Gedächtnissysteme im Gehirn steuern Essensgelüste, die das Körpergewicht beeinflussen könnten
Neue Erkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten zur Bekämpfung von Überernährung und Fettleibigkeit
Kann das Gedächtnis beeinflussen, was und wie viel wir essen? Eine bahnbrechende Studie des Monell Chemical Senses Center, die einen Zusammenhang zwischen dem Gedächtnis für Lebensmittel und übermäßigem Essen herstellt, beantwortet diese Frage mit einem klaren "Ja". Unter der Leitung von Guillaume de Lartigue, PhD, einem assoziierten Mitglied des Monell Chemical Senses Center, identifizierte das Forscherteam zum ersten Mal das nahrungsmittelspezifische Gedächtnissystem des Gehirns und seine direkte Rolle bei übermäßigem Essen und diätbedingter Fettleibigkeit.
In ihrer in Nature Metabolism veröffentlichten Studie beschreiben sie eine bestimmte Population von Neuronen im Gehirn von Mäusen, die Erinnerungen an Zucker und Fett kodieren und damit die Nahrungsaufnahme und das Körpergewicht stark beeinflussen. "In der heutigen Welt werden wir ständig mit Werbung und Umweltreizen bombardiert, die uns an genussvolle Essenserlebnisse erinnern sollen", so Dr. de Lartigue. "Erstaunlich ist, dass wir eine bestimmte Neuronenpopulation im Hippocampus ausfindig gemacht haben, die nicht nur diese Erinnerungen an Essen bildet, sondern auch unser Essverhalten steuert. Diese Verbindung könnte erhebliche Auswirkungen auf das Körpergewicht und die Stoffwechselgesundheit haben."
Diese Neuronen kodieren Erinnerungen an die räumliche Lage von nährstoffreichen Lebensmitteln und fungieren als "Gedächtnisspur", insbesondere für Zucker und Fett. Das Ausschalten dieser Neuronen beeinträchtigt die Fähigkeit der Tiere, zuckerbezogene Erinnerungen abzurufen, verringert den Zuckerkonsum und verhindert eine Gewichtszunahme, selbst wenn die Tiere einer Ernährung ausgesetzt sind, die zu einer übermäßigen Gewichtszunahme führt. Werden diese Neuronen hingegen reaktiviert, verbessert sich das Gedächtnis für Nahrungsmittel, was den Konsum erhöht und zeigt, wie Erinnerungen an Nahrungsmittel das Ernährungsverhalten beeinflussen.
Diese Ergebnisse stellen zwei neue Konzepte vor: erstens den Nachweis, dass bestimmte Neuronen im Gehirn nahrungsbezogene Erinnerungen speichern, und zweitens, dass diese Erinnerungen die Nahrungsaufnahme direkt beeinflussen. "Es ist zwar keine Überraschung, dass wir uns an angenehme Essenserlebnisse erinnern, doch wurde lange Zeit angenommen, dass diese Erinnerungen wenig bis gar keinen Einfluss auf das Essverhalten haben", so Dr. de Lartigue. "Was am meisten überrascht, ist, dass die Hemmung dieser Neuronen eine Gewichtszunahme verhindert, sogar als Reaktion auf eine fett- und zuckerreiche Ernährung."
Die unterschätzte Rolle des Gedächtnisses
Die Bedeutung des Gedächtnisses für die Nahrungsaufnahme wird oft übersehen, aber diese Studie zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen Gedächtnis und Stoffwechsel. Was diese Entdeckung von anderen Studien zum Thema Gedächtnis unterscheidet, ist ihre Bedeutung für das Verständnis der Stoffwechselgesundheit. Das Ausschalten von Neuronen im Hippocampus der Tiere, die auf Zucker reagieren, stört nicht nur das Gedächtnis, sondern verringert auch die Zuckeraufnahme und schützt vor Gewichtszunahme, selbst wenn die Tiere einer zuckerreichen Ernährung ausgesetzt sind. Dies unterstreicht eine direkte Verbindung zwischen bestimmten Gehirnkreisläufen, die für das Gedächtnis und die Stoffwechselgesundheit verantwortlich sind, was in der Adipositasforschung bisher weitgehend übersehen wurde.
"Gedächtnissysteme im Hippocampus haben sich entwickelt, um den Tieren zu helfen, überlebenswichtige Nahrungsquellen zu finden und sich an sie zu erinnern", sagt Erstautorin Mingxin Yang, Doktorandin an der University of Pennsylvania im Labor von de Lartigue. "In einer modernen Umgebung, in der Nahrung im Überfluss vorhanden ist und überall Hinweise zu finden sind, können diese Gedächtnisschaltungen zu übermäßigem Essen führen, was wiederum zu Fettleibigkeit beiträgt.
Spezifische, aber unabhängige Schaltkreise
Eine weitere wichtige Entdeckung ist, dass nahrungsbezogene Erinnerungen sehr spezifisch sind. Neuronen, die auf Zucker reagieren, kodieren und beeinflussen nur zuckerbezogene Erinnerungen und die Nahrungsaufnahme, während Neuronen, die auf Fett reagieren, nur die Fettaufnahme beeinflussen. Diese Neuronen wirken sich nicht auf andere Gedächtnisarten aus, wie z. B. das räumliche Gedächtnis für nicht nahrungsbezogene Aufgaben.
"Die Spezifität dieser Schaltkreise ist faszinierend", so de Lartigue. "Sie unterstreicht, wie fein das Gehirn auf die Verknüpfung von Nahrung und Verhalten abgestimmt ist, um sicherzustellen, dass die Tiere zwischen verschiedenen Nährstoffquellen in ihrer Umgebung unterscheiden können." Wir haben getrennte Arten von Neuronen, die das Gedächtnis für fettreiche Nahrung und für zuckerreiche Nahrung kodieren. Diese getrennten Systeme haben sich vermutlich entwickelt, weil Nahrungsmittel in der Natur selten sowohl Fett als auch Zucker enthalten, vermuten die Autoren.
Auswirkungen auf die Behandlung von Fettleibigkeit
Die Ergebnisse der Studie eröffnen neue Möglichkeiten zur Bekämpfung von Übergewicht und Fettleibigkeit. Indem man auf die Gedächtnisschaltkreise des Hippocampus abzielt, könnte es möglich sein, die Gedächtnisauslöser zu unterbrechen, die den Verzehr ungesunder, kalorienreicher Lebensmittel fördern.
"Diese Neuronen sind entscheidend für die Verknüpfung von sensorischen Hinweisen mit der Nahrungsaufnahme", so Dr. de Lartigue. "Ihre Fähigkeit, sowohl das Gedächtnis als auch den Stoffwechsel zu beeinflussen, macht sie zu vielversprechenden Zielen für die Behandlung von Fettleibigkeit in der heutigen, nahrungsreichen Welt".
Diese gemeinsame Studie wurde mit Kollegen von der University of Pennsylvania und der University of Southern California durchgeführt und von den National Institutes of Health und der American Heart Association unterstützt.
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