Eine Studie klärt die biologischen Resistenzen auf, die den „Rebound-Effekt“ bei Übergewicht begünstigen.

Fettleibigkeit hinterlässt tiefe Spuren im Körper. Obwohl überschüssiges Körperfett in der kollektiven Vorstellung vereinfacht als mangelnde Willenskraft , Faulheit oder mangelnde Aufmerksamkeit beim Abnehmen gedeutet wird, zeigt die Wissenschaft, dass Fettleibigkeit äußerst komplexe Mechanismen zugrunde liegen, die über die individuelle Absicht oder Entschlossenheit, die Waage herauszufordern, hinausgehen. Eine diesen Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie beschreibt das Verhalten von Fettgewebe (Körperfett) bei Fettleibigkeit und nach Operationen zur Gewichtsreduktion. Sie hat herausgefunden, dass beim Abnehmen tatsächlich wichtige Veränderungen auf molekularer Ebene auftreten, die die beobachteten gesundheitlichen Vorteile erklären. Allerdings bleiben auch biologische Resistenzen bestehen, die den Rebound-Effekt begünstigen und Stoffwechselstörungen langfristig verschlimmern.

Die Forscher haben insbesondere herausgefunden, dass Gewichtsverlust zwar einige durch Fettleibigkeit veränderte molekulare Mechanismen wiederherstellt – beschädigte Zellen werden eliminiert und schädliche Fette effizienter verstoffwechselt –, abnorme zelluläre Prozesse und Verhaltensweisen jedoch bestehen bleiben. Insbesondere stellten sie fest, dass einige Zellen des Immunsystems weiterhin auf eine mögliche Wiederzunahme des verlorenen Gewichts vorbereitet sind. „Diese Studie untermauert die Aussage, dass Gewichtsverlust zwar sehr gesundheitsfördernd sein kann, aber nicht perfekt ist. Schlank zu bleiben ist der gesündeste Zustand. Die Forschung liefert zudem neue Erkenntnisse für die Erforschung besserer Behandlungsmöglichkeiten für durch Fettleibigkeit verursachte Krankheiten“, fasst William Scott, Forscher am Imperial College London und Autor der Studie, zusammen.

Dies ist nicht das erste Mal, dass die Wissenschaft gezeigt hat, dass die Erinnerung an Fettleibigkeit in unseren Zellen verankert ist. Vor weniger als einem Jahr zeigte eine andere Studie an Mausmodellen und menschlichen Zellen einen molekularen Mechanismus – genauer gesagt epigenetische Veränderungen – im Fettgewebe, der uns dazu prädisponiert, nach einer Gewichtsabnahme wieder zuzunehmen. Die neue, in Nature veröffentlichte Studie ergab, dass Immunsystemzellen, Makrophagen, auch nach Gewichtsverlust aktiviert bleiben. Das bedeutet, dass sie weiterhin in der Lage sind, „eine mögliche Gewichtszunahme auszulösen und Stoffwechselstörungen zu verschlimmern“, heißt es in dem Artikel.

Im Rahmen der Forschung, bei der mehr als 170.000 Fettgewebszellen von 70 Personen (gesunde Kontrollpersonen und Menschen mit Adipositas vor und nach einer bariatrischen Operation ) analysiert wurden, ist es gelungen, eine Art Atlas zu erstellen, der veranschaulicht, wie Körperfett bei einer Gewichtsabnahme umgebaut wird, sagt Scott: „Eine der Hauptfunktionen der Adipozyten [Fettgewebszellen] besteht darin, Fette zu speichern und bei Bedarf freizusetzen. Bei Adipositas werden die Adipozyten zu groß und können kein weiteres Fett mehr speichern, wodurch sich schädliche Fette an den ungeeigneten Stellen ablagern. Wir haben herausgefunden, dass Gewichtsverlust das Fettrecycling in den Adipozyten zu aktivieren scheint. Wir glauben, dass durch dieses Recycling schädliche Fette aus anderen Organen wieder aufgenommen werden, was sich positiv auf die allgemeine Gesundheit und die Gesundheit der Organe auswirkt“, stellt der Wissenschaftler in einer E-Mail-Antwort fest.

Nach dem Gewichtsverlust beobachteten die Forscher eine Verringerung der Seneszenz, einem Prozess, bei dem Zellen zwar ihre Vermehrung einstellen, aber nicht absterben. Stattdessen verbleiben sie im Gewebe und setzen Substanzen frei, die Entzündungen und Schäden an benachbarten Zellen verursachen können. Sie stellten auch eine Verringerung der Adipozytenhypertrophie fest: „Wenn Adipozyten zu groß werden und überdehnt werden, funktionieren sie nicht mehr richtig und senden schädliche Stresssignale aus. Eine interessante Entdeckung war, dass Gewichtsverlust die Adipozytenhypertrophie und die Stressreaktion reduziert. In diesem Fall beginnen Adipozyten, schädliche Fette aktiv zu recyceln. Diese Effekte scheinen, einzeln oder in Kombination, gesundheitsfördernd zu sein“, sagt Scott.

Tiefgreifende Veränderungen in Zellen

Gewichtsverlust macht viele der molekularen Veränderungen, die bei Fettleibigkeit auftreten, rückgängig, aber nicht alle, warnt der britische Wissenschaftler: „Wir glauben, dass dies daran liegt, dass sich manche Veränderungen in unseren Zellen festsetzen und so nur schwer wieder beseitigt werden können. In unserer Studie schien dieser Widerstand in Immunzellen stärker zu sein als in Adipozyten“, erklärt er und bezieht sich dabei auf die Makrophagen, die aktiviert bleiben. Trotz Gewichtsverlust erholten sich diese entzündlichen Immunzellen, die das Fettgewebe adipöser Menschen infiltrieren, nicht vollständig.

In Bezug auf die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die ein in den Zellen verankertes Adipositas-Gedächtnis belegen, glaubt Scott, dass diese anhaltenden Veränderungen im Körper zwei wichtige Folgen für Patienten haben können: „Das epigenetische Gedächtnis kann den Jo-Jo-Effekt fördern und zu einer erneuten Gewichtszunahme führen. Aber, ebenso wichtig, es kann ein entzündliches Gedächtnis im Fettgewebe hinterlassen, das zukünftige gesundheitliche Komplikationen nach der Gewichtszunahme verschlimmert.“

Daniel Castellano, promovierter Forscher in der Abteilung für Chirurgische Fachgebiete, Biochemie und Immunologie der Universität Málaga und im Onkobiota-Labor der Gruppe für klinische und translationale Krebsforschung am IBIMA, war Co-Autor dieser anderen Studie, die epigenetische Veränderungen im Fettgewebe identifizierte, die eine erneute Gewichtszunahme begünstigen. Es handele sich um „komplementäre Arbeiten“, sagt er mit Bezug auf diese neue Studie, an der er nicht beteiligt war. „Diese Forschung ermöglicht uns ein Verständnis der Zellularität des Fettgewebes und zeigt, wie sich verschiedene Zelltypen umgestalten: Es gibt verschiedene Zelltypen, die durch ihre Freisetzung oder Produktion andere Zellsubtypen beeinflussen und zu dem beitragen könnten, was wir im Zellkern sehen, nämlich der Epigenetik.“

Andreaa Ciudin, Leiterin der Abteilung für umfassende Adipositas-Behandlung am Vall d'Hebron-Krankenhaus in Barcelona und Vorstandsmitglied der Spanischen Gesellschaft für Adipositasforschung (Seedo), betont, dass Scotts Forschung, an der sie ebenfalls nicht beteiligt war, bestätigt, dass „Fettgewebe ein Gedächtnis hat, und das erklärt die Gewichtszunahme und -erholung.“ „Die wichtigste Botschaft ist, dass hinter dieser Gewichtszunahme nach Kalorienrestriktion biologische Ursachen stecken. Wir müssen die Schuld von den Menschen nehmen“, betont sie.

Die wichtigste Botschaft ist, dass es biologische Ursachen für die Gewichtszunahme nach Kalorienrestriktion gibt. Wir müssen die Schuld von den Menschen nehmen.

Andreaa Ciudin, Leiterin der Abteilung für umfassende Adipositasbehandlung im Vall d'Hebron-Krankenhaus in Barcelona

Ana Belén Crujeiras, Leiterin der Gruppe für Epigenomik in Endokrinologie und Ernährung am Gesundheitsforschungsinstitut Santiago de Compostela (IDIS) und CIBEROBN, betont ebenfalls, dass Forschungen wie diese „die Notwendigkeit der Prävention von Fettleibigkeit unterstreichen, da sich bei ihrer Entstehung ein epigenetisches und entzündliches Gedächtnis etabliert, das nur schwer rückgängig gemacht werden kann.“ Die Forscherin, die auch Mitglied von Seedo ist, weist zudem darauf hin, dass es hinsichtlich der Auswirkungen auf die Gesundheit „Hinweise darauf gibt, dass der Jo-Jo-Effekt schlimmer ist, weil der Entzündungszustand verschlimmert wird“, und Entzündungen seien genau das „molekulare Bindeglied“, das Fettleibigkeit mit der Entwicklung anderer Krankheiten wie Diabetes, Krebs oder Herz-Kreislauf-Problemen verbindet, fügt die Wissenschaftlerin hinzu.

Eine der großen Unbekannten, die es noch zu erforschen gilt, betont Ciudin, sei, ob neue Adipositas-Behandlungen wie Ozempic „ eine Rolle bei der Verhinderung dieser erneuten Gewichtszunahme spielen werden“. Unklar sei auch, räumt Scott ein, ob die beschriebenen molekularen Veränderungen nach bariatrischer Chirurgie nach anderen kalorienreduzierten Techniken , wie traditionellen Diäten oder Adipositas-Medikamenten, ähnlich verlaufen würden. „Wir haben herausgefunden, dass Gewichtsverlust zahlreiche Veränderungen im Fettgewebe verursacht. Für uns ist nun die wichtigste Frage, welche dieser Veränderungen für die Gesundheit am wichtigsten sind“, stimmt der Wissenschaftler zu.