Eigenständiges Organ

Das geheime Doppelleben des Körperfetts


Normalerweise sehen wir unser Fettgewebe als etwas Lästiges an, was an unserem Körper hängt und in den seltensten Fällen ästhetisch aussieht. Zweifelsfrei dient es dem Organismus als wichtiger Energiespeicher, der uns evolutionär bedingt vor dem Hungertod schützen sollte. Doch was für unsere jagenden und sammelnden Vorfahren überlebenswichtig war, kann in unserer heutigen Umgebung des Nahrungsüberflusses sogar zu einer gesundheitlichen Bedrohung werden. Grund dafür ist, dass das Körperfett selbst metabolisch aktiv ist und sogar als eigenständiges Organ betrachtet werden kann.

Als Organ definiert man einen eigenständigen Zellverbund in unserem Organismus, der im Regelfall in sich geschlossen ist und eine spezifische, lebensnotwendige Funktion besitzt. Besonders deutlich wird das am Beispiel des Herzens oder der Leber.

Organe können sich im Grad ihrer Komplexität, Struktur, Funktion und zellulärer Zusammensetzung unterscheiden. Die Leber ist beispielsweise eines der langweiligsten Organe. Sie besteht fast ausschließlich aus Hepatozyten mit ein paar weiteren Zellen dazwischen, die auch andere Aufgaben übernehmen. Sie befindet sich an einem festgelegten Ort im Körper, grenzt sich von seiner Umgebung ab und besitzt eine vorgegebene Form. Sie ist in der Lage, sich selbst zu regenerieren, doch davon abgesehen ist sie eher ein langweiliger Vertreter unter den Organen, wenn auch einer der wichtigsten.

Dann gibt es noch das Gehirn. Was ein verrücktes Ding. Es besteht aus einer Vielzahl verschiedener Zellen, darunter Neuronen, Oligodendrozyten, Astrozyten, etc. Jede von ihnen hat unterschiedliche Aufgabe. Sie sind milliardenfach miteinander verknüpft. Außerdem ist es das einzige uns bekannte Organ im Universum, das in der Lage ist, fast das gesamte Universum zu verstehen, jedoch nicht sich selbst.

Dann haben wir noch die Haut, die unsere gesamte Körperoberfläche auskleidet, ein paar verschiedene Zellen umfasst und weitestgehend überall gleich aussieht.

Doch auch Körperfett ist laut Definition ein Organ. Während es sich an den verschiedensten Stellen unseres Körpers befindet, so wie die Haut auch, hat es eine sehr eigene Struktur, Funktion und Zelltypen, die dieses einzigartige Organ ausmachen. Da wir nun geklärt haben, in welcher Weise wir über Organe denken sollten, und ein klares Verständnis davon haben, dass es sich beim Fettgewebe um ein Organ handelt, können wir ein wenig tiefer in seine Funktionen einsteigen.


Grüntee-Extrakt zerstört Leber eines 50-Jährigen


Viele von uns kennen bereits die zwei Arten von Fettgeweben, das subkutane Fett unter der Haut und das viszerale Fettgewebe, das unsere Organe und andere Dinge in uns umgibt. Doch wir denken oft nicht daran, wo wir noch überall Fett in uns tragen. Beispielsweise im Knochenmark, als Polster unter den Füßen oder auch im Brustgewebe der Frau. Es spielt viele Rollen an die wir oft nicht denken.

Wenn wir noch ein wenig tiefer in die Materie einsteigen, so unterscheiden wir sogar verschiedene Arten von Fettzellen.

Im weitesten Sinne können wir Fettzellen in drei Kategorien einteilen:

  1. Weiße Fettzellen
  2. Beige Fettzellen
  3. Braune Fettzellen

Weißes Fettgewebe wird als Speicherfett betrachtet. Die Zellen beinhalten große Vorräte an Fettsäuren und besitzen nur wenige Mitochondrien und eine mittlere Stoffwechselaktivität. Beige (die Farbe zwischen Weiß und Braun) Fettzellen werden als „Übergangszellen“ betrachtet. Sie beinhalten moderate Mengen an Fettsäuren und besitzen ein paar Mitochondrien mehr als weißes Fettgewebe und haben daher eine etwas höhere, aber dennoch moderate Stoffwechselaktivität. Sie gelten als Mischform zwischen weißen und braunen Fettzellen.

Braune Fettzellen hingegen gelten als wärmeproduzierendes Fettgewebe. Auch sie beinhalten moderate Mengen an Fettsäuren, jedoch sehr viele Mitochondrien, die in der Lage sind, Fettsäuren in Form von Hitze zu verbrennen. In unserem Körperfett befinden sich einige Stellen, an denen es vermehrt anzutreffen ist, wie im Bereich des Nackens und unter dem Schlüsselbein.


Die Zusammensetzung der unterschiedlichen Fettzellarten


An dieser Stelle können wir bereits eine erste Schlussfolgerung ziehen: Fettgewebe ist ein metabolisch aktives Organsystem aus verschiedenen Unterarten von Geweben mit unterschiedlicher Zellzusammensetzung.

Regulierung und Signale des Körperfettgewebes

Als ein Organ besitzt das Fettgewebe seine eigenen, regulatorischen Mechanismen und Signale, um mit sich selbst und dem Rest des Körpers kommunizieren zu können.

Während diese Mechanismen und Signale sehr vielseitig sind und eine Reihe biologischer Aktivitäten umfassen, können wir sie in ein paar wenige Kategorien einordnen:

  • Feedback-Mechanismen
  • Metabolische Regulation
  • Entzündung

Gehen wir diese Mechanismen einmal Stück für Stück durch.

Feedback-Mechanismen

Die gesamte Biologie basiert stark auf Feedback-Mechanismen, darunter auch das Fettgewebe. Doch bevor wir uns das am Beispiel des Fettgewebes genauer ansehen, klären wir zunächst, wie ein solcher Mechanismus funktioniert. Nehmen wir dafür ein einfaches Beispiel, das jeder von Zuhause kennt.

Ein Thermostat ist ein Gerät, welches sich einem einfachen Feedback-Mechanismus bedient. Du stellst beispielsweise eine Raumtemperatur von 20° C ein. Fällt die Temperatur unter diese Marke, lässt das Thermostat die Heizung anspringen und heizt solange, bis der gewünschte Wärmegrad erreicht ist. Wenn gleichzeitig noch eine Klimaanlage angeschlossen ist, kann das Thermostat auch Gegenmechanismen veranlassen, damit der Raum abgekühlt wird, sofern der Wärmegrad das gewünschte Maß übersteigt.


Innovative Technik verwandelt weißes in braunes Fettgewebe


Leptin

Da wir jetzt wissen, wie das funktioniert, können wir es auf unsere biologischen Systeme übertragen. Im Falle des Fettgewebes ist Leptin das Hormon, um das es sich insbesondere dreht, wenn es um den Aufbau, Abbau und Erhalt von Körperfett geht. Wenn das Körperfett ansteigt, produziert es selbst mehr Leptin, welches wiederum den Appetit hemmt und den Energieverbrauch steigert. Wenn die Fettmasse zu stark abfällt und damit auch weniger Leptin produziert wird, haben wir mehr Appetit und einen geringeren Bewegungsdrang.

Beim Menschen gibt es einen Zustand, der als kongenitaler Leptinmangel bezeichnet wird. Es handelt sich dabei um einen Zustand, der bereits in den ersten Lebensmonaten zu starkem Übergewicht führt. Die Betroffenen werden zwar mit einem normalen Körpergewicht geboren, doch sind durchgehend hungrig und nehmen schnell an Gewicht zu. Ohne die entsprechende Behandlung nimmt der extreme Hunger nicht ab und führt zu chronischem, unkontrolliertem Essen und damit zur Fettleibigkeit. Im Kindesalter entwickeln die Betroffenen bereits ein abnormales Essverhalten, wie zum Beispiel das Kämpfen mit anderen Kindern um Essen, das Verstecken von Nahrungsmitteln sowie heimliches Essen.

Diese Krankheit ist jedoch mit der Gabe von exogenem Leptin mittlerweile gut behandelbar. Doch lassen wir diese Behandlungsmöglichkeit kurz beiseite. Beim ansonsten gesunden Menschen steigt der Leptinspiegel tatsächlich, wenn die Fettmasse ansteigt. Er steigt außerdem, wenn sich der Nüchternblutzucker erhöht. Das gibt uns zwei Informationen. Zu allererst reagiert Leptin wie es soll und steigt mit zunehmender Fettmasse. Diese Steigerung reicht aber offensichtlich nicht aus, um uns vor Fettzunahme zu schützen und macht sie auch nicht rückgängig.


Der Zusammenhang zwischen dem BMI und dem Leptinspiegel,sowie dem Nüchternblutzucker (fasting glucose) und dem Leptinspiegel


Zurück zu der Idee der Leptintherapie: Wenn man sich die obere Grafik so anschaut, könnte man leicht dazu verleitet werden zu glauben, man müsse sich nur Leptin injizieren lassen und verliere daraufhin ganz automatisch an Körperfett. Nun, das hat man ausprobiert, sogar oft ausprobiert. In vielen verschiedenen Studien mit verschiedenen Medikamenten und Dosierungen.

In einer dieser Studien verabreichten die Forscher zehn Milligramm Leptin am Morgen und zehn Milligramm am Abend. Man konnte jedoch keinen Gewichtsverlust im Vergleich zum Placebo feststellen, trotz des stark erhöhten Leptinspiegels im Blut. Eine weitere Untersuchung, die sich einem ähnlichen Design bedient, die Dosierung jedoch bei 0,1 oder 0,3 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht ansetzte, zeigte auch keine Vorteile der Leptintherapie gegenüber dem Placebo [1]. 

Leptinresistenz

Wir haben damit zwei Datenpunkte, die wir näher betrachten können:

  1. Der Leptinspiegel steigt, wie er sollte, wenn der Körperfettanteil steigt, doch das reguliert sich nicht selbst, wie wir uns das vorstellen.
  2. Von außen einfach mehr Leptin zuzuführen funktioniert ebenfalls nicht.

Zusammengenommen sagt uns das, dass es eine Form der Leptinresistenz geben muss, die das Leptinsignal daran hindert, seine Arbeit zu verrichten. Tatsächlich existieren verschiedene Arten der zentralen (z.B. im Gehirn) und peripheren (z.B. in den Muskeln und Fettzellen) Leptinresistenz im Körper von Übergewichtigen.

Wissenschaftliche Daten zeigen, dass die Fettoxidation steigt ,wenn man Leptin an schlanke Personen verabreicht. Versucht man jedoch, das Gleiche bei übergewichtigen Personen anzuwenden, ist der Effekt völlig aufgehoben. Leptin scheint seine Arbeit bei fettleibigen Personen nicht verrichten zu können. Nun, vielleicht macht es das bis zu einem bestimmten Grad, aber sicherlich nicht so wie bei einer gesunden, normalgewichtigen Person und das ist der springende Punkt. 

Interessanterweise scheint die Funktionsfähigkeit des Leptins zurückzukehren, wenn ein Gewichtsverlust erfolgt. Doch während das gute Neuigkeiten sind, scheint es, als ob die Leptinfunktion nicht ganz auf ein normales Niveau zurückkehrt. An dieser Stelle kann eine Therapie mit exogenem Leptin aber Abhilfe schaffen.


 

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Die metabolische Regulation des Körperfettes

Das Fettgewebe spielt eine integrale Rolle in der Koordination des Stoffwechsels, vorrangig durch viele der Hormone und anderen Moleküle, die es ausschüttet. Es gibt eine große Bandbreite dieser Stoffe, aber eines davon ist als Fallbeispiel besonders gut geeignet.

Adiponektin

Bei Adiponektin handelt es sich um ein Hormon, das von den Fettzellen ausgeschüttet wird und dabei hilft, den Zucker- und Fettstoffwechsel zu regulieren. Weiterhin ist es bei der Gesundheit der Mitochondrien beteiligt. Interessanterweise wird die Genexpression und die Ausschüttung von Adiponektin durch Insulin reguliert [2]. Das bedeutet, dass bei einer Insulinresistenz weniger Adiponektin hergestellt und in die Blutbahn abgegeben wird. Beim Menschen können wir beobachten, dass mit steigendem BMI die Insulinresistenz zunimmt und folglich auch der Adiponektinspiegel sinkt. 

Ein Gewichtsverlust scheint den Spiegel dieses Hormons wieder zu normalisieren, da sich auch die Insulinresistenz verbessert. Ebenfalls scheint sich die Ausschüttung von Adiponektin in Folge der Insulinausschüttung nach den Mahlzeiten wiederherzustellen.

Insulin

Ein weiteres Schlüsselhormon, welches den Stoffwechsel reguliert und das Fettgewebe beeinflusst, ist das Insulin. Wir haben bereits sehr viel über dieses Peptidhormon geschrieben, weshalb es nicht nötig ist, an dieser Stelle alles zu wiederholen. Ein wichtiger Punkt ist dennoch erwähnenswert.

Insulin ist ein Hormon, welches von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet wird und dabei hilft, den Substratstoffwechsel zu regulieren, indem es den Metabolismus von Glukose, Fetten und Proteinen steuert sowie antikatabole Eigenschaften besitzt, während es ebenfalls anabol wirkt. Im weitesten Sinne stimmt es, dass Insulin im Grunde die Lipolyse, also die Freisetzung von Fettsäuren aus dem Gewebe, hemmt und die Fettspeicherung begünstigt. Doch das ist eine viel zu vereinfachte Sichtweise. 


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Es ist dabei sehr wichtig zu betrachten, dass ein hoher Nüchternblutzucker und eine Insulinresistenz nicht die Ursache für Übergewicht sind. Stattdessen sind sie die Folge eines übergewichtigen Phänotyps. Mit anderen Worten: Ein hoher Nüchternblutzucker und die Insulinresistenz entstehen durch das Übergewicht, nicht andersherum.

Außerdem sollte man wissen, dass der Blutzuckerspiegel im nüchternen Zustand kein guter Marker ist, um eine zukünftige Fettzunahme vorherzusehen. Tatsächlich führt eine Klasse von Medikamenten, die die Insulinfreisetzung sogar steigern, zu einem Gewichtsverlust innerhalb eines Jahres. Die Rede ist hier von den sogenannten GLP-1 Agonisten.

Entzündungen

Die wahrscheinlich wichtigste Funktion des Fettgewebes ist seine Rolle bei Entzündungsprozessen und beim „Tunen“ des Immunsystems. Während man davon vor 25 Jahren noch überhaupt nichts wusste, sind sich heutzutage viele Menschen bewusst, dass viszerales Fett Entzündungen fördern kann. Wenn sich Fettgewebe ansammelt, steigt auch die Freisetzung entzündungsfördernder Moleküle. Ging man anfangs davon aus, dass sie auf das viszerale Fettgewebe beschränkt sind, haben wir nun Daten, dass auch im subkutanem und strukturellem Fett Entzündungsmediatoren freigesetzt werden. 

Dieser Übergang von einem normalen Maß zu einer übermäßigen Freisetzung dieser Moleküle scheint genauso schleichend voranzuschreiten wie der Aufbau des Körperfettes selbst. Im Zuge dieses Prozesses scheint auch das Immunsystem einen Wandel durchzumachen, wobei sich besonders Makrophagen verändern und in einen entzündungsfördernden Zustand übergehen.

Dieser entzündliche Prozess hat gezeigt, dass er eine kausale Rolle in der Entwicklung einer Insulinresistenz einnimmt. In verschiedenen Tierstudien wurde demonstriert, dass Mäuse, die mit einem kalorienreichen Futter gefüttert und dadurch fettleibig wurden, vor der Entwicklung einer Insulinresistenz und Diabetes geschützt werden konnten, wenn spezielle Proteine, wie beispielsweise der TNF-alpha Rezeptor, ausgeschaltet wurden, die die zelluläre Entzündungsreaktion regulieren.

Zunehmend sagt uns die Datenlage rund um das Fettgewebe und Insulinresistenz Folgendes:

  1. Fettgewebe kann in allen Bereichen entzündungsfördernd werden.
  2. Es besteht eine erhebliche Kommunikation zwischen dem Immunsystem und dem Fettgewebe.
  3. Entzündungen, die vermutlich durch das Fettgewebe hervorgerufen werden, spielen eine starke Rolle in der Entwicklung und im Voranschreiten einer Insulinresistenz.

Zusammenfassung

Fett ist ein metabolisch aktives Organ, das eine substanzielle Rolle in der Regulation des Stoffwechsels spielt. Wenn sich das Fettgewebe ausdehnt, verändert sich auch die Regulation des Körpergewichts, des Stoffwechsels und entzündlicher Prozesse. Das sind auch die Mechanismen, die den negativen gesundheitlichen Auswirkungen der Fettleibigkeit zugrunde liegen.


Primärquelle: sciencedrivennutrition.com/fat-the-organ/

Literaturquellen:

  1. Heymsfield, Steven B., et al. „Recombinant leptin for weight loss in obese and lean adults: a randomized, controlled, dose-escalation trial.“ Jama 282.16 (1999): 1568-1575.
  2. Hernandez‐Morante, J. J., et al. „Insulin effect on adipose tissue (AT) adiponectin expression is regulated by the insulin resistance status of the patients.“ Clinical endocrinology 69.3 (2008): 412-417.


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