Wenn Nahrung das Gehirn reizt

BERLIN. Für seine Forschungen zur Regulation der Nahrungsaufnahme und der daran beteiligten Hormone, zum Beispiel Insulin und Glukagon, ist Privatdozent Dr. Martin Heni vom Uniklinikum Tübingen mit dem vom Unternehmen Berlin-Chemie gestifteten Menarini-Preis 2016 ausgezeichnet worden.

Bei seinen Forschungen habe Heni Unterschiede zwischen schlanken und übergewichtigen Personen bei der Verarbeitung von Essensreizen im Gehirn entdeckt. "Störungen der zentralen Regulation spielen wahrscheinlich eine viel größere Rolle bei der Entstehung von Prädiabetes und Diabetes, als bisher angenommen wurde", wird Heni in einer Mitteilung zur Preisverleihung zitiert.

Unterschiede bei der Verarbeitung von Essensreizen bei übergewichtigen und schlanken Menschen habe Heni bereits in früheren Forschungen nachgewiesen, heißt es in der Mitteilung. Dazu untersuchte er mit seinem Team mit funktioneller Kernspintomographie den Effekt eines oralen Glukosetoleranztests (oGTT) auf die Verarbeitung von Essensreizen im Gehirn.

Heni konnte entschlüsseln, welche Wirkungen das postprandiale Milieu auf den Hypothalamus - die Schaltzentrale des Stoffwechsels - und den präfrontalen Kortex hat: "Der oGTT führte in vielen Hirnregionen zu Änderungen der Hirnaktivität und der Reaktion auf Nahrungsreize."

Veränderungen gab es dabei besonders in Arealen, die für die höhere visuelle Verarbeitung von Nahrungsreizen zuständig sind und die entscheiden, wie appetitlich wir Speisen finden. "Interessanterweise gab es - sowohl im Hypothalamus als auch in frontalen Gehirnregionen - zwischen schlanken und übergewichtigen Personen große postprandiale Unterschiede."

Wichtige Rolle bei Regulation der Nahrungsaufnahme

Aufgrund seiner bisherigen Beobachtungen nimmt Heni an, dass postprandial sezernierte Hormone eine wichtige Rolle bei der Regulation der Nahrungsaufnahme spielen.

Zu diesen Hormonen zählt auch das Peptidhormon Glukagon, das im menschlichen Körper zahlreiche Aufgaben hat, die weit über seine allgemein bekannte Funktion als Gegenspieler des Insulins hinausgehen.

So wurde zum Beispiel beim Menschen nachgewiesen, dass eine Infusion mit Glukagon zusammen mit Glucagon-like Peptide 1 (GLP-1) die Nahrungsaufnahme reduziert.

Darüber hinaus konnte Heni in eigenen unveröffentlichten Vorarbeiten beobachten, dass die postprandiale Sekretion von Glukagon nicht bei allen Menschen gleich verläuft: Heni hat mit seinem Team bei fast 2000 Personen aus zwei unabhängigen Kohorten den Verlauf des Glukagonspiegels während eines oGTT untersucht.

Auffällig war, dass nicht bei allen Personen dabei die Glukagonspiegel fielen - bei etwa 20 Prozent blieb der Spiegel stabil oder stieg sogar an. "Diese Personen waren überraschenderweise schlanker, hatten eine bessere Insulinsensitivität und ein vermindertes Prädiabetesrisiko", wird Heni in der Mitteilung zur Preisverleihung zitiert.

"Während ein erhöhter Nüchternglukagonspiegel metabolisch ungünstig ist, könnte ein postprandialer Glukagonanstieg also für Gewicht und Stoffwechsel günstig sein", so Heni.

Diese Annahme wird auch durch tierexperimentelle Arbeiten unterstützt: So konnte in Studien nachgewiesen werden, dass Glukagon an der Regulation des Essverhaltens und der Thermogenese beteiligt ist und die Wirkung des Glukagons im Gehirn die endogene Glukoseproduktion in der Leber reduziert.

Preisgeld in neues Projekt stecken

Das Menarini-Preisgeld verwendet Heni, um sein Anschlussprojekt weiter zu finanzieren. Mit seinem Team möchte er jetzt untersuchen, wie sich Personen mit abfallenden Glukagonspiegeln während eines oGTT von jenen mit ansteigenden Glukagonspiegeln in ihrer Verarbeitung von Nahrungsreizen im Gehirn unterscheiden.

"Unsere Hypothese ist, dass Personen mit steigendem Glukagonspiegel weniger stark auf hochkalorische Nahrungsreize reagieren und ein stärkeres Sättigungsempfinden haben." Während der Stimulation mit Essensbildern soll die regionale Gehirnaktivität analog zu früheren Untersuchungen gemessen werden.

"Wir hoffen, dass unsere Studienergebnisse zu einem besseren Verständnis der Glukagonwirkung im Gehirn beitragen und bessere Vorhersagen für die Wirkung von postprandialen Medikamenten ermöglichen."

Mit den Ergebnissen könnte das Forschungsteam vielleicht die Frage beantworten, ob Koagonisten aus Glukagon und GLP-1, die sich momentan in klinischer Entwicklung befinden, bei allen oder nur manchen Patienten wirken.

"Zudem werden wir untersuchen, ob wir die Effekte von Insulin und Glukagon im Gehirn voneinander differenzieren können und ob sie in manchen oder in allen Regionen synergistisch wirken", so Heni. (eb)