Ein Gen verbindet Fettsucht und Diabetes mit Stress

Diese Probleme haben bereits endemische Ausmasse angenommen: Allein von Diabetes werden bis zum Jahre 2030 etwa 360 Millionen Menschen betroffen sein. Jeder, der einmal vor einer wichtigen Prüfung unbedingt ein Stück Schokolade essen wollte, versteht instinktiv die Verbindung zwischen Stress und Veränderungen im Appetit und ängstlichem Verhalten. Nun hat die Wissenschaft auch Belege dafür finden können, obwohl die genauen Gründe noch nicht restlos geklärt sind. Alon Chen vom Fachbereich Neurobiologie am Weizmann-Institut und sein Forschungsteam haben entdeckt, dass Veränderungen in der Aktivität eines einzigen Gens im Gehirn Mäuse nicht nur zu verängstigtem Verhalten veranlassen, sondern auch zu metabolischen Veränderungen führen, die bei Mäusen die Symptome einer Typ-2-Diabetes hervorrufen. Diese Ergebnisse wurden in dieser Woche in der Online-Ausgabe von «Proceedings of the National Academy of Sciences» veröffentlicht.

Ucn3 im Visier

Alle Körpersysteme sind in die Stressreaktion involviert, dami der Mensch mit Bedrohungen und Gefahren umgehen kann. Verhaltensänderungen, die mit Stress verbunden sind, sind erhöhte Angst und Konzentration, während andere Veränderungen im Körper auch den Anstieg der Körpertemperatur, Veränderungen im Metabolismus verschiedener Substanzen und sogar Veränderungen in Präferenzen für Nahrungsmittel umfassen. Was haben all diese Erscheinungen gemein? Das Weizmann-Team verdächtigte ein Protein: das Urocortin-3 (Ucn3). Dieses Protein wird insbesondere in Zeiten von Stress in bestimmten Gehirnzellen produziert und ist dafür bekannt, dass es eine Rolle in der Regulierung der Stressreaktion spielt. Diese Nervenzellen haben Verlängerungen, die als eine Art Schnellstrasse dienen und das Ucn3 sehr schnell an zwei andere Stellen im Gehirn transportieren: Ein Ort ist der Hypothalamus, das Gehirnzentrum für die hormonelle Regulierung grundlegender Körperfunktionen, welche unter anderem über Messungen von Substanzveränderungen das Hunger- und Sättigungsgefühl kontrolliert. Der andere Ort befasst sich mit der Verhaltensregulierung, auch der Angstintensität. Nervenzellen in diesen beiden Hirngegenden haben besondere Rezeptoren für Ucn3 auf ihren Oberflächen, und das Protein bindet sich an diese Rezeptoren an, um eine Stressreaktion zu initiieren.

Angst und Zuckerverbrennung

Die Forscher entwickelten eine neuartige Methode zur Beeinflussung der Aktivität einzelner Gene in einer Hirngegend, mit der sie die Ucn3-Mengen, die genau an der Stelle produziert werden, anhoben. Dabei stellten sie fest, dass höhere Proteinmengen zwei unterschiedliche Wirkungen hatten: Das Angstverhalten der Mäuse steigerte sich und in ihrem Körper vollzogen sich ausserdem auch metabolische Veränderungen. Bei grossen Ucn3-Mengen verbrannten ihre Körper mehr Zucker und weniger Fettsäuren und ihre metabolische Rate steigerte sich. Diese Mäuse zeigten das erste Stadium von Typ-2-Diabetes: Ein Sturz der Muskelsensibilität auf Insulin, der die Zuckeraufnahme in diese Zellen verzögerte und den Blutzuckerspiegel anhob. Die Bauchspeicheldrüse produzierte daraufhin grössere Insulinmengen, um für das entstandene «Defizit» aufzukommen. «Wir zeigten, dass die Aktivität eines einzigen Gens an nur einer Stelle im Gehirn bedeutenden Einfluss auf den Metabolismus im gesamten Körper haben kann», sagt Chen. Dieser Mechanismus, der der noralgische Punkt zu sein scheint, welcher die Stressniveaus mit metabolischen Krankheiten verbindet, könnte in Zukunft den Weg zur Behandlung oder Verhinderung einiger stressbedingter Krankheiten weisen. [ta]