ArchivDeutsches Ärzteblatt38/2020Gewichtsreduktion: Braunes Fett – der Kalorienkiller

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Gewichtsreduktion: Braunes Fett – der Kalorienkiller

Hollstein, Tim

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Neue Strategien zur Bekämpfung überschüssiger Pfunde sind dringend notwendig. Eine spezielle Art Fettgewebe, das sogenannte „braune Fett“, könnte hier künftig eine wichtige Rolle spielen.

PET-Scan nach zwei Stunden Kälteexposition: Kälte führt zu einer markanten Aktivierung (schwarze Flecke) von braunem Fett. Der Anteil von braunem Fett variiert individuell und ist nicht bei jedem Menschen so ausgeprägt wie hier (a: 23,5°C; b: 16,0°C). Fotos: NI of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases – Phoenix, USA.
PET-Scan nach zwei Stunden Kälteexposition: Kälte führt zu einer markanten Aktivierung (schwarze Flecke) von braunem Fett. Der Anteil von braunem Fett variiert individuell und ist nicht bei jedem Menschen so ausgeprägt wie hier (a: 23,5°C; b: 16,0°C). Fotos: NI of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases – Phoenix, USA.

Seit 1975 hat sich die Zahl der Menschen mit BMI (Body-Mass-Index) über 30 kg/m2 verneunfacht (1). In den USA ist dies besorgniserregend, dort ist seit 2008 der Anteil adipöser Menschen von 33,7 % auf fast 40 % im Jahr 2016 gestiegen (2). In Deutschland leiden schätzungsweise mehr als 25 % der Erwachsenen an Adipositas. Künftig wird der steigende Lebensstandard in China und Indien das Problem weltweit verschärfen (3).

Übergewicht ist ein Risikofaktor zahlreiche Erkrankungen – auch für für COVID-19 – und schuld an jedem fünften Todesfall (4, 5). Es könnte dazu beitragen, dass die durchschnittliche Lebenserwartung westlicher Industrienationen nicht weiter ansteigt, sondern wieder absinkt (6). In den USA zeichnet sich dies aktuell schon ab (7).

Auf optimale Verwertung aus

Die Evolution hat unseren Körper darauf programmiert, Nahrung optimal zu verwerten und zu speichern, um für Hungerperioden gewappnet zu sein. Ein Programm gegen überschüssige Pfunde fehlt, vielmehr versucht der Körper mit aller Kraft, Gewichtsverlust zu vermeiden (8). Daher fällt es vielen schwer, in der heutigen Überflussgesellschaft schlank zu bleiben.

Doch das scheint nicht für alle Menschen zu gelten. Denn etliche Studien zeigen: Einige Versuchsteilnehmer nahmen trotz Überernährung deutlich weniger zu als andere, obwohl Nahrungsaufnahme und körperliche Aktivität identisch waren (9, 10, 11, 12). Eine Erklärung für dieses Phänomen könnte das „braune Fett“ liefern.

Säugetiere besitzen grundsätzlich 2 Arten von Fettgewebe: weißes und braunes (Tabelle 1). Weißes Fett dient als Energiespeicher und kann bis zu 50 % der Körpermasse eines Menschen ausmachen. Dagegen verbrennt braunes Fett aktiv Kalorien, um Wärme zu erzeugen und vor Kälte zu schützen – eine Art Körperheizung (13). Die vielen Mitochondrien, die dies garantieren, verleihen diesem speziellen Fettgewebe die charakteristische braune Farbe. Im Gegensatz zu „normalen“ Mitochondrien haben sie eine Besonderheit: Sie erzeugen kein Adenosintriphosphat (ATP) – den universellen Energieträger unseres Körpers. Stattdessen wandeln sie Zucker und Fett fast ausschließlich in Wärme um. Dazu exprimieren sie ein zusätzliches Protein, das Uncoupling Protein 1 (UCP1), auf ihrer Zelloberfläche. Es entkoppelt durch einen biochemischen „Kurzschluss“ die Atmungskette von der Energieproduktion. Das ist so, als ob man beim Auto das Gaspedal durchdrückt, ohne einen Gang einzulegen.

Weißes und braunes Fett – die wichtigsten Unterschiede
Tabelle
Weißes und braunes Fett – die wichtigsten Unterschiede

Frieren für weniger Gewicht?

Schon vor 50 Jahren ließen Rattenexperimente vermuten, dass braunes Fett bei der Entwicklung von Übergewicht eine Rolle spielt und überschüssige Kalorien verbrennt. Es wurde nämlich nicht nur durch Kälte, sondern auch durch Nahrungsaufnahme aktiviert, und bei Überfütterung waren jene Tiere vor Übergewicht geschützt, die viel aktives braunes Fett hatten (14, 15).

Auch der Mensch besitzt braunes Fett, das bei Kälte aktiv wird (Abbildung 1) (16, 17, 18, 19). Vor Kurzem gelang der Nachweis, dass Mahlzeiten das menschliche braune Fett genauso gut aktivieren wie Kälte (20). Analog zum Tiermodell sollten Menschen mit viel aktivem braunen Fett auch eher vor Übergewicht geschützt sein – sie sind einer Vielzahl von Studien zufolge auch tatsächlich schlanker als jene mit weniger braunem Fett (16–18, 21). Weiterhin reagiert ihr Stoffwechsel sensitiver auf Insulin, wodurch sie vermutlich besser vor Typ-2-Diabetes geschützt sind (22, 23).

Infolgedessen ist das nächste Ziel, braunes Fett bei Übergewichtigen zu aktivieren und zu „vermehren“. Denn je mehr aktives braunes Fett ein Mensch besitzt, desto eher verbrennt er Kalorien, desto leichter das Abnehmen – so die Theorie. Dazu gibt es mehrere Ansätze.

Kälte ist der klassische Stimulus für braunes Fett. In der Tat lässt es sich durch regelmäßige milde Kälteexposition vermehren – getestet wurden 19° C für 2 Stunden täglich über einen Zeitraum von 6 Wochen und 19° C über Nacht für 4 Wochen (22, 23). Zwar stieg bei den Probanden der Energieverbrauch, sie verloren jedoch überraschenderweise nicht an Gewicht – oder nur sehr wenig (5 %). Womöglich war die Studiendauer zu kurz.

Selbst wenn sich regelmäßige Kälteexposition beim Abnehmen in künftigen Studien als nützlich erweist, sind „chronische Kältetherapien“ vermutlich unrealistische Szenarien. Die Forschung konzentriert sich derzeit auf eine künstliche Aktivierung des braunen Fettes, etwa mit Sympathomimetika. Denn braunes Fett wird natürlicherweise über den Sympathikus aktiviert, dessen Nervenstränge dort bei Bedarf Noradrenalin ausschütten, das an spezielle Typ-3-Betarezeptoren der braunen Fettzellen andockt und dann die Thermogenese aktiviert (24). Daher wollen Forscher einen möglichst spezifischen Wirkstoff entwickeln, der an ebendiese Typ-3-Betarezeptoren bindet, gleichzeitig aber andere Betarezeptoren verschont.

Als möglicher Kandidat gilt ein Typ-3-Betarezeptoren-Agonist, Mirabegron, der in den USA zur Behandlung einer überaktiven Blase zugelassen ist (25). Schon die einmalige Injektion von Mirabegron führt zu einer markanten Aktivierung von braunem Fett und erhöht kurzfristig den Energieverbrauch (26, 27). Nach einer 4-wöchigen Therapie an gesunden Frauen war überdies eine Zunahme der braunen Fettmasse und des Ruheenergieverbrauchs zu beobachten (28). Jedoch haben die Teilnehmerinnen kein Gewicht und auch kein Körperfett verloren (28). „Wir vermuten, dass der Behandlungszeitraum einfach zu kurz war“, sagt Aaron Cypess, Studienleiter und einer der führenden Forscher zu braunem Fett an den National Institutes of Health (NIH) in den USA. Was sich dagegen verbesserte, waren die Insulinsensitivität und die Lipidwerte (28). „Wir gehen daher davon aus, dass sich Mirabegron nicht unbedingt zur Gewichtsabnahme, sondern eher zur Therapie von Übergewichts-assoziierten metabolischen Erkrankungen eignet“, so Cypess. Daher wollen sie es jetzt an Patienten mit Insulinresistenz testen.

Capsinoide, die aktiven Inhaltsstoffe des Cayennepfeffers, sind eine natürliche Alternative zu „künstlichen“ Betarezeptor-Agonisten, da sie braunes Fett ebenfalls über den Sympathikus stimulieren (23). Bisher fehlt jedoch der Beleg, dass sie beim Abnehmen helfen. Die Frage ist zudem, ob braunes Fett überhaupt auf lange Sicht genug Kalorien verbrennen könnte, um das Gewicht spürbar zu senken. Einige Studien gehen zwar davon aus, dass der Tagesverbrauch bei bis zu 500 Kilokalorien betragen kann (15, 29). Andere beziffern ihn aber auf nur etwa 30 Kilokalorien (20, 30).

Sekretin als Vermittler

Der Fokus der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Martin Klingenspor, Biologe am Lehrstuhl für Molekulare Ernährungsmedizin der Technischen Universität München, liegt auf dem Darmhormon Sekretin, das beim Essen ausgeschüttet wird und normalerweise die Aktivität der Bauchspeicheldrüse während der Nahrungsaufnahme reguliert. In einer eleganten Studie an Mäusen konnten die Münchener Forscher zeigen, dass Sekretin im braunen Fettgewebe die UCP1-Konzentration und auch dessen Energieverbrauch erhöht (31). Weiterhin berichten sie, dass die Sekretin-vermittelte Aktivierung des braunen Fettes im Gehirn der Mäuse ein Sättigungsgefühl induziert und so möglicherweise vor Übergewicht schützt. Auch im Menschen fanden die Forscher Hinweise auf eine Achse vom Darm über das braune Fett zum Gehirn, da Sekretin auch menschliches braunes Fett aktivierte. „Im nächsten Schritt wollen wir überprüfen, ob sich dadurch auch ein nachhaltiges Sättigungsgefühl beim Menschen einstellt“, so Klingenspor. „Wäre dies der Fall, könnte sich Sekretin als vielversprechender Wirkstoff zur Bekämpfung von Übergewicht erweisen, da es sowohl den Energieverbrauch erhöht als auch die Nahrungsaufnahme begrenzt.“

Künftig könnten Sekretin-Analoga oder Mittel, die seine Ausschüttung anregen, zu Therapeutika werden. „Wir erforschen derzeit auch, ob bestimmte Nahrungsmittel natürlicherweise die Sekretin-Ausschüttung anregen“, so Klingenspor. Erste Ergebnisse zu solch einer Sekretin-Diät erwarten die Wissenschaftler in 2–3 Jahren. Auch andere sehen braunes Fett nicht als simplen „Energieverbraucher“, sondern als metabolischen Regulierer. So zeigten Forscher der Harvard University unlängst, dass braunes Fett bei körperlicher Aktivität das Hormon 12,13-diHOME ausschüttet und so den Energieverbrauch der Muskeln steigert (32). Braunes Fett entpuppt sich somit zunehmend als vollwertiges endokrines Organ. Dr. med. Tim Hollstein

Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit3820
oder über QR-Code.

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Weißes und braunes Fett – die wichtigsten Unterschiede
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