Fasten löst „Recycling“ in den Zellen aus. Durch diese sog. Autophagie (• Kasten) kann der menschliche Körper seine Zellen selbstständig reinigen und neue Energie gewinnen. Forschende des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln konnten im Mausmodell zeigen, dass das Gehirn schon nach einer kurzen Fastenzeit die Ausschüttung des Hormons Corticosteron auslöst und damit die Autophagie in der Leber einleitet [1].
„Bisher ging man davon aus, dass unsere Körperzellen vor allem selbst spüren, wenn sie wenig Energie haben und dann die Autophagie ankurbeln“, erklärt Weiyi Chen, Postdoktorand und Erstautor der Studie. „Aber jetzt haben wir bei Mäusen herausgefunden, dass das Gehirn eine entscheidende Rolle spielt.“
Die Forschenden fütterten die Mäuse vier Stunden lang nicht, genau in der Zeit, in der sie normalerweise viel essen. Das ist vergleichbar mit dem Auslassen des Frühstücks, allerdings nehmen Mäuse etwa 40 % ihrer Nahrung zum Frühstück zu sich. Anschließend untersuchten sie, wie eine Gruppe von 3000 Neuronen im Hungerzentrum des Gehirns, dem Hypothalamus, auf dieses kurze Fasten reagierten. Sie stellten fest, dass das Gehirn während des Fastens nicht nur Signale sendet, die den Organismus zum Essen anregen, sondern auch Signale, die die Autophagie aktivieren.
Die Forschenden fanden heraus, wie das Gehirn mit der Leber kommuniziert. Bei niedrigem Energielevel lösen die Nervenzellen die Ausschüttung des Hormons Corticosteron aus, welches dann die Aktivierung der Autophagie in den Leberzellen anregt. Sie konnten auch feststellen, welche Nervenzellen an dem Prozess beteiligt sind. Außerdem zeigten sie, dass die Blockierung dieser Signalübertragung dazu führt, dass die Autophagie trotz Fastens nicht einsetzt. Die Forschenden gehen davon aus, dass das Gehirn das erste Startsignal gibt, um die Autophagie schnell einzuleiten. Sie nehmen an, dass die Zellen in der Leber das Recyclingsystem auch selbst in Gang setzen würden, allerdings erst zu einem späteren Zeitpunkt.
Autophagie bezeichnet den natürlichen Prozess der Zellerneuerung, -reinigung und -regeneration. Defekte oder beschädigte Moleküle werden vom zelleigenen Abfallentsorgungssystem zerstört und abgebaut und daraus neue Energie gewonnen.
Literatur
1. Chen W, Mehlkop O, Scharn A, et al.: Nutrient sensing AgRP neurons relay control of liver autophagy during energy deprivation. Cell Metabolism 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.03.019
Quelle: Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung, Pressemeldung vom 18.04.2023
