Zusammenspiel von Genen, Stoffwechsel und Ernährung
Ob ein Mensch an Alterszucker (Diabetes Typ 2) erkrankt, hängt sowohl von seiner genetischen Veranlagung ab, als auch davon, wie sein Körper das Fett in der Nahrung aufnimmt. Außerdem gibt es Substanzen wie Lapacho, die in Form von funktionellen Lebensmitteln helfen könnten, Stoffwechselerkrankungen zu lindern oder zu verhindern. Das sind nur zwei der Ergebnisse eines siebenjährigen wissenschaftlichen Verbundprojektes.
Wie funktionieren Gene des Fettstoffwechsels, welche Bedeutung haben sie für die Volkskrankheiten Fettleibigkeit, Alterszucker oder Bluthochdruck? Mit diesen Fragen befassten sich die Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität (CAU) und des Max Rubner-Instituts (MRI) im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes. Ernährungsphysiologen, Mediziner und Humangenetiker erforschten die komplexen Wechselwirkungen zwischen den Nahrungsfetten, dem Fettstoffwechsel und den Gesundheitsrisiken.
Die Mediziner und Ernährungswissenschaftler untersuchten unter anderem ein Gen, das durch die Zusammensetzung des Nahrungsfettes reguliert wird. "Je nachdem, welche Fettsäuren aufgenommen werden, ist das Gen mehr oder weniger aktiv", erläutert Professor Frank Döring von der Abteilung Molekulare Prävention, der als Leiter der damals neu zu etablierenden Forschergruppe vor fünf Jahren an die Uni Kiel kam. Bei Menschen mit Altersdiabetes ist die Regulation dieser Genaktivität gestört. Das durch dieses Gen produzierte Acyl-CoA-bindende Protein (ACBP) kommt in nahezu allen menschlichen Zellen vor und hat vielfältige Funktionen im Fettstoffwechsel. Durch die Störung von ACBP ist der zelluläre Fettstoffwechsel verändert und die Insulinwirkung herabgesetzt. Das ACBP-Gen gehört zu den zentralen und ernährungsabhängig streng regulierten Genen, die notwendig sind, damit die unterschiedlichen Nahrungsfette für körpereigene Stoffwechselleistungen genutzt werden können und nicht zur Zellschädigung führen. Die Arbeitsgruppen von Professor Stefan Schreiber (Klinische Molekularbiologie) und Professor Jürgen Schrezenmeir (Biochemie der Ernährung) haben in praktischen Studien nachgewiesen, dass sich die Aktivität des Gens nach dem Bedarf richtet, der durch Anteil und Art der Nahrungsfette festgelegt wird. Dieses Regulationsprinzip erklärt, warum der Mensch im Normalfall mit einer unterschiedlichen Menge von Fett umgehen kann, ohne dass dadurch der Stoffwechsel beeinträchtigt wird.
Auf der Suche nach so genannten Risiko-Genen für Diabetes mellitus Typ 2 wurden die Kieler Ernährungsforscher weiter fündig: Sie identifizierten ein Protein, das die Fettaufnahme im Darm reguliert - das Fettsäurebindungsprotein 2 (FABP2). Dieses Eiweiß sorgt dafür, dass die Fettsäuren aus der Nahrung zunächst im Dünndarm zurückgehalten werden. Dadurch kommt es zu einem langsamen und dosierten Einstrom der den Stoffwechsel belastenden Fettsäuren in das Blut. Diese Schutzfunktion scheint bei Diabetespatienten nicht mehr richtig zu funktionieren. Es wurden zwei Risikomutationen (Polymorphismen) in dem FABP2-Gen untersucht, die in einer bestimmten Kombination bei Diabetespatienten häufiger auftreten. Diese Befunde bestätigen frühere Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Diabetesrisiko und beschleunigter Fettsäureaufnahme.
Bei einer Studie wurden Risikogene entdeckt, die unterschiedliche Auswirkungen auf Körpergewicht und Body Mass Index (BMI) haben. Dafür wurden am MRI in einer Bevölkerungsstichprobe (Metabolic Intervention Cohort Kiel MICK) männliche Teilnehmer nach Merkmalen wie Übergewicht, Bluthochdruck, erhöhten Blutzucker- und Blutfettwerten charakterisiert und im Hinblick auf Gene des Fett- und Glukosestoffwechsels typisiert.
Eine weitere Entdeckung des Verbundprojekts ist ein Substrat, das am Ende in ein funktionelles Lebensmittel als eine Art "Fettbremse" eingebaut werden könnte. Das Extrakt aus Tabebuia impetiginosa (Lapacho-Tee), einem Baum aus Mittel- und Südamerika - verabreicht nach einer fettreichen Mahlzeit senkte im Versuch bei Ratten die Blutfette deutlich.
"Im nächsten Schritt geht es darum, den Nutzen unserer Forschung der allgemeinen Bevölkerung zugänglich zu machen", so die Sprecher des Netzwerkes, Professor Ulrich R. Fölsch und Professor Manfred J. Müller. Diesen Weg verfolgt die Uni Kiel im Rahmen ihres Forschungsschwerpunktes "Angewandte Lebenswissenschaften" gemeinsam mit ihren Partnern weiter, zum Beispiel in einem Folgeprojekt zum Thema Diäten.
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