, dass der Körper anfängt, schon bei der sensorischen Wahrnehmung von Essen alle Prozesse darauf vorzubereiten, die wahrscheinlich bevorstehende Nahrungsaufnahme optimal vorzubereiten.
Vorbereitung der Leber auf Nahrungsaufnahme
Also, Sie haben es ja gerade schon erwähnt: Sie haben herausgefunden, dass eben viel im Körper passiert, wenn Essen wahrgenommen wird. Also ein Beispiel, was ich gerade genannt habe, ist, dass einem das Wasser regelrecht im Mund zusammenläuft. Also der Speichelfluss wird angeregt. Aber Sie haben herausgefunden, dass auch die Leber sich auf die Nahrungsaufnahme vorbereitet. Wie kann ich mir das denn jetzt ganz konkret vorstellen? Und welche Aufgaben übernimmt die Leber eigentlich in unserem Körper überhaupt?
Also die Leber ist ein ganz zentrales Stoffwechselorgan. Und der Körper braucht ja immer eine gewisse Menge Zucker, um das Gehirn mit Energie zu versorgen. Und das heißt, der Körper ist auch in der Lage, wenn von außen keine Nahrung zugeführt wird, also wenn wir hungern oder fasten, dass andere Körperstoffe, zum Beispiel das Fett aus dem Fettgewebe in der Leber dann in Zucker umgewandelt wird, um dem Gehirn auch im Fastenzustand genug Energie zur Verfügung zu stellen.
Und das heißt, wir nennen diesen Prozess Gluconeogenese, also die Neubildung von Zucker aus anderen Bausteinen des Körpers. Wenn von außen keine Energie zugeführt wird, und eine wichtige, ja ich sage mal, Stoffwechselumstellung ist natürlich, dass wenn die Kalorien dann kommen und wenn der Zucker von außen kommt, dass diese Zuckerneubildung in der Leber abgeschaltet wird.
Also sprich, dass der Körper flexibel darauf reagieren kann: Kommt jetzt Zucker von außen in den Körper, dass wir den vorzugsweise verstoffwechseln und dass die Leber sozusagen aufhört, auf diesem Notstoffwechselprogramm zu laufen, um dem Gehirn auch, wenn keine Nahrung da ist, genug Zucker zur Verfügung zu stellen.
Signalübertragung bei Nahrungsaufnahme
Und was wir gezeigt haben, ist, dass dieser Switch, also zwischen dieser Situation Zuckerneubildung im Fastenzustand hin zum, ich sage mal, Stoffwechsel, wenn Nahrung zur Verfügung und Zucker zur Verfügung steht, dass dieser Switch schon vorbereitet wird in dem Moment, wo Nahrung gerochen wird.
Also wir nennen das so die cephalische sozusagen die Kopfphase der Nahrungsaufnahme, dass schon, wenn wir essen riechen, das Signal an die Leber gesendet wird. Da werden Nahrungskomponenten, da werden Aminosäuren, da werden Eiweiße kommen, da wird Zucker kommen, dass die Leber sozusagen ihren Stoffwechsel vom Reservomodus umstellt auf diese, wir nennen das anabole, also aufbauende Phase.
Forschung zu Diabetes und Zuckerregulation
Und inwiefern kann man daraus jetzt weitere Schlüsse ziehen für Ihre Forschung? Also, was machen Sie mit dieser Erkenntnis? Also erst mal ist es ganz, ganz wichtig zu verstehen, dass diese Unterdrückung der Zuckerneubildung am Übergang vom Fasten zum Essen, das ist ein ganz essenzieller Schritt in der Entstehung von Diabetes, also dem sogenannten Alterszucker.
Wir wissen, dass bei Menschen, die an Alterszucker leiden, die damit leben, diese Umschaltung nicht mehr richtig funktioniert. Das heißt, an kritischen Punkten der Entstehung der Erkrankung schafft es die Leber nicht mehr, diese Zuckerneubildung abzuschalten, selbst wenn Zucker von außen im Körper zugeführt wird.
Und dann können Sie sich vorstellen, dann kommen zwei Komponenten zusammen. Das heißt, der Zucker kommt von außen mit der Nahrung und die Leber macht trotzdem noch weiter neuen Zucker zum Beispiel aus Fett oder Eiweißen zu produzieren. Und damit kommt der Körper dann nicht mehr zurecht und dann steigen die Blutzuckerkonzentrationen und so weiter. Das ist ein entscheidender Schritt in der Entwicklung des Diabetes.
Insofern denken wir, wenn wir jetzt die Mechanismen besser verstehen, wie schon der Geruch von Nahrung diese Zuckerneubildung abschaltet, dass wir dann auch neue Mechanismen entdecken könnten, wie wir besser und genauer die Zuckerneubildung regulieren können.
Essverhalten und Nährstoffverarbeitung
Also das sind so die Ansätze, wie das Gehirn jetzt nicht nur direkt die Nahrungsaufnahme reguliert, sondern auch reguliert, wie der Körper Nährstoffe verarbeitet, welche wir nennen das Substrate, also welche Bausteine er bevorzugt benutzt in bestimmten Situationen.
Ich persönlich kenne auch dieses Phänomen, dass wenn ich so den ganzen Tag in der Küche stehe, zum Beispiel weil ich ein großes Abendessen vorbereite oder vielleicht sogar ein Fest, und dann wirklich den ganzen Tag koche und den ganzen Tag Essen rieche, dann habe ich tatsächlich oft zum Zeitpunkt des Essens abends gar nicht mehr so großen Hunger. Ist das ein bekanntes Phänomen? Und wie lässt sich das dann neurobiologisch erklären?
Das lässt sich insofern neurobiologisch erklären, was wir gezeigt haben. Ich hatte ja eben kurz darüber gesprochen, dass zum Beispiel das Leptin im sogenannten Hypothalamus also in dieser alten Gehirnregion ganz bestimmte Nervenzellen ansteuert, um die Nahrungsaufnahme zu unterdrücken.
Und wir haben halt gezeigt, dass genau die gleichen Nervenzellen die durch dieses Leptin angesteuert werden und deren Aktivierung die Nahrungsaufnahme unterdrücken kann, auch die gleichen Nervenzellen sind, die zum Beispiel diese Lebervorbereitung durch Geruchswahrnehmung von Essen vermitteln.
Das heißt, sie haben im Grunde eine Konvergenz eines Hormonsignals, das Sättigung vermittelt und wo auch der Geruchssinn drauf schaltet, um die Leber vorzubereiten. Und man kann sich jetzt ja schon vorstellen, dass wenn zum Beispiel dieser sensorische Input, also das Riechen, über den ganzen Tag auf diese Nervenzellen gewirkt hat, die auch dafür zuständig sind, nicht nur die Leber vorzubereiten, sondern auch die Nahrungsaufnahme zu unterdrücken, dass das langfristig dann auch dazu führt, dass man halt auch ein geringeres Hungergefühl hat.
Hypothalamus und Stoffwechselregulation
Also insofern gibt es wirklich eine auf Nervenzellebene eine Konvergenz, ein Zusammenfließen sowohl des Hormonsignals als auch des Geruchssignals. Stichwort Grundlagenforschung: Wir sprechen hier ja jetzt heute darüber, welche Region im Gehirn eigentlich die Schaltzentrale ist für den Stoffwechsel.
Und Sie haben mit Ihrem Team so eine Art Google Maps für den menschlichen Hypothalamus entwickelt, die Hypo Map. Wie kann ich mir das denn genau vorstellen? Und warum ist das für die Forschung so ein wichtiger Schritt?
Also wir wissen halt schon ganz, ganz lange, dass der sogenannte Hypothalamus, also diese Gehirnregion, eine von mehreren Gehirnregionen ist, die wichtig ist für die Regulation von Stoffwechsel und Nahrungsaufnahme. Aber nicht nur für Stoffwechsel und Nahrungsaufnahme, sondern auch für ganz andere basale Regulationsmechanismen, für Reproduktion, für auch zum Teil für soziale Interaktionen, für also für ganz, ganz grundlegende Verhaltensweisen oder physiologische Prozesse des Körpers.
Und dann, als man Leptin entdeckt hat 1994, konnte man natürlich nachgucken, auf welchen Zellen des Hypothalamus finden wir Rezeptoren, also Eiweißmoleküle, auf die das Leptin wirken kann, an die das Leptin bindet, um dann diese Nervenzellen zu regulieren.
Nervenzelltypen im Hypothalamus
Und dann hat man halt verschiedene Nervenzelltypen identifiziert, die diesen Leptinrezeptor haben und die an der Signaltransduktion, Vermittlung von diesem Hormon Leptin beteiligt sind. Und dann hat man so langsam angefangen, ich sag mal, immer an diesen Kandidaten entlang eine Karte durchs Gehirn aufzubauen. Wo bindet das Hormon? Welche Nervenzellen sind das? Mit welchen anderen Nervenzellen sprechen die?
Und dann hat man überhaupt erst mal begonnen zu verstehen, wie das System so strukturiert aufgebaut ist. Und wir haben uns eine andere Frage gestellt. Wir haben gesagt, wie viele unterschiedliche Nervenzelltypen gibt es denn überhaupt im Hypothalamus?
Und wir haben das zunächst gemacht an Mäusen und haben eine neue Technik genutzt, die es uns ermöglicht, sozusagen das Ablesen der Erbinformation in einzelnen Zellen auszulesen. Also die Erbinformation des Menschen liegt ja im Zellkern in Form der sogenannten DNA vor und in unterschiedlichen Zelltypen werden unterschiedliche Abschnitte dieser Erbinformation abgelesen und übersetzt in sogenannte Bruten mRNA.
Und diese RNA von einzelnen Zellen kann man jetzt sequenzieren und bekommt somit eine Signatur einer einzelnen Zelle, sozusagen welche Eiweiße werden hier gerade gemacht. Und dann kann man fragen, wie unterscheiden sich unterschiedliche Zelltypen im Ablesen der Erbinformation. Und dadurch kann man bestimmte Zelltypen definieren.
Vergleich zwischen Mensch und Maus
Und dann konnten wir zeigen, dass im Maus-Hypothalamus ungefähr 400 verschiedene Nervenzellgruppen vorliegen. Und jetzt kann man natürlich systematisch versuchen zu untersuchen, welche Rolle jeder einzelne dieser Zelltypen in der Regulation des Körpers hat. Und das Gleiche haben wir auch letztes Jahr für den menschlichen Hypothalamus gemacht und konnten zeigen, dass ganz, ganz viele dieser Nervenzelltypen wirklich konserviert sind.
Das ist ja eine gute Nachricht, dass Untersuchungen, die wir an anderen Organismen gemacht haben, dass sie sich übersetzen lassen auf den Menschen. Wir konnten aber auch zeigen, dass bestimmte Oberflächeneiweiße dann doch anders sind, obwohl der Zelltyp als solcher vorhanden ist. Und das hat natürlich wichtige Implikationen für die Pharmaforschung.
Wenn wir jetzt einen bestimmten Nervenzelltyp aktivieren möchten, um zum Beispiel Nahrungsaufnahme zu unterdrücken, dann muss dieser Rezeptor, den wir da ansteuern, natürlich auch im menschlichen Hypothalamus vorhanden sein. Und insofern denke ich, ist das ein wichtiger Grundbaustein für die transnationale Forschung, genau zu charakterisieren, welche Zelltypen, die wir zum Beispiel aus Mäusen kennen, gibt es auch bei Menschen?
Zunahme von Übergewicht und Diabetes
Und wie ähnlich ist das Repertoire der Signalmoleküle, auf die wir ansteuern können, um diese Zellen zu beeinflussen? Das heißt, mithilfe so einer Karte kommt man vielleicht auch der Antwort näher, warum jetzt manche Menschen trotz ähnlicher Lebensweise deutlich leichter zunehmen als andere. Oder Das ist ein Baustein.
Ich denke, was ganz wichtig ist, ist auch diese Charakterisierung der Zelltypen. Haben wir jetzt im ersten Ansatz von möglichst normalgewichtigen Menschen erstellt. Und es wäre natürlich schon wichtig zu verstehen, wenn man das jetzt vielleicht mit den gleichen Versuchen ausgehenden von übergewichtigen Diabetikerinnen, dass man dann vielleicht verstehen kann, wie wird da die Erbinformation in den einzelnen Zellen unterschiedlich abgelesen?
Welche Zellen sind besonders betroffen oder fehlreguliert? Und dass man die vielleicht dann neu ansteuern kann durch pharmakologische Interventionen. Und das wiederum fangen wir auch wieder in Mäusen an. Wir schauen uns da jetzt systematisch an, haben wir den Vergleich zwischen normalgewichtigen und übergewichtigen Mäusen und schauen ganz genau, welche dieser 400 Zelltypen unterscheiden sich?
Was sind die Signale, die da unterschiedlich verarbeitet werden? Und können wir da vielleicht ansetzen, dieses Verhalten zu modulieren? Und schauen dann nach, wenn wir da einen Signalweg in Mäusen gefunden haben: Gibt es diesen Signalweg überhaupt beim Menschen? Macht das überhaupt Sinn, hier weiter Forschung zu treiben?
Antrieb durch Forschung
Wie ist das eigentlich für Sie, so ein Durchbruchsmoment? Ist das einer der Momente, die Sie antreiben, weiterzumachen? Also ich bin eigentlich angetrieben, einfach von Begeisterung für Neues. Und es gibt jetzt eigentlich wenige Momente in der Forschung, die so ein richtiger Durchbruch sind. Man muss ganz klar sagen, Forschung ist interdisziplinär. Es ist ein Prozess.
Wir arbeiten immer wieder weiter auf den Erkenntnissen, die wir gemacht haben, die andere Gruppen gemacht haben. Also es ist wirklich jetzt nicht so ein Moment, die man sich so vorstellen kann, dass das so ein großer heuriger Moment ist, dass jetzt alles komplett anders geworden ist, sondern es sind schon lange Schritte, die man da auch gehen muss, um wirklich neue Erkenntnisse zu machen.
Aber trotzdem, wann immer wir was Neues finden, ich finde das ausgesprochen befriedigend. Ich finde das spannend. Und wie gesagt, einfach zu verstehen, wie unser Körper funktioniert, ist für mich schon ein Antrieb, eine Faszination, das zu machen.
Und ich habe heute das Glück, auch als Kliniker zu arbeiten. Und dann ist es auch, glaube ich, ein Privileg, sozusagen aus der täglichen Arbeit mit Patientinnen ein gewisses Verständnis mit in die Fragestellung der Grundlagenforschung zu bringen und zu sagen, warum passiert dieses und jenes, was ich bei Patientinnen gesehen habe.
Und das dann versuchen zu erklären. Und das empfinde ich als sehr, sehr spannend und auch sehr befriedigend. Also in der Interaktion mit Patienten zu arbeiten und das dann wirklich zu ganz, ganz basalen Fragestellungen am Max-Planck-Institut zurückzubringen und einfach zu verstehen, wie der Körper an sich funktioniert.
Leptin und seine Entdeckung
Ja, wenn wir bei diesen Heurika-Momenten gerade sind, die es manchmal gibt oder die manchmal vielleicht auch ja nicht so ganz plötzlich sind, sondern eher so eine schleichende Entwicklung. Es gab ja tatsächlich ziemlich viel Wirbel in den 90ern. Sie haben ja jetzt auch gerade schon mehrfach das Leptin angesprochen.
Und ich weiß, dass damals dann mit der Entdeckung des Leptins auch eine große Hoffnung verbunden war, dass es vielleicht eine Abnehmpille geben könnte. Warum ist daraus denn nichts geworden? Also was man dann erkannt hat, ist, also wie gesagt, das Leptin wird im Fettgewebe gebildet, wenn viel Fett gespeichert ist und signalisiert in dem Gehirn: Es ist genug Energie da, du kannst aufhören zu essen, also vereinfacht gesagt.
Und dann war natürlich die Idee, wenn man jetzt Übergewichtigen einfach mehr von diesem Hormon Leptin gibt, dass die dann aufhören würden zu essen und dass das Übergewicht beseitigt würde. Was man dann aber festgestellt hat, ist, dass Patienten mit Übergewicht mehr Fett haben und dann auch mehr Leptin bilden.
Also das heißt, das Signal wird generiert, aber es funktioniert nicht mehr richtig in der Signalverarbeitung im Gehirn. Wir sprechen dann von einer sogenannten Leptinresistenz. Das heißt, es ist viel Fett im Körper vorhanden, Sie haben hohe Leptin-Spiegel, aber man isst trotzdem noch weiter.
Und dann hilft es natürlich nicht, immer mehr von diesem Hormon, das eh schon exzessiv gebildet wird, zu geben, sondern wir müssen halt jetzt versuchen zu verstehen, wodurch kommt es zu dieser Resistenz. Und vielleicht können wir die Nervenzellen wieder sensitivieren auf dieses Signal.
Und das war die entscheidende Erkenntnis: das Vorliegen einer Leptinresistenz bei den meisten Patientinnen mit Übergewicht. Es gibt allerdings eine Gruppe, ganz wenige Menschen auf der Welt, bei denen ist das Leptin-Gen defekt. Das ist sozusagen ein angeborener Stoffwechselfehler. Wenn das Gen nicht richtig abgelesen wird, können diese Menschen kein Leptin bilden und werden deshalb natürlich übergewichtig, weil das Signal aus dem Fettgewebe komplett fehlt, dass genug Fett vorhanden ist.
Und diese Patientinnen kann man jetzt wirklich mit dem Hormon behandeln. Man ersetzt sozusagen das Hormon, das fehlt, durch Spritzen und die werden komplett geheilt. Aber wie gesagt, das sind halt sehr sehr wenige Menschen, die diesen Gen-Defekt tragen.
Abnehmspritze Osempic
Also für die hat das einen fundamentalen Durchbruch gebracht. Es hat einen fundamentalen Durchbruch gebracht dahingehend, dass wir überhaupt verstanden haben, wie das System prinzipiell funktioniert. Aber es ist halt kein Therapeutikum, sag ich mal, für die breite Masse der Menschen mit Übergewicht.
Heute gibt es ja auch einen ganz neuen Hype: die sogenannte Abnehmspritze Osempic zum Beispiel. Eigentlich ein Medikament, das bei krankhaftem Übergewicht oder Diabetes Typ 2 schon länger zum Einsatz kommt. Was macht diese Spritze genau? Der Effekt aufs Körpergewicht könnte man sagen, ist eher zufällig entdeckt worden.
. Also diese Abnehmspritze basiert darauf, es gibt ein körpereigenes Hormon, das sogenannte Glucagon-like Peptide (GLP-1). Und GLP-1 wird in der Darmwand normalerweise freigesetzt von spezialisierten Zellen, wenn wir Zucker gegessen haben. Und das verbessert die Insulinfreisetzung in der Bauchspeicheldrüse, um diesen Zucker zu verarbeiten.
Und dieses Hormon kann man aber nicht pharmakologisch nutzen, weil es eine sehr kurze Halbwertszeit hat. Das wird innerhalb von 2 bis 3 Minuten im Blut abgebaut. Und dann hat man versucht, ein länger wirksames GLP-1-ähnliches Molekül zu machen. Und das ist zum Beispiel Osempic. Da gibt es aber auch andere Moleküle.
Und dann hat man gesagt: Okay, wenn es uns gelingt, das von außen zu geben und die Wirkung zu verlängern und zu verstärken, dann könnte das ein gutes Diabetesmedikament sein, weil es einfach die Insulinfreisetzung abhängig von der Zuckerzufuhr verbessert. Und so sind diese Medikamente eigentlich primär als Diabetesmedikamente entwickelt worden und sind auch in die Klinik gekommen und waren sehr erfolgreich.
Dann hat man gesehen, dass die Menschen, die damit behandelt worden sind, eine bessere Kontrolle ihres Blutzuckers hatten. Und dann hat man auch gesehen, dass übergewichtige Patientinnen, die ein Diabetes hatten und damit behandelt worden sind, auch abgenommen haben. Und dann hat man nachgeschaut: Wo gibt es denn noch mehr dieser GLP-1-Rezeptoren?
Und hat festgestellt, dass die nicht nur in der Bauchspeicheldrüse sind, wo sie die Insulinfreisetzung verbessern, sondern auch im Gehirn, zum Beispiel im Hypothalamus, aber auch im Hirnstamm. Und auf genau den Nervenzellen, die die Nahrungsaufnahme unterdrücken.
Und dann hatte man sozusagen ein Medikament entwickelt, das nicht nur die Insulinfreisetzung an der Bauchspeicheldrüse verbessert, sondern über die Nervenzellen im Gehirn auch die Nahrungsaufnahme unterdrückt. Und somit war das dann das erste Medikament, das effektiv zur Gewichtsreduktion eingesetzt werden konnte.
Fragen zur Marktzulassung
Ja, ich frage mich natürlich, wie gelangt so ein Medikament dann eigentlich auf den Markt zu Menschen, die eben kein krankhaftes Übergewicht haben? Wie sehen Sie das? Also ich denke, dass es ein fundamentales Problem ist. Man muss ganz klar sagen: Übergewicht ist eine Situation, die prädisponiert für Erkrankungen.
Auch nicht bei allen Menschen mit Übergewicht. Wir wissen auch, dass es eine bestimmte Zahl von Menschen mit Übergewicht gibt, die keinen Diabetes entwickeln werden. Das sind allerdings, ich sage mal, der kleinere Anteil. Insofern glaube ich, ist es wichtig, dass man auch diese Medikamente bei Übergewicht sehr kontrolliert einsetzt.
Und wir verordnen die z. B. nur in Verbindung mit strukturierten Programmen, wo es z. B. auch eine Ernährungsberatung gibt, wo es ein Sportprogramm gibt, wo wir wirklich darauf abzielen, diese Medikamente zu kombinieren mit einer Lebensstiländerung, die einem dann auch langfristig erlaubt, das reduzierte Gewicht zu halten.
Und das ist, glaube ich, ganz wichtig. Und wir dürften jetzt nicht davon ausgehen, dass einfach ein Medikament geschaffen worden ist, das sozusagen over the counter verteilt wird und dass damit ein Problem gelöst wird. Nämlich in dem Moment, wo diese Medikamente abgesetzt werden, nimmt man dann auch wieder an Gewicht zu.
Es sei denn, dass man halt in einem strukturierten Programm gelernt hat, über eine gewisse Zeit wirklich seinen Lebensstil fundamental zu ändern, um auch dieses niedrigere Gewicht dann am Ende halten zu können.
Jojo-Effekt und Körperreaktionen
Wo wir gerade auch über Jojo-Effekte gesprochen haben: Warum will unser Körper denn nach einer Gewichtsabnahme oft unbedingt diese verlorenen Kilos wieder zurückholen? Das ist im Detail nicht wirklich verstanden. Also wir beginnen, das immer besser zu verstehen.
Wir sprechen von einem sogenannten Setpoint. Also dass irgendwo im Gehirn abgelegt wird, wohin der Körper zurück möchte, wenn wir abnehmen. Und der Körper scheint diesen Setpoint immer weiter dahin zu verschieben, ich sage jetzt mal, zum höchsten Gewicht, das er jemals hatte.
Irgendwie scheint das Gehirn wahrzunehmen, dass das der, ich sage mal, beste Zustand ist. Und wenn wir jetzt abnehmen, wie gesagt, nimmt der Körper das wahr. Wenn wir das zum Beispiel durch so eine Abnehmspritze, so ein GLP-1-Medikament, den Hunger unterdrücken, der Körper nimmt ab, dann möchte der Körper das aber eigentlich nicht.
Das heißt, dann werden Nervenzellen so verschaltet, dass die zum Beispiel die Nahrungsaufnahme steigern, bekommen so viel erregenden Einfluss. Das wird alles von dem Medikament so lange noch unterdrückt. Und in dem Moment, wo man das Medikament absetzt, übernehmen sozusagen die Nervenzellen die Kontrolle, die jetzt maximal stimuliert sind und uns dazu bringen, die Nahrungsaufnahme jetzt zu steigern.
Und das führt dann halt zu so einem überschießenden Essen, das dann dazu führt, dass man das, was man mühsam abgenommen hat, wieder zunimmt und zum Teil sogar darüber hinaus schießt. Also das ist ja dieser klassische Jojo-Effekt, den fast jeder kennt, der mal eine Diät gemacht hat.
Langsame Umstellung des Körpers
Das ist dann also auch der Grund, weswegen man eben den Körper langsam umtrainieren sollte, richtig? Genau. Und das ist halt eine ganze Weile, was der Körper zum Beispiel macht, wenn er Gewicht abnimmt. Also zum Beispiel, wenn wir jetzt hungern oder fasten, generiert man ein Kaloriendefizit. Der Körper nimmt ab.
Und wir haben ja auch stoffwechselprozesse, die Energie verbrennen, sozusagen. Und das ist der sogenannte Grundumsatz. Und was passiert, ist, wenn wir Gewicht abnehmen, senkt der Körper seinen Grundumsatz, um sozusagen sein altes Gewicht zu verteidigen.
Und diese Absenkung des Grundumsatzes, die bleibt bestehen, auch über die Diät hinaus. Das heißt, wir haben jetzt zum Beispiel: Mein täglicher Kalorienbedarf wäre 2000 Kalorien. Ich reduziere das jetzt auf 1000 Kalorien, nehme über die Zeit ab. Dann senkt der Körper parallel meinen Grundumsatz zum Beispiel dann auf 1700 Kalorien.
Und wenn ich dann nach der Diät wieder meine alten errechneten Kalorienbedarf von 2000 Kalorien zu mir nehmen würde, gewinne ich mehr an Gewicht, als ich vorher, vor Ausgang der Diät hatte. Und diese Absenkung des Grundumsatzes, die bleibt halt über längere Zeit. Die kann bleiben über ein Jahr, anderthalb Jahre.
Und da muss man sich einfach bewusst vor Augen führen. Und das ist halt auch Teil dieser Programme, dass die Senkung der Energiezufuhr ein dauerhafter Prozess sein muss, um dieses niedrigere Körpergewicht dann letztendlich auch langfristig zu halten.
Ursachen der Fettleibigkeit
Woran liegt es eigentlich, dass immer mehr Menschen fettleibig sind heute? Also mein Bauchgefühl sagt mir, vielleicht sind einfach zu viele ungesunde Lebensmittel im Umlauf. Man weiß ja oft gar nicht so genau, bei Fertigprodukten zum Beispiel, wie viel Zucker darin ist.
Und außerdem sitzen wir wahrscheinlich alle auch so ein bisschen mehr rum als in der Steinzeit. Was sind denn eigentlich die Gründe dafür? Ich glaube, es sind ganz, ganz viele Faktoren. Es ist natürlich einmal die Art der Nahrungsmittel, die sich geändert hat.
Wir haben, ich sage mal, uns stehen zur Verfügung sehr energiedichte Nahrungsmittel, die sowohl die Kombination von Fett und Zucker aufweisen, was natürlich jetzt im Sinne der Kalorienzufuhr sehr effektiv ist, aber auch dann halt sehr schnell zu einem Überangebot führen kann.
Ich glaube, was sich aber auch geändert hat, ist die ganze Gesellschaft, in der wir uns bewegen. Wir haben im Grunde Nahrung verfügbar an sieben Tagen, 24 Stunden am Tag. Und wir haben auch gelernt, dass der Körper eigentlich eine gewisse Tag-Nacht-Rhythmik aufweist, in der Verwertung von Kalorien.
Also das heißt, unsere Stoffwechselprozesse zum Beispiel in der Leber, die funktionieren besser in bestimmten Bereichen tagsüber als nachts, wenn es zum Beispiel darum geht, Zucker zu verstoffwechseln. Und es gibt Experimente in Mäusen, wo man Mäusen die gleiche Zahl von Kalorien entweder entlang ihrer normalen Tag-Nacht-Rhythmik gegeben hat oder die gleiche Zahl von Kalorien zu, ich sage mal, ungewöhnlichen Zeiten.
Und dann führt alleine das schon dazu, dass die Tiere mehr zunehmen als die, die, ich sage mal, im physiologischen Zeitrhythmus ihre Nahrung zu sich genommen haben. Und ich denke, das sind alles Effekte, die in unserer Gesellschaft jetzt zu tragen kommen.
Das heißt, das Angebot von kalorienreicher Ernährung, aber auch die Verfügbarkeit und teilweise auch unser Lebensstil, zum Beispiel im Rahmen von Schichtarbeit, zu Zeiten energiereiche Nahrung zu uns zu nehmen, wo der Körper einfach nicht optimal darauf eingestellt ist, diese Kalorien zu verstoffwechseln.
Zukunftsperspektiven
Also ich glaube, das sind ganz, ganz viele Komponenten, die da zusammenkommen. Ich frage mich natürlich, wie bekommen wir dieses Problem in den Griff? Also was sind denn Zukunftsperspektiven aus Ihrer Forschung? Ich denke, das Wichtigste ist immer für die Medizin zu verstehen, wie Prozesse überhaupt normalerweise reguliert sind.
Und ich finde, da ist jetzt Gewichtsforschung, Stoffwechselforschung wirklich ein Beispiel, welchen wahnsinnigen Erkenntnisgewinn wir überhaupt in den fundamentalen Prinzipien in den letzten 30 Jahren gemacht haben. Und da gibt es bestimmt noch ganz, ganz viel zu entdecken.
Also ich denke, das ist so ein wichtiger Aspekt, dass wir überhaupt mal verstehen, wie funktioniert das System normalerweise, dass wir dann verstehen, an welchen Schlüsselstellen können wir hier eingreifen, Fehlsteuerungen zu korrigieren und neue Medikamente zu entwickeln.
Und ich denke, diese GLP-1-Analoga sind ein wichtiger Durchbruch. Das ist ja zum ersten Mal, dass wir wirklich Medikamente haben, die offensichtlich ziemlich sicher sind, auch in der längerfristigen Anwendung, und eine Nahrungsreduktion herbeiführen können und auch zu einer verbesserten Gesundheit führen können.
Ich denke, das sind ganz, ganz wichtige Erkenntnisse. Was man zum Beispiel jetzt auch gezeigt hat, dass Menschen, die mit diesem GLP-1-Analoga behandelt worden sind, die haben ein niedrigeres Risiko, Herzinfarkte zu erleiden, Schlaganfälle zu erleiden, eine Einschränkung der Nierenfunktion bei Diabetes zu erleiden.
Also wir können wirklich Lebensqualität verbessern. Und ich glaube, das ist ein ganz, ganz wichtiger Schritt. Und je besser wir diese Netzwerke verstehen, wo diese Medikamente angreifen, glaube ich, können wir da auch noch immer weiter neue Medikamente entwickeln, die dieses gesamte Netzwerk zum Ziel nehmen und hoffentlich nicht nur das Gewicht regulieren, sondern die ganzen Komplikationen, die mit Übergewicht verbunden sind.
Gesellschaftliche Verantwortung
Denken Sie, es besteht die Gefahr, dass wir da zu sehr auf Medikamente setzen? Ich glaube, das ist ein gesamtheitliches Problem. Also wir müssen, nichtsdestotrotz, müssen wir auf Verhalten setzen. Wir müssen auch auf das Bewusstsein, glaube ich, setzen.
Also dass man halt schon versucht, auch zu alten Traditionen zurückzukommen, zu bestimmten Zeiten zu essen, normale, ich sage mal, physiologische Muster der Nahrungsaufnahme aufrechtzuerhalten, nicht dauernd zwischendurch zu snacken, sondern einfach wirklich auf diese Mahlzeiten dann zu fokussieren, wenn der Körper auch bereit ist, das gut zu verstoffwechseln.
Dass wir uns trotz aller Bildschirmzeiten dahin bewegen, Sport zu machen, dass wir körperliche Aktivität wieder aktiver ins Zentrum nehmen und natürlich auch, dass wir bewusster kochen und dann letztendlich auch Medikamente nutzen, wenn das alles nicht funktioniert.
Aber das Wichtige ist halt, die Medikamente alleine werden nicht die Lösung des Problems sein. Ich glaube, es ist ein gesellschaftliches Problem, es ist ein politisches Problem, auch das ins Bewusstsein der Menschen zu tragen und letztendlich auch darauf hinzuwirken, dass Prävention von Erkrankungen eine ganz, ganz wichtige Bedeutung hat und dass man nicht erst anfängt, darüber nachzudenken, wenn sozusagen das Kind schon in den Brunnen gefallen ist.
Abschluss
Jens Brüning untersucht am Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln, welche Nervenzellen den Übergang von Fasten zu Essen steuern, wie sich Gehirnzellen bei Fettleibigkeit verändern und wie daraus neue Therapien gegen Adipositas und Diabetes entstehen können.
Das war’s von mir für heute. In der nächsten Folge von ACHMEN schauen wir uns näher an, warum Bewegung nicht nur unserem Körper, sondern auch unserer Psyche so gut tut. Wir sprechen dabei aber gar nicht direkt über eine bestimmte Sportart, sondern über etwas, das viele von uns weniger aus sportlichem Ehrgeiz, sondern aus purer Lust machen: das Tanzen.
Ich freue mich, wenn ihr dann wieder zuhört. Am besten, ihr abonniert noch diesen Feed, damit ihr keine neue ACHMENSCH-Folge verpasst. Ich bin Jessi Jus. Ciao! Bis zum nächsten Mal. ACHM Podcast in Kooperation mit der Max-Planck-Gesellschaft.
