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Darmbakterien

Wie sie zu Übergewicht führen können

22.06.2016
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Von Henriette Müller / Dass Darmbakterien das Körpergewicht beeinflussen, ist schon länger bekannt. Nun haben US-amerikanische Forscher einen möglichen Mechanismus entdeckt, wie sie das tun: Sie verwenden Acetat als Signal.

Bei einer stark fetthaltigen Ernährung erhöhen die Darmbakterien die Produktion der kurzkettigen Fettsäure, was bei Nagetieren zu Fettleibigkeit, Insulinresistenz und einem metabolischen Syndrom führt. Das berichten die Forscher um Dr. Gerald Shulman von der Yale University School of Medicine im Fachjournal »Nature« (DOI: 10.1038/nature18309).

Shulman und seine Kollegen stellten fest, dass Ratten, die drei bis vier Wochen mit einer stark fetthaltigen Diät gefüttert worden waren, deutlich mehr Acetat produzierten und verstoffwechselten als normal gefütterte Tiere. Produziert wird die Fettsäure von den Mikroorganismen des Darms, wie die Wissenschaftler in verschiedenen Experimenten zeigen konnten.

 

Neben dem Anstieg an Acetat wiesen die Wissenschaftler in diesen Ratten auch eine vermehrte Insulinsekretion nach. Dabei löst der Acetatanstieg die Insulinsekretion aus, wie die Forscher mit einem Test zeigen konnten: Eine Acetatinfusion in der Kontrollgruppe führte zu einer vergleichbaren Erhöhung des Insulinspiegels wie bei den fetthaltig gefütterten Tieren. Über Stuhltransplantationen zwischen den unterschiedlich gefütterten Tiergruppen ließ sich ein kausaler Zusammenhang zwischen Darmflora und Insulina­usschüttung nachweisen, da sich Spender und Empfänger im messbaren Acetat- und Insulingehalt jeweils annäherten.

 

Dabei kann Acetat die Betazellen nicht direkt zur Insulinausschüttung anregen, wie die Forscher an isolierten Zellen zeigen konnten. Stattdessen regen sie die Insulinsekretion über das parasympathische Nervensystem an. Sowohl eine Durchtrennung des Vagusnervs als auch eine Behandlung mit dem Parasympathikusblocker Atropin hemmte die Wirkung von Acetat auf die Insulinausschüttung sofort.

 

In weiteren Experimenten untersuchten Shulman und sein Team den Einfluss eines erhöhten Acetatspiegels auf den Appetit. Acetat fördert über die Aktivierung des Vagusnervs die Bildung des »Hunger-Hormons« Ghrelin, das den Appetit und das Verlangen nach Nahrung steigert. Es bildet sich ein Teufelskreis, da die vermehrte Nahrungsaufnahme die Acetatbildung steigert, wodurch wiederum mehr Insulin und Ghrelin ausgeschüttet wird. Adipositas und ein metabolisches Syndrom sind die Folgen.

 

Die Erkenntnisse zeigen die Acetatbildung und die Vagusaktivierung als neue therapeutische Targets für die Behandlung von Fettleibigkeit auf, so die Autoren. Weitere Studien seien notwendig, um die acetatbildenden Mikroorganismen zu identifizieren und Strategien zu entwickeln, diese zu hemmen. /

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