Stoffwechselforschung: Das Gehirn als Schlüssel zur Behandlung von Stoffwechselerkrankungen

Der Hypothalamus, ein Teil des Zwischenhirns, steuert grundlegende biologische Prozesse wie Hunger, Körpertemperatur und Schlaf. „Es ist bisher jedoch noch nicht vollständig geklärt, welche spezifischen Zelltypen genau im Hypothalamus die Nahrungsaufnahme regulieren und den Appetit unterdrücken“, so Prof. Dr. med. Jens C. Brüning, Direktor der Poliklinik für Endokrinologie an der Uniklinik Köln. Bisher beruhte das Wissen über die genaue Struktur des Hypothalamus hauptsächlich auf Tierversuchen.

Ein internationales Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln und der Universität Cambridge hat jetzt einen detaillierten Zellatlas der Hypothalamusregion veröffentlicht [1]. Um diesen zu erstellen, untersuchten Forschende 433 369 Zellen des menschlichen Hypothalamus. Die sog. „Hypomap“ stellt dar, welche Gene in spezifischen Zelltypen aktiv sind, welche Zellen für die Regulierung von Appetit und Energiehaushalt verantwortlich sind und wie diese Zellen miteinander interagieren.
Die Studie befasst sich außerdem mit der Rolle des Hormons Leptin, welches eine zentrale Rolle bei der Regulierung des Körpergewichts und der Nahrungsaufnahme spielt. Leptin ist ein Hormon, das vorwiegend von Fettzellen gebildet wird. Es signalisiert dem Gehirn, dass genug Energie im Körper vorhanden ist und steuert den Appetit. Bislang ist noch nicht vollständig geklärt, welche Nervenzelltypen mit welchem Genexpressionsmuster durch Leptin gesteuert werden und somit den Hunger beeinflussen. Für diesen Signalweg ist zudem der Melanocortin-Rezeptor (MC4R) relevant: Dieser leitet Signale im Gehirn weiter und unterdrückt u. a. das Hungergefühl oder beeinflusst den Energieverbrauch im Stoffwechsel. „Die Entdeckung, dass Leptin und MC4R in bestimmten Nervenzellen zusammenwirken, deutet darauf hin, dass diese Zellen wichtig für die Appetitkontrolle sind“, erklärt Brüning. „Diese Erkenntnisse sind entscheidend für die Entwicklung neuer Therapien gegen Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen.“
Darüber hinaus befasst sich die Studie mit der Verteilung von GLP-1-Rezeptoren im Hypothalamus. Diese Rezeptoren werden von den sog. GLP-1-Agonisten, die bereits zur Behandlung von Diabetes und Übergewicht verwendet werden, aktiviert. GLP-1-Agonisten simulieren natürlich produzierte Hormone, die den Appetit regulieren, die Verdauung verlangsamen und dazu führen, dass sich die Betroffenen länger statt fühlen.
„[…]. Die detaillierte Kenntnis des menschlichen Hypothalamus könnte künftig nicht nur bei der Behandlung von Adipositas und Diabetes von Bedeutung sein, sondern auch bei anderen Stoffwechselerkrankungen“, so Brüning abschließend. „Die neuen Erkenntnisse bieten eine hervorragende Grundlage, um medikamentöse Therapien gezielt weiterzuentwickeln und neue, effektive Behandlungsansätze für Stoffwechselerkrankungen zu finden.“

Literatur
1. Tadross JA, Steuernagel L, Dowsett GKC, et al.: A comprehensive spatio-cellular map of the human hypothalamus. Nature 2025.

Quelle: Deutsche Gesellschaft für Endokrinologie (DGE), Pressemeldung vom 12.03.2025


Diesen Artikel finden Sie auch in ERNÄHRUNGS UMSCHAU 4/2025 auf Seite M210.

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