Vergessen Sie Magenklammern. Die Behandlung von Fettleibigkeit in der Zukunft kann einen Röntgenstrahl zum Gehirn beinhalten. Das haben Forscher herausgefunden, um Mäuse schlanker, schlanker und energischer zu machen, während sie sich auf eine fetthaltige Diät einlassen. Wie es funktioniert, bietet einen faszinierenden neuen Einblick in die zellulären Mechanismen des Gehirns an einem Ort, an dem der Appetit kontrolliert wird.
Forscher Daniel Lee von der Johns Hopkins Universität und Kollegen fanden heraus, dass sich Zellen in einem Teil des Gehirns, genannt der Hypothalamus, bekannt dafür, Hunger, Durst und Energieausgaben zu kontrollieren, teilten. In jedem anderen Organ des Körpers wäre dies nicht überraschend, aber im Gehirn ist dies ein bemerkenswerter Befund, denn reife Neuronen können sich nicht teilen. Sie berichten ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Neuroscience .
Die Forscher lernten, dass die neuen Neuronen, die geboren werden, nicht die Nachkommen anderer Neuronen sind, sondern die Nachkommen von Glia. Glia sind nicht-neuronale Zellen, die Neuronen im Gehirn weit überlegen sind, aber bis vor kurzem hatten die meisten Neurowissenschaftler wenig Interesse daran, sie zu studieren, weil Glia keine elektrischen Impulse wie Neuronen abfeuert. Wir lernen jetzt, dass Glia kommunizieren ohne Strom zu verbrauchen; dass sie die Kommunikation zwischen Nervenzellen an Synapsen steuern können, und dass sie in fast jedem Aspekt der Gehirnfunktion in Gesundheit und Krankheit kritisch involviert sind.
Die Art von Gliazellen im Hypothalamus, die Neuronen gebären, werden Tanyzyten genannt. Mit Blick auf einen molekularen Marker namens c-fos, der im Zellkern bei Neuronen stimuliert wird, sahen die Forscher, dass diese neugeborenen Neuronen aktiviert wurden, als Tiere fasteten, und bewiesen, dass diese neuronalen Neulinge sich in einen funktionellen Schaltkreis im Gehirn eingearbeitet hatten Region, die Hunger überwacht. Wissend, dass eine fettreiche Ernährung während der Adoleszenz zu einer langfristig erhöhten Nahrungsaufnahme und Gewichtszunahme bei Erwachsenen führen kann, fütterten die Forscher die Mäuse mit fettreicher Chow und sahen später, wenn die Mäuse erwachsen waren, dass die Population von neuen Neuronen in der Hypothalamus hatte sich vervierfacht. Bei Mäusen, die mit normaler Ernährung gefüttert wurden, wurden keine Veränderungen in der Anzahl der neugeborenen Neuronen beobachtet. So hatte die fettreiche Diät die Schaltung in der Gehirnregion, die Hunger steuert, durch die Zugabe von vier Mal so vielen neuen Neuronen verändert. Diese Verstärkerschaltung, die die Nahrungsaufnahme im erwachsenen Gehirn steuert, könnte erklären, wie eine fettreiche Ernährung in der Adoleszenz bei Erwachsenen zu Fettleibigkeit führt.
Um die Idee zu testen, entschlossen sich die Forscher, die Population von neugeborenen Neuronen auf die ursprüngliche Zahl bei Tieren, die mit der fettreichen Diät gefüttert wurden, zurückzuschrauben. Gemäß der Hypothese sollte die Wiederherstellung der neuronalen Zahlen auf normale Erwachsene verhindern, dass die erwachsenen Mäuse übergewichtig werden und adipöse Erwachsene werden. Um dies zu erreichen, zielen sie auf die neugeborenen Neuronen zur Zerstörung ab, indem sie einen auf den Hypothalamus fokussierten Strahl verwenden, ähnlich wie eine Strahlentherapie dazu verwendet wird, sich schnell teilende Krebszellen abzutöten. Strahlung bricht die DNA von Zellen, die sich teilen, weshalb Strahlung bei der Krebsbehandlung wirksam ist. Die Neuronen im Hypothalamus, die sich nicht teilten, wurden verschont, aber die Tanyzyten, die sich teilten, um neue Neuronen zu bilden, wurden eliminiert. Das Ergebnis war, dass die Erwachsenen bei der Bestrahlung weniger Gewicht bekamen und ihr Energieverbrauch und Aktivitätslevel viel höher waren als bei den Tieren, die mit der fettreichen Diät gefüttert, aber nicht bestrahlt wurden.
Warum das Gehirn sein Hungerzentrum umgestalten würde, wenn es einer energiereichen Ernährung ausgesetzt ist, macht in der Wildnis Sinn, wo Nahrung knapp ist. Wenn Nahrungsmittel verfügbar werden und der Aufbau von Fettreserven für die Zukunft verhindert wird, verhungern sie in mageren Zeiten, aber in der modernen Welt, in der kalorien- und fettreiche Nahrungsmittel ebenso zugänglich sind wie schlankere, wird die Strategie schädlich und führt zu Fettleibigkeit.
Adipositas ist in den Vereinigten Staaten ein ernstes Gesundheitsproblem, und diese neuen Entdeckungen rühren daher, dass man nicht auf das Verdauungssystem schaut, sondern eher auf das Gehirn, das Organ, das die Fütterung kontrolliert. Und indem man in das Gehirn schaut: nicht an Neuronen, sondern an die Gliazellen, die sie gebären.
