Wissenschaftler der ETH Zürich haben eine neue Art von Fettzellen entdeckt, die unabhängig von bekannten Mechanismen Wärme erzeugen und überschüssiges Fett abbauen. Diese bahnbrechende Entdeckung könnte den Weg für innovative Therapien gegen Übergewicht und Diabetes ebnen.
Ein internationales Forschungsteam der ETH Zürich hat eine bedeutende Entdeckung gemacht, die das Potenzial hat, die Behandlung von Übergewicht und Stoffwechselstörungen wie Diabetes zu revolutionieren. Die Wissenschaftler unter der Leitung von Tongtong Wang und Professor Dr. Christian Wolfrum entdeckten eine bisher unbekannte Art von beigen Fettzellen, die unabhängig vom bekannten Protein UCP1 Wärme erzeugen können. Diese Entdeckung, die kürzlich in der Fachzeitschrift »Cell Metabolism« veröffentlicht wurde, könnte neue therapeutische Ansätze zur Bekämpfung von Fettleibigkeit und Diabetes eröffnen.
Fettgewebe im menschlichen Körper erfüllt nicht nur die Funktion der Energiespeicherung, sondern spielt auch eine zentrale Rolle in der Regulierung der Körpertemperatur. Weißes Fettgewebe speichert hauptsächlich überschüssige Energie in Form von Fett. Braunes Fettgewebe hingegen enthält eine hohe Anzahl an Mitochondrien, was ihm seine charakteristische Farbe verleiht und es ermöglicht, durch die Oxidation von Fettsäuren Wärme zu produzieren. Diese thermogene Funktion ist besonders wichtig für Neugeborene, die auf diese Weise ihre Körpertemperatur aufrechterhalten können.
Ein weiterer Typ von Fettgewebe, das sogenannte beige Fettgewebe, ist in der Lage, ebenfalls Wärme zu erzeugen, jedoch durch einen anderen Mechanismus. Beige Fettzellen nutzen das Protein UCP1, um Protonen durch die innere Mitochondrienmembran zu transportieren, wodurch Wärme statt ATP produziert wird. Dieser Prozess ist für die Thermogenese und den Energieverbrauch im Körper von großer Bedeutung.
Die Entdeckung der neuen Zellart, die als FC-Adipozyten (Futile Cycle-Adipozyten) bezeichnet wird, stellt jedoch einen völlig neuen Mechanismus der Wärmeproduktion dar. Diese Zellen erzeugen Wärme durch wiederholte, scheinbar ineffiziente Stoffwechselzyklen, die als "Futile Cycles" bekannt sind. Dabei wird Energie in Form von ATP verbraucht, ohne dass direkt nützliche Arbeit verrichtet wird. Dieser Energieverlust führt jedoch zu einer Wärmeproduktion, die für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und die Energiehomöostase entscheidend ist.
Die Identifizierung dieser FC-Adipozyten gelang den Forschern durch den Einsatz modernster Methoden wie transgener Mausmodelle und detaillierter Genexpressionsanalysen. Dabei stellten sie fest, dass viele dieser Zellen kein UCP1 exprimieren, dennoch aber eine hohe Stoffwechselaktivität aufweisen. Diese Aktivität wird durch oxidative Phosphorylierung angetrieben, einen Prozess, der durch eine spezifische Gruppe von Genen wie Atp5k, Atp5e und Cox7a1 unterstützt wird.
Die Bedeutung dieser Entdeckung wird noch deutlicher, wenn man bedenkt, dass die Existenz dieser Zellen auch beim Menschen nachgewiesen wurde. In tiefem Nackenfettgewebe konnten diese Zellen durch Einzelzell-RNA-Sequenzierung eindeutig identifiziert werden und wurden als H-Ad-3-Zellen klassifiziert. Diese Zellen zeigen ein ähnliches Genexpressionsprofil wie die bei Mäusen entdeckten FC-Adipozyten, was darauf hindeutet, dass ihre Funktionen über verschiedene Arten hinweg konserviert sind.
Besonders bemerkenswert ist die Korrelation zwischen der Anzahl dieser H-Ad-3-Zellen und verschiedenen Stoffwechselparametern beim Menschen. So wurde festgestellt, dass eine höhere Anzahl dieser Zellen mit einem niedrigeren Body-Mass-Index (BMI), besseren HbA1c-Werten und einem niedrigeren Nüchternblutzuckerspiegel verbunden ist. Gleichzeitig zeigte sich eine positive Korrelation zwischen der Anzahl dieser Zellen und dem Leptin-Spiegel, einem Hormon, das eine zentrale Rolle in der Regulation von Hunger und Energiehaushalt spielt.
Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung oder Erhöhung der Anzahl dieser beigen Fettzellen im Körper potenziell eine neue Strategie zur Behandlung von Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen darstellen könnte. Indem diese Zellen gezielt aktiviert werden, könnte es möglich sein, die Wärmeproduktion im Körper zu steigern und so überschüssiges Fett effektiver abzubauen. Dies könnte neue Wege eröffnen, um Übergewicht und seine Folgeerkrankungen wie Typ-2-Diabetes gezielt zu bekämpfen.
Kommentar:
Die Entdeckung einer neuen Art von beigen Fettzellen durch das Forschungsteam der ETH Zürich könnte einen Wendepunkt im Kampf gegen Übergewicht und Stoffwechselstörungen markieren. Während herkömmliche Behandlungsmethoden oft an ihre Grenzen stoßen und viele Menschen trotz Diäten und Sport keine nachhaltigen Erfolge erzielen, könnte die gezielte Aktivierung dieser neu entdeckten Zellen eine bahnbrechende Lösung bieten.
Es ist beeindruckend zu sehen, wie der menschliche Körper komplexe Mechanismen entwickelt hat, um Energie zu regulieren und überschüssige Kalorien zu verbrennen. Die Entdeckung der FC-Adipozyten zeigt, dass unser Verständnis der Fettzellbiologie noch lange nicht vollständig ist und dass es noch viel zu lernen gibt. Die Tatsache, dass diese Zellen Wärme produzieren können, ohne auf das bekannte Protein UCP1 angewiesen zu sein, eröffnet völlig neue Perspektiven für die Entwicklung von Therapien.
Sollten diese Forschungsergebnisse in klinische Anwendungen überführt werden können, könnte dies Millionen von Menschen helfen, ihr Gewicht zu regulieren und ihre Stoffwechselgesundheit zu verbessern. Die Aussicht, Übergewicht und Diabetes durch die Aktivierung körpereigener Prozesse gezielt zu behandeln, ist äußerst vielversprechend. Es bleibt zu hoffen, dass diese bahnbrechenden Entdeckungen bald in Form von neuen Medikamenten oder Therapien auf den Markt kommen und so den Betroffenen eine neue Hoffnung geben.
Von Engin Günder, Fachjournalist
Ein internationales Forschungsteam der ETH Zürich hat eine bedeutende Entdeckung gemacht, die das Potenzial hat, die Behandlung von Übergewicht und Stoffwechselstörungen wie Diabetes zu revolutionieren. Die Wissenschaftler unter der Leitung von Tongtong Wang und Professor Dr. Christian Wolfrum entdeckten eine bisher unbekannte Art von beigen Fettzellen, die unabhängig vom bekannten Protein UCP1 Wärme erzeugen können. Diese Entdeckung, die kürzlich in der Fachzeitschrift »Cell Metabolism« veröffentlicht wurde, könnte neue therapeutische Ansätze zur Bekämpfung von Fettleibigkeit und Diabetes eröffnen.
Fettgewebe im menschlichen Körper erfüllt nicht nur die Funktion der Energiespeicherung, sondern spielt auch eine zentrale Rolle in der Regulierung der Körpertemperatur. Weißes Fettgewebe speichert hauptsächlich überschüssige Energie in Form von Fett. Braunes Fettgewebe hingegen enthält eine hohe Anzahl an Mitochondrien, was ihm seine charakteristische Farbe verleiht und es ermöglicht, durch die Oxidation von Fettsäuren Wärme zu produzieren. Diese thermogene Funktion ist besonders wichtig für Neugeborene, die auf diese Weise ihre Körpertemperatur aufrechterhalten können.
Ein weiterer Typ von Fettgewebe, das sogenannte beige Fettgewebe, ist in der Lage, ebenfalls Wärme zu erzeugen, jedoch durch einen anderen Mechanismus. Beige Fettzellen nutzen das Protein UCP1, um Protonen durch die innere Mitochondrienmembran zu transportieren, wodurch Wärme statt ATP produziert wird. Dieser Prozess ist für die Thermogenese und den Energieverbrauch im Körper von großer Bedeutung.
Die Entdeckung der neuen Zellart, die als FC-Adipozyten (Futile Cycle-Adipozyten) bezeichnet wird, stellt jedoch einen völlig neuen Mechanismus der Wärmeproduktion dar. Diese Zellen erzeugen Wärme durch wiederholte, scheinbar ineffiziente Stoffwechselzyklen, die als "Futile Cycles" bekannt sind. Dabei wird Energie in Form von ATP verbraucht, ohne dass direkt nützliche Arbeit verrichtet wird. Dieser Energieverlust führt jedoch zu einer Wärmeproduktion, die für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und die Energiehomöostase entscheidend ist.
Die Identifizierung dieser FC-Adipozyten gelang den Forschern durch den Einsatz modernster Methoden wie transgener Mausmodelle und detaillierter Genexpressionsanalysen. Dabei stellten sie fest, dass viele dieser Zellen kein UCP1 exprimieren, dennoch aber eine hohe Stoffwechselaktivität aufweisen. Diese Aktivität wird durch oxidative Phosphorylierung angetrieben, einen Prozess, der durch eine spezifische Gruppe von Genen wie Atp5k, Atp5e und Cox7a1 unterstützt wird.
Die Bedeutung dieser Entdeckung wird noch deutlicher, wenn man bedenkt, dass die Existenz dieser Zellen auch beim Menschen nachgewiesen wurde. In tiefem Nackenfettgewebe konnten diese Zellen durch Einzelzell-RNA-Sequenzierung eindeutig identifiziert werden und wurden als H-Ad-3-Zellen klassifiziert. Diese Zellen zeigen ein ähnliches Genexpressionsprofil wie die bei Mäusen entdeckten FC-Adipozyten, was darauf hindeutet, dass ihre Funktionen über verschiedene Arten hinweg konserviert sind.
Besonders bemerkenswert ist die Korrelation zwischen der Anzahl dieser H-Ad-3-Zellen und verschiedenen Stoffwechselparametern beim Menschen. So wurde festgestellt, dass eine höhere Anzahl dieser Zellen mit einem niedrigeren Body-Mass-Index (BMI), besseren HbA1c-Werten und einem niedrigeren Nüchternblutzuckerspiegel verbunden ist. Gleichzeitig zeigte sich eine positive Korrelation zwischen der Anzahl dieser Zellen und dem Leptin-Spiegel, einem Hormon, das eine zentrale Rolle in der Regulation von Hunger und Energiehaushalt spielt.
Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung oder Erhöhung der Anzahl dieser beigen Fettzellen im Körper potenziell eine neue Strategie zur Behandlung von Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen darstellen könnte. Indem diese Zellen gezielt aktiviert werden, könnte es möglich sein, die Wärmeproduktion im Körper zu steigern und so überschüssiges Fett effektiver abzubauen. Dies könnte neue Wege eröffnen, um Übergewicht und seine Folgeerkrankungen wie Typ-2-Diabetes gezielt zu bekämpfen.
Kommentar:
Die Entdeckung einer neuen Art von beigen Fettzellen durch das Forschungsteam der ETH Zürich könnte einen Wendepunkt im Kampf gegen Übergewicht und Stoffwechselstörungen markieren. Während herkömmliche Behandlungsmethoden oft an ihre Grenzen stoßen und viele Menschen trotz Diäten und Sport keine nachhaltigen Erfolge erzielen, könnte die gezielte Aktivierung dieser neu entdeckten Zellen eine bahnbrechende Lösung bieten.
Es ist beeindruckend zu sehen, wie der menschliche Körper komplexe Mechanismen entwickelt hat, um Energie zu regulieren und überschüssige Kalorien zu verbrennen. Die Entdeckung der FC-Adipozyten zeigt, dass unser Verständnis der Fettzellbiologie noch lange nicht vollständig ist und dass es noch viel zu lernen gibt. Die Tatsache, dass diese Zellen Wärme produzieren können, ohne auf das bekannte Protein UCP1 angewiesen zu sein, eröffnet völlig neue Perspektiven für die Entwicklung von Therapien.
Sollten diese Forschungsergebnisse in klinische Anwendungen überführt werden können, könnte dies Millionen von Menschen helfen, ihr Gewicht zu regulieren und ihre Stoffwechselgesundheit zu verbessern. Die Aussicht, Übergewicht und Diabetes durch die Aktivierung körpereigener Prozesse gezielt zu behandeln, ist äußerst vielversprechend. Es bleibt zu hoffen, dass diese bahnbrechenden Entdeckungen bald in Form von neuen Medikamenten oder Therapien auf den Markt kommen und so den Betroffenen eine neue Hoffnung geben.
Von Engin Günder, Fachjournalist
