Es ist als gute „Fettgewebserwärmung“ bekannt: Im sogenannten braunen Körperfett wird es verbrannt statt gespeichert. Eine Studie hat nun ergeben, dass diese Funktion weiter aktiviert werden könnte: Forscher haben einen körpereigenen Stoff identifiziert, der bei Mäusen die Verbrennung in braunen Fettzellen anregt. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass der Mechanismus auch beim Menschen existiert und durch Medikamente beeinflusst werden könnte. Wissenschaftler sagen, dass in der Entdeckung buchstäblich ein erhebliches Potenzial steckt.
Fett ist nicht gleich Fett: Die ungeliebten Rundungen des menschlichen Körpers bestehen aus weißen Fettzellen, die überschüssige Energie speichern. Wie die Forschung der letzten Jahre gezeigt hat, besitzen Tiere und Menschen aber auch eine geringe Anzahl an Fettzellen, die sich deutlich von diesen Energiedepots unterscheiden. Sie haben eine eher braune Färbung, die auf besonders viele „Zellzentren“ zurückzuführen ist: Mitochondrien. Sie sind für die Heizfunktion dieser speziellen Fettzellen verantwortlich: Bei Kälte erzeugen sie Wärme, um den Körper vor Unterkühlung zu schützen. Anstatt also Energie zu speichern, nutzt braunes Körperfett diese. Dadurch sind sie in den Fokus von Forschern gerückt, die sich mit Stoffwechselproblemen wie Übergewicht und Diabetes beschäftigen, darunter das Team um Alexander Pfeifer von der Universität Bonn.
Das „gute“ Körperfett im Blick
„Weltweit suchen Arbeitsgruppen nach Wirkstoffen, die braunes Fett anregen und damit die Fettverbrennung steigern“, sagt Pfeifer. Denn das natürliche Potenzial dieses Stoffes werde durch die moderne Lebensweise stark beeinträchtigt, erklärt er. „Heute ist es uns auch im Winter angenehm warm. Daher werden die Verbrennungsöfen unseres eigenen Körpers so gut wie nie genutzt und gleichzeitig verbrauchen viele Menschen immer mehr Energie und bewegen sich wenig. Diese drei Faktoren sind Gift für braune Fettzellen”, sagt der Forscher. “Sie hören nach und nach auf zu arbeiten und sterben schließlich sogar ab. Das wiederum kann das Problem der Fettleibigkeit mit all seinen Folgen weiter verstärken.
Um nach Faktoren zu suchen, die braune Fettzellen günstig beeinflussen, wählten die Wissenschaftler einen zunächst paradox erscheinenden Forschungsansatz: Sie setzten sie tödlichem Stress aus. Allerdings sei bekannt, dass absterbende Zellen oft eine spezielle Mischung von Botenstoffen freisetzen, von denen einige interessante Funktionen haben könnten. „Wir wollten wissen, ob das auch für braunes Fett gilt“, sagt Erstautorin Birte Niemann von der Universität Bonn. Die Forscher untersuchten braune Fettzellen von Mäusen, die sie so behandelt hatten, dass sie starben. Mit Methoden der Metabolomik analysierten sie, welche Stoffe – Metaboliten – die Zellen produzierten.
„Wir haben festgestellt, dass braune Fettzellen mehr von einem Molekül namens Inosin freisetzen“, sagt Niemann. Von besonderem Interesse waren jedoch die Reaktionen auf diesen Stoff, die Wissenschaftler in intakten braunen Fettzellen fanden: Sie wurden durch Inosin und auch durch die absterbenden Zellen um sie herum aktiviert. Der Signalstoff zündete sozusagen die Verbrennungsanlage, und auch Entwicklungsprozesse fanden statt: Weiße Fettzellen verwandelten sich in braune Varianten. Diese Ergebnisse in Zellkulturen wurden später durch spätere Experimente bestätigt: Mäuse, die mit energiereicher Nahrung gefüttert und Inosin gespritzt wurden, blieben dünner als Vergleichstiere und waren vor Diabetes geschützt, berichten die Forscher.
Mögliche Ansätze zeichnen sich ab
Durch weitere Forschung konnten sie zeigen, dass ein Inosin-Transporter eine wichtige Rolle in dem System spielt. Dabei handelt es sich um einen speziellen Eiweißstoff, der zu einer Verringerung der Inosinkonzentration führt. Aufgrund der Aktivität des Transporters kann das Signalmolekül offenbar seine verbrennungsfördernde Wirkung nicht mehr entfalten, erklären Wissenschaftler. Das wiederum führte zu einer weiteren Entdeckung: „Es gibt ein Medikament, das eigentlich zur Behandlung von Gerinnungsstörungen entwickelt wurde, aber auch den Inosin-Transporter hemmt“, sagt Pfeifer. Deshalb haben die Forscher es ihren Mäusen gegeben, und hier ist es: “Dann haben die Tiere mehr Energie verbraucht.”
Auch der Mensch besitzt einen Inosin-Transporter, und Experimente in menschlichen Zellkulturen haben bereits nahegelegt, dass das Funktionsprinzip hinsichtlich der Wirkung auf braunes Fett bei Maus und Mensch gleich ist. Darüber hinaus berichten Forscher von einem weiteren „Hot Spot“: Bei zwei bis vier Prozent aller Menschen ist der Inosin-Transporter aufgrund einer genetischen Veränderung weniger aktiv. „Unsere Kollegen an der Universität Leipzig haben 900 Menschen genetisch analysiert. Diejenigen mit den am wenigsten aktiven Trägern waren im Durchschnitt deutlich dünner“, berichtet Pfeifer.
Die Ergebnisse deuten also darauf hin, dass Inosin auch die Verbrennung brauner Fettzellen in uns reguliert. Daher besteht Potenzial für Substanzen, die in die Aktivität des Transporters eingreifen: Sie könnten zur begleitenden Behandlung von Fettleibigkeit geeignet sein. Der bereits zugelassene Wirkstoff gegen Gerinnungsstörungen könnte ein geeigneter Ansatzpunkt sein. „Wir brauchen unbedingt Medikamente, um den Energiehaushalt adipöser Patienten zu normalisieren“, sagt Pfeifer. Eine Pille allein wird das weltweit verbreitete Problem der Fettleibigkeit wohl nicht lösen. Auch das Inosin-System muss genauer untersucht werden: „Weitere Studien am Menschen sind notwendig, um das pharmakologische Potenzial dieses Mechanismus aufzuklären“, sagt Pfeifer.
Quelle: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Fachartikel: Nature: 10.1038 / s41586-022-05041-0
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