Bei moderatem Training schüttet der Hypothalamus des Gehirns ein Hormon aus, das mit der Resistenz gegen Fettleibigkeit in Verbindung gebracht wird. Der Hypothalamus ist die Region im Gehirn, die den Stoffwechsel steuert.
Eine Zusammenarbeit zwischen der USC Leonard Davis School of Gerontology und Forschern in Südkorea hat gezeigt, wie moderate körperliche Aktivität Zellen im Hypothalamus, veranlasst, ein Hormon namens MOTS-c freizusetzen. MOTS-c ist ein kleines Protein, das im kleineren mitochondrialen Genom der Zellen kodiert wird, und nicht in der größeren Ansammlung von Genen im Zellkern.
Mitochondrien sind zwar eher als die energieproduzierenden Teile der Zellen bekannt, aber in den letzten Jahren hat man herausgefunden, dass sie eine viel größere Rolle bei Gesundheit und Alterung spielen, indem sie Anweisungen für zelluläre Prozesse liefern. Nachfolgende Studien von Lee und seinen Kollegen haben gezeigt, wie das in den Mitochondrien kodierte MOTS-c mit dem Kerngenom interagiert und den zellulären Stoffwechsel und Stressreaktionen reguliert.
MOTS-c ist ein kleines Protein, das im kleineren mitochondrialen Genom der Zellen kodiert wird, und nicht in der größeren Ansammlung von Genen im Zellkern. Mitochondrien sind zwar eher als die energieproduzierenden Kraftwerke der Zellen bekannt, aber in den letzten Jahren hat man herausgefunden, dass sie eine noch viel größere Rolle bei Gesundheit und Alterung spielen, indem sie Anweisungen für zelluläre Prozesse liefern.
Die Studienergebnisse zeigen außerdem, wie das in den Mitochondrien kodierte Hormon MOTS-c mit dem Kerngenom, also der Gesamtheit der vererbbaren Informationen der Zelle, interagiert und den zellulären Stoffwechsel und Stressreaktionen reguliert. So kann beispielsweise sorgfältig ausbalancierter Stress in den Mitochondrien sogar einen gesunden Stoffwechsel fördern.
Bestehende Forschungen haben gezeigt, wie ein leichtes Stresslevel in Mitochondrien Gesundheit und Langlebigkeit fördern kann, ein Phänomen, das als Mitohormesis bezeichnet wird. Während hohe Mengen eines Stressors, wie z. B. eines Giftstoffs, großen Schaden anrichten können, kann eine geringe Menge eines Stressors die gesunde Funktion der Mitochondrien tatsächlich stärken.
Die Studie
Um die Auswirkungen von mitochondrialem Stress auf den Stoffwechsel zu untersuchen, untersuchten US-Forscher in Kooperation mit einem Forscherteam aus Südkorea Mäuse, die so gezüchtet wurden, dass ihnen ein einzelnes Gen innerhalb eines bestimmten Gehirnzellentyps, den hypothalamischen Proopiomelanocortin (POMC)-Neuronen, entweder teilweise oder vollständig fehlte. Das fehlende Gen steuert, wie die Zellen die von den Mitochondrien kodierten Proteine nutzen.
Die Mäuse, die überhaupt keine Kopien des Gens hatten erlebten schweren mitochondrialen Stress und zeigten Indikatoren für Stoffwechselprobleme, als sie das Erwachsenenalter erreichten, einschließlich Gewichtszunahme und reduziertem Energieverbrauch. Darüber hinaus hatten die Mäuse, denen das Gen vollständig fehlte, auch eine Insulinresistenz und einen hohen Blutzucker, ähnlich wie Typ-2-Diabetes beim Menschen.
Die Mäuse, die das Gen zwar teilweise ausschütten, aber nicht so stark wie normale Mäuse hatten dagegen milden mitochondrialen Stress und einen Schutz vor Fettleibigkeit oder Insulinresistenz. Bei der Fütterung mit einer fettreichen Diät nahmen diese Mäuse weniger Gewicht zu als normale Mäuse bei der gleichen Diät, obwohl erstere mehr Kalorien zu sich nahmen.
Weitere Untersuchungen der Mäuse ergaben, dass ihre betroffenen Neuronen sowohl mehr MOTS-c als auch mehr Beta-Endorphin ausschütteten, ein schmerzunterdrückendes Molekül, das typischerweise bei Bewegung freigesetzt wird.
Mäuse mit leichtem mitochondrialem Stress wurden möglicherweise nicht fettleibig, weil sich das Fettgewebe in ihrem Körper verändert hat. Die Forscher stellten fest, dass die Mäuse, die das Gen zwar teilweise ausschütten, aber nicht so stark wie normale Mäuse eine verstärkte Thermogenese – die Fähigkeit, Wärme zu erzeugen – aufwiesen, und eine weitere Untersuchung der Fettzellen ergab erhöhte Mengen an braunen Fettzellen.
Braunes Fett erscheint braun weil es mehr Mitochondrien im Vergleich zu weißem Fett enthält. Bei Neugeborenen, die noch nicht die Fähigkeit haben zu zittern, um ihren Körper warm zu halten, verbraucht ihr größerer Anteil an braunem Fett Zucker und weißes Fett, um Energie zu erzeugen und Wärme zu produzieren. Wissenschaftler interessieren sich aktuell sehr für die Auswirkungen der „Bräunung“ von Fett, d. h. der Umwandlung von weißem in braunes Fett, als eine mögliche Methode zur Bekämpfung von Fettleibigkeit bei Erwachsenen, die in der Regel nur kleine Ansammlungen mit braunem Fett behalten.
Hier geht es zur Studie.
