Energie- und Glukosehaushalt werden vom Gehirn gesteuert

Störungen im komplexen Regelkreis führen zu Erkrankung

Das Körpergewicht wird über die Nahrungsaufnahme durch Hunger, Appetit und Sättigungsgefühl gesteuert.  Über ein komplexes Regulationsnetzwerk gelingt es, exzessives Zu- oder Abnehmen zu vermeiden und das Gewicht in einem engen, für die jeweilige Spezies typischen Rahmen zu halten.  Eine ausgeglichene Energiebilanz (Homöostase) erfordert einen ständigen Informationsaustausch aller an der Regulierung beteiligten Organe wie Fettgewebe, Knochen, Leber, Bauchspeicheldrüse und: dem zentralen Nervensystem (ZNS).

Die Leistung des Gehirns

Das ZNS erhält aus der Körperperipherie nahrungsabhängig und hormonell vermittelte  Rückmeldungen über den Ernährungszustand bzw. Nahrungsbedarf. Zu den peripheren Botenstoffen gehören das Insulin der Bauchspeicheldrüse sowie das Leptin aus dem Fettgewebe. Ihr Adressat im ZNS ist der Hypothalamus, der Kontrollinstanz für eine ausgeglichene Energiebilanz. Hier werden die ankommenden Signale ausgewertet und adäquate Antworten eingeleitet. Zum Repertoire gehören die Impulse zur Energieaufnahme oder –abgabe, zur Nahrungsverarbeitung oder Umverteilung der vorhandenen Energie im Körper.

Neuere Forschungsergebnisse legen nahe, dass viele dieser an der Energiehomöostase beteiligten Signale auch das neuronale Belohnungs- und Motivationssystem beeinflussen. Weiterhin gibt es Hinweise darauf, dass eine Fehlregulation dieser Schaltkreise eine Rolle spielen könnte bei der Entwicklung von Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes. Trotz intensiver Forschung ist es in den letzten Jahren noch nicht gelungen, genau zu verstehen, wie im Körper eine ausgeglichen Energiebilanz erreicht und beibehalten wird.

Forschungsvorhaben

Unsere Forschungsprojekte zielen deshalb darauf ab, die hypothalamischen Zielzellen der Hormone Leptin und Insulin zu identifizieren, welche maßgeblich an der exakten Steuerung des Energie- und Glukosehaushalts beteiligt sind. Wir wollen verstehen, wie die Signalwege innerhalb dieser Zellen sind und wie die höheren neuronalen Schaltkreise funktionieren, die auf vielfältige Weisen die Homöostase herbeiführen. Bei Fettleibigkeit und mit zunehmendem Alter kommt es zu Veränderungen in diesen Schaltkreisen, deren molekulare Grundlage wir untersuchen wollen, um molekulare Therapien gegen Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes entwickeln zu können.