Fettreiche Ernährung stört Zellstoffwechsel

Eine fettreiche Ernährung löst tiefgreifende Störungen im Zellstoffwechsel aus, wobei Männer offenbar stärker gefährdet sind als Frauen. Antioxidantien können diesen Prozess jedoch zumindest teilweise umkehren.

Ein Forschungsteam unter Beteiligung von Fachleuten des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat die biochemischen Veränderungen untersucht, die durch eine fettlastige Ernährung ausgelöst werden. Die Ergebnisse sind in dem Fachjournal „Molecular Cell“ nachzulesen.

Was passiert bei fettreicher Ernährung?

Dass fettige Kost Übergewicht und Diabetes begünstigt, ist bekannt. Der Konsum von fettreichen Lebensmitteln fördert entzündliche Prozesse und verschlechtert die Insulinsensitivität. Neu ist jedoch das Ausmaß der molekularen Veränderungen, die nun am MIT aufgedeckt wurden, so das Forschungsteam.

Die Forschenden analysierten speziell die Rolle der Phosphorylierung, einem Prozess, bei dem Enzyme durch das Anfügen einer Phosphatgruppe an- oder abgeschaltet werden. So wollten sie herausfinden, wie sich dieser Mechanismus auf den Stoffwechsel auswirkt, insbesondere im Zusammenhang mit Enzymen, die Zucker, Fette und Proteine verarbeiten.

In der Untersuchung gab es zwei Gruppen von Mäusen. Tiere aus der Kontrollgruppe nahmen normale Kost zu sich, wogegen die Mäuse aus der Behandlungsgruppe eine fettreiche Ernährung erhielten.

Veränderungen der Leberzellen untersucht

Bei der Untersuchung der Leberzellen der Tiere auf Veränderungen bei hunderten Enzymen zeigte sich, dass eine Vielzahl dieser Enzyme durch Phosphorylierung in ihrer Aktivität gestört wurde, insbesondere solche, die für den Abbau von Zucker und Fettsäuren zuständig sind, berichtet das Team.

Enzyme wie IDH1 oder AKR1C1 seien dabei aus dem Gleichgewicht geraten. Gleichzeitig sei die Produktion sogenannter reaktiver Sauerstoffspezies gestiegen. Dabei handelt es sich um Moleküle, die in zu hoher Konzentration zellschädigend wirken.

Mehr oxidativer Stress, weniger Stoffwechselbalance

Mäuse mit fettreicher Kost entwickelten laut dem Team eine Insulinresistenz und nahmen deutlich zu. Die Zellen verloren ihr Gleichgewicht im sogenannten Redox-Haushalt, einem feinen biochemischen System, das für die Entgiftung schädlicher Moleküle verantwortlich ist, erläutern die Forschenden.

Männliche Mäuse stärker betroffen

Besonders auffällig war, dass männliche Mäuse wesentlich stärker betroffen waren als weibliche. Letztere konnten offenbar besser kompensieren und schalteten alternative Fettverwertungswege ein.

„Wir haben unter anderem gelernt, dass die systemische Gesamtwirkung dieser Phosphorylierungsereignisse insbesondere bei Männern zu einem verstärkten Ungleichgewicht der Redoxhomöostase führte. Sie zeigten im Vergleich zu Frauen deutlich mehr Stress und zeigten deutlich häufiger den Phänotyp einer metabolischen Dysfunktion“, berichtet Studienautorin Tigist Tamir in einer aktuellen Pressemitteilung.

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Wenn die Mäuse zusätzlich zur fettreichen Ernährung das Antioxidans BHA erhielten, reduzierten sich Gewichtszunahme und Stoffwechselstörungen deutlich. Die Enzyme zeigten laut dem Team eine neue Phosphorylierungsstruktur, mit der offenbar ein stabilerer, gesünderer Zellzustand einherging.

Die Erkenntnisse könnten langfristig neue Wege im Kampf gegen ernährungsbedingte Erkrankungen eröffnen. Zwar wurde die Studie an Mäusen durchgeführt, doch die zugrunde liegenden Mechanismen ähneln stark denen im menschlichen Körper. Die gezielte Gabe von Antioxidantien wie BHA könnte demnach eine präventive und/oder therapeutische Rolle Hilfe bieten. (as)