Pressemitteilung/News

Stoffwechselforschung
09.05.2016

Wie Fasten gegen Fettleber hilft

Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München haben neue Erkenntnisse gewonnen, was molekular passiert, wenn wir hungern. In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (DZD) und dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) konnten sie zeigen, dass bei Nahrungsentzug ein bestimmtes Protein hergestellt wird, das den Stoffwechsel in der Leber anpasst. Die Arbeit ist im Open Access Journal ‚EMBO Molecular Medicine’ nachzulesen.

Fettfärbung

Fettfärbung in der Leber, Quelle: Helmholtz Zentrum München

Die steigende Zahl an übergewichtigen Menschen entwickelt sich schon seit Jahren zu einem drängenden Problem der modernen Gesellschaft. Insbesondere die dadurch verursachten Stoffwechselkrankheiten wie Typ-2-Diabetes und entsprechende Folgeerkrankungen können schwerwiegende gesundheitliche Auswirkungen haben. Eine reduzierte Aufnahme von Kalorien, etwa im Rahmen einer Intervallfastenkur, kann helfen, den Stoffwechsel wieder auf Vordermann zu bringen – aber warum eigentlich?

Diese Frage wollten Prof. Dr. Stephan Herzig, Direktor des Instituts für Diabetes und Krebs (IDC) am Helmholtz Zentrum München, und Dr. Adam J. Rose, Leiter der Forschungsgruppe ’Protein metabolism in health and disease’ am DKFZ in Heidelberg, beantworten. „Wenn wir verstehen, wie das Fasten unseren Stoffwechsel beeinflusst, könnten wir versuchen, diesen Effekt therapeutisch herbeizuführen“, so Herzig.

Stressmolekül senkt Aufnahme von Fettsäuren in die Leber

In der aktuellen Studie suchten die Wissenschaftler nach fastenbedingten Unterschieden in der Genaktivität von Leberzellen. Mithilfe so genannter transcript arrays konnten sie zeigen, dass speziell das Gen für das Protein GADD45β je nach Ernährung unterschiedlich oft abgelesen wurde: Je mehr Hunger, desto öfter produzierten die Zellen das Molekül, dessen Bezeichnung eine Abkürzung für das englische ‘Growth Arrest and DNA Damage-inducible’ ist. Wie der Name sagt, war das Molekül bis jetzt im Zusammenhang mit der Reparatur von Schäden am Erbgut und dem Zellzyklus bekannt und nicht aus der Stoffwechselbiologie.

Anschließende Modellversuche ergaben, dass GADD45β dafür zuständig ist, die Fettsäureaufnahme in der Leber zu steuern. Mäuse, denen das Gen fehlte, entwickelten leichter eine Fettleber. Stellte man das Protein aber wieder her, so normalisierte sich der Fettgehalt der Leber. Zudem verbesserte sich der Zuckerstoffwechsel. Auch beim Menschen konnten die Wissenschaftler das Ergebnis bestätigen: Niedrige GADD45β-Spiegel gingen mit einer erhöhten Fettanreicherung in der Leber und einem erhöhten Blutzuckerspiegel einher.

„Der durch das Fasten verursachte Stress auf die Zellen der Leber scheint also die Produktion von GADD45β anzukurbeln, was dann den Stoffwechsel an die geringe Nahrungsaufnahme anpasst“, fasst Herzig zusammen. Die neuen Ergebnisse wollen die Forscher nun nutzen, um therapeutisch in den Fett- und Zuckerstoffwechsel einzugreifen und die positiven Effekte von Nahrungsentzug mit Wirkstoffen nachzuahmen.

Weitere Informationen

Hintergrund:
* Bereits vor einem Jahr hatten Forscher des Deutschen Institut für Ernährungsforschung in Potsdam-Rehbrücke (DIfE), ebenfalls Mitglied im DZD, ähnliche Beobachtungen gemacht. Auch sie konnten eine Veränderung des Fettgehaltes in der Leber feststellen, wobei sich besonders die Menge an denjenigen Fetten deutlich reduzierte, die im Verdacht stehen, eine Insulinresistenz zu fördern. Sie führten dies auf eine veränderte Zusammensetzung der mit den Fetttröpfchen verbundenen Eiweißmoleküle zurück. Zudem sei durch das Fasten ein verbesserter Energiestoffwechsel zu beobachten. Weitere Untersuchungen seien aber notwendig, um diesen molekularen Zusammenhang weiter aufzuklären. Hier setzte die aktuelle Studie des Teams um Prof. Herzig an.

Original-Publikation:Fuhrmeister, J. et al. (2016). Fasting-induced liver GADD45β restrains hepatic fatty acid uptake and improves metabolic health, EMBO Molecular Medicine, DOI: 10.15252/emmm.201505801

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.

Das Institut für Diabetes und Krebs (IDC) ist Mitglied des Helmholtz Diabetes Zentrums (HDC) am Helmholtz Zentrum München und Partner im gemeinsamen Heidelberg-IDC Translationalen Diabetes-Programm. Das Institut für Diabetes und Krebs ist eng in das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung (DZD) und in den Sonderforschungsbereich (SFB) "Reaktive Metaboliten und Diabetische Komplikationen" an der Medizinischen Universität Heidelberg integriert. Das IDC erforscht die molekularen Grundlagen schwerer metabolischer Erkrankungen, wie dem Metabolischen Syndrom und Typ 2 Diabetes, und deren Bedeutung für die Tumorentstehung und -progression.

Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung e.V. (DZD) ist eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München sowie weitere Projektpartner.

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

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