Übergewicht: Fettzellen machen Menschen krank

Fabian Peters

Übergewicht: Membrane der Fettzellen bestimmen gesundheitliche Risiken

12.06.2011

Starkes Übergewicht, also Fettleibigkeit, kann ernsthafte gesundheitliche Folgen nach sich ziehen. Eine finnische Zwillingsstudie analysierte die Auswirkungen von Körperfett auf die Gesundheit und bildete dabei den Hauptschwerpunkt auf das sogenannte metabolischen Syndrom.

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Übergewicht gilt als entscheidender Risikofaktor für eine Vielzahl von Erkrankungen. Besonders gefährlich ist für übergewichtige Menschen dabei das sogenannte metabolische Syndrom, welches durch Adipositas, Bluthochdruck (Hypertonie), Insulinresistenz (Folge Diabetes Typ II) und veränderte Bluttfettwerte (Dyslipidämie) gekennzeichnet wird. Forscher des VTT Technical Research Centre of Finland haben nun den Wirkungsmechanismus entschlüsselt, über den ein erhöhter Körperfettanteil das Auftreten des metabolischen Syndroms begünstigt.

In der Langzeitstudie mit 21 finnischen Zwillingspaaren, von denen jeweils einer übergewichtig war, analysierten die Forscher am VTT Technical Research Centre of Finland die Auswirkungen des Körperfetts auf die Gesundheit. Dabei bildete der Zusammenhang mit dem Auftreten des metabolischen Syndroms einen Schwerpunkt der Untersuchung. Die Forscher fanden heraus, dass die individuell unterschiedliche Anpassungsfähigkeit der Fettzell-Membrane eine Schlüsselrolle bei den durch Übergewicht und Adipositas ausgelösten gesundheitlichen Beeinträchtigungen spielt. In einem nächsten Schritt hoffen die Forscher nun Einfluss auf die Anpassungsfähigkeit der Membrane der Fettzellen nehmen zu können, denn sie haben bei ihren Untersuchungen auch ein Gen entdeckt, dass die Umformung der Zellmembrane bewirkt.

Unterschiedliche Membranstruktur bei Übergewicht und Nomalgewicht
Den Forschern des VTT Technical Research Centre of Finland zufolge bilden die Veränderungen in den Fettzellen die Grundlage für die negativen gesundheitlichen Konsequenzen von Übergewicht und Adipositas. Im Rahmen ihrer Studie mit 21 finnischen Zwillingspaaren haben die Wissenschaftler des VTT herausgefunden, wie die veränderten Fettzellen zu den schweren gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können. Dabei bildete der Zusammenhang mit dem metabolischen Syndrom, dass in Deutschland als Hauptrisikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Herzinfarkte gilt, einen Schwerpunkt der Untersuchung. Da die teilnehmenden eineiigen Zwillinge mit den gleichen Erbanlagen ausgestattet waren, konnten genetische bedingte Einflüsse weitestgehend ausgeschlossen werden. Die Forscher stellten fest, dass die Membranstruktur der Fettzellen bei den übergewichtigen Zwillingen deutliche Unterschiede im Vergleich zu ihren schlankeren Geschwistern aufwies. Während die Ernährung der übergewichtigen Zwillinge wesentliche geringere Mengen mehrfach ungesättigter Fettsäuren enthielt als bei ihren Geschwistern, lag der Anteil ungesättigter Fettsäuren ihrem Fettgewebe unerwarteterweise deutlich höher als bei den schlankeren Studienteilnehmer, berichten die Wissenschaftler in der Online-Ausgabe des Fachmagazins „PLoS Biology“.

Zellmembrane bei Übergewichtigen werden umstrukturiert
Da die identifizierten mehrfach ungesättigten Fettsäuren, einen wesentlichen Einfluss auf die Membranstruktur der Fettzellen haben und dazu beitragen der Elastizität und Durchlässigkeit zu erhöhen, vermuten die Forscher, „dass es sich um einen Bewältigungsmechanismus handelt“, mit dessen Hilfe die Funktionsfähigkeit der Zellmembrane auch bei extremer Ausdehnung der Zellen erhalten werden soll. Obwohl die Membranstruktur der übergewichtigen und schlanken Zwillinge grundsätzlich unterschiedlich aufgebaut war, konnten die Forscher des VTT keine Unterschiede in der Funktionsfähigkeit feststellen. Durch den erhöhten Anteil der ungesättigten Fettsäuren in den Zellmembranen blieben diese auch bei den Übergewichtigen in ihrer Funktion erhalten, erklärten die Experten. Doch ergänzende Analysen zeigen, dass die Anpassungsfähigkeit der Zellen nur bis zu einem bestimmten Punkt gewährleistet werden kann und dass die Funktionsfähigkeit der Membrane spätestens mit dem Einsetzen des metabolischen Syndroms zusammenbricht, berichten Matej Orešič vom VTT Technical Research Centre of Finland und Kollegen.

Omega-6-Fettsäuren begünstigen das Auftreten von Entzündungen
Zwar hatte keiner der untersuchten übergewichtigen Zwillingen bereits ein metabolisches Syndrom entwickelt, doch durch die übermäßige beziehungsweise falsche Nahrungsaufnahme bildeten sich vermehrt Fettpolster an Beinen, Hüfte, Bauch und Po – überschüssige Nährstoffe wurden in den Fettzellen des Körpers eingelagert. Dabei bestimmen die in den Zellmembranen enthaltenen Lipide unter anderem die Durchlässigkeit und die Anpassungsfähigkeit der Membrane. Umso höher der Anteil mehrfach ungesättigter Fettsäuren in der Membranstruktur, desto höher auch die Durchlässigkeit. Den Forschern des VTT zufolge ist jedoch zwischen den verschiedenen ungesättigten Fettsäuren zu unterscheiden. So kann mit Hilfe des erhöhte Omega-6-Fettsäure-Anteils in den Zellmembranen der Übergewichtigen zwar die Funktionsfähigkeit aufrecht erhalten werden, doch die Omega-6-Fettsäuren verursachen ihrerseits einen erheblichen Anteil der negativen gesundheitlichen Folgen des Übergewichts, berichten die Forscher des VTT. Anders als die Omega-3-Fettsäuren in den Zellmembranen der normalgewichtigen Studienteilnehmer, wirken die Omega-6-Fettsäure im menschlichen Organismus als Botenstoffe, die ein Abwehrreaktion auslösen. Dadurch werden Entzündungen im Körper – insbesondere im Fettgewebe – begünstigt, die ihrerseits weitere gesundheitliche Beeinträchtigungen mit sich bringen könne, schreiben Matej Orešič und Kollegen.

Individuelle Unterschiede bei den Membranen der Fettzellen
Nach Ansicht der Forscher bestehen erhebliche individuelle Unterschiede bei der Reaktion der Fettzellen auf die vermehrte Nahrungsaufnahme. „Wir halten es für wahrscheinlich, dass der Schwellenwert der Zellen genetisch festgelegt ist“, erläuterte die Experten des VTT. Sowohl die Umstrukturierung der Zellmembrane als auch das maximale Speichervermögen der Fettzellen sei von Mensch zu Mensch verschieden, was auch erkläre, wieso manche Übergewichtige erhebliche gesundheitliche Beeinträchtigungen zu verzeichnen haben, während andere relativ unbeschwert mit ihren Fettpolstern leben. Sind die Membrane der Fettzellen an ihrer Kapazitätsgrenze angelangt, können die Fettzellen keine weiteren Nährstoffe aufnehmen und das überschüssiges Fett wird in anderen Organen wie Muskeln, Leber oder Bauchspeicheldrüse eingelagert. Fettstoffwechselstörungen sind einer der Folgen und den Betroffenen droht langfristig das metabolische Syndrom, berichten die Experten. Damit einher gehen laut Aussage von Kirsi H. Pietiläinen (Obesity Research Unit, Helsinki University Central Hospital), Antonio Vidal-Puig (University of Cambridge) und Matej Orešič zahlreiche gesundheitliche Risiken – vor allem im Bereich der Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Umstrukturierung der Fettzellen-Membrane verhindern
Doch bereits bevor die Membrane der Fettzellen an ihre Grenzen stoßen, findet offenbar eine Umstrukturierung auf Ebene der enthaltenen ungesättigten Fettsäuren statt. Dadurch kann dem internationalen Forscherteam um Matej Orešič zufolge zwar die Funktionsfähigkeit der Membrane trotz erheblicher Ausdehnung erhalten bleiben, doch die erhöhte Omega-6-Fettsäurenkonzentration begünstigt ihrerseits das Auftreten von Entzündungen – insbesondere im Fettgewebe des menschlichen Organismus. Der „Bewältigungsmechanismus “ bringt somit einen schwerwiegenden Nachteil mit sich: „Es entstehen vermehrt Entzündungen“, die ihrerseits als wesentlicher Faktor bei der Entwicklung des metabolischen Syndroms gelten, erklärte Matej Orešič. Nach Ansicht der Forscher ist daher der Erhalt einer gesunde Membranstruktur der Fettzellen entscheidend, um die gesundheitlichen Risiken des Übergewichts zu minimieren. Auch bei fettleibigen Menschen sollten die Zellmembrane überwiegend Omega-3-Fettsäuren anstatt der gesundheitlich bedenklichen Omega-6-Fettsäure enthalten. Was auf den ersten Blick kaum beeinflussbar erscheint, ist nach Ansicht der VTT-Forscher möglicherweise schon bald machbar. Denn Matej Orešič und Kollegen konnten im Rahmen ihrer Studie ein Gen identifizierten, welches eine Umstrukturierung der Zellmembrane bewirken kann. „Die große Nachricht ist, dass wir den Prozess manipulieren können“, so das Fazit der internationalen Forschergruppe in der Online-Ausgabe des Fachmagazins „PLoS Biology“. (fp)