Die Pathophysiologie der Adipositas – alles über die Wissenschaft zur Adipositas

Der Hypothalamus steuert die Nahrungsaufnahme durch homöostatische Mechanismen. Adipositas tritt auf, wenn ein Ungleichgewicht zwischen Energieaufnahme und Energieverbrauch besteht, und der Hypothalamus steht dabei im Mittelpunkt. Unter normalen Umständen wird die langfristige Energiebilanz zentral durch den Hypothalamus reguliert, der peripheren Input erhält.^{2, 10, 11} Ein Ungleichgewicht zwischen Energiezufuhr und Energieverbrauch kann durch Veränderungen dieser peripheren Signale sowie durch andere Faktoren wie genetische Prädisposition und die Wirkung von Medikamenten verursacht werden.^{2, 10, 11}

Das mesolimbische System ist der Schlüssel für die nicht-homöostatische Nahrungszufuhr, d. h. eine Nahrungsaufnahme, die nicht erfolgt, um das homöostatische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, sondern aus anderen Gründen, einschließlich Lernen, Gedächtnis und kognitiver Prozesse.^{12, 13} Daher beeinflusst es die Nahrungsaufnahme basierend auf hedonischer Anpassung und früherer gelernter Erfahrungen.¹³ Dieses mesolimbische System kann sowohl physiologischen Hunger als auch Sättigung außer Kraft setzen, um das Nahrungsaufnahmeverhalten zu beeinflussen.¹³ Vor allem schmackhafte Nahrungsmittel erhöhen den Dopaminspiegel im mesolimbischen System.¹³ Sehr wohlschmeckende Lebensmittel können die gleiche Anzahl an Kalorien enthalten wie weniger wohlschmeckende Lebensmittel, sind jedoch stärker verarbeitet und enthalten weniger Nährstoffe wie Ballaststoffe und einen höheren Gehalt an Zucker und/oder Salz und/oder Fett pro Portion.¹⁴ Dopamin ist auch mit konditionalen Reizen (früher gelernten Erfahrungen) verbunden, die mit Lebensmitteln als Belohnung in Verbindung gebracht werden, und die Opioid-Signalisierung im mesolimbischen Bereich trägt ebenfalls dazu bei.¹³ Diese Mechanismen ermöglichen es, den Verzehr von Lebensmitteln (insbesondere von schmackhaften Lebensmitteln) trotz Sättigungssignalen als Belohnungsanreiz einzusetzen.¹³

Der präfrontale Kortex ist an höheren kognitiven und exekutiven Kontrollfunktionen beteiligt, wie z. B. der Regulierung von Emotionen, Impulsen, Wünschen und Begierden, einschließlich derjenigen in Bezug auf Nahrung.¹⁵ Diese Region kann dem mesolimbischen System bei der emotionalen und belohnungsbasierten Nahrungsaufnahme entgegenwirken. In Stresssituationen wird jedoch der präfrontale Kortex zugunsten des mesolimbischen Systems gedämpft, und dies verstärkt automatische Überlebensmechanismen wie die Hypervigilanz beim Essen.¹⁵ Sowohl akute als auch chronische Stressfaktoren erhöhen die synaptische Verzweigung in der Amygdala und reduzieren gleichzeitig die synaptischen Kontakte mit der präfrontalen Region.¹⁵ Auf diese Weise entwickelt sich bei chronischem Stress ein Netzwerk im Gehirn, das mesolimbische Reaktionen begünstigt.¹⁵ Dies führt zu einem starken Essensdrang, der mit einer beeinträchtigten Fähigkeit zur Essenshemmung zu Adipositas führen kann.¹⁵

Leptin wird vom Fettgewebe produziert und wirkt im Hypothalamus, indem es die Nahrungsaufnahme reduziert und den Motivationstrieb für schmackhafte Lebensmittel verringert.^19,20 Aber obwohl  bei Menschen mit Adipositas eine höhere zirkulierende Leptinkonzentration vorliegt, wird die Nahrungsaufnahme dadurch nicht unterdrückt.³ Eine Einschränkung der Nahrungsaufnahme, d. h. eine Diät, ist eine übliche Methode, um Übergewicht zu verhindern.²¹ Auf die Gewichtsabnahme folgt jedoch oft ein kompensatorisches Verhalten wenn die Einschränkung endet, was zu Übergewicht führen kann.²¹ Ein Schlüsselfaktor für die Entstehung von Übergewicht kann die Wirksamkeit des Leptinsignals sein, das darum auch als das „Sättigungshormon“ bezeichnet wird.²¹

Der Insulinspiegel korreliert mit der Energiebilanz, wobei die Spiegel bei Hunger sinken und bei Nahrungsaufnahme steigen.³ Insulin ist ein wichtiges Hormon, das durch seine Wirkung auf Skelettmuskeln, Leber und Fettgewebe an der Glukosehomöostase beteiligt ist.²² Im Gehirn unterdrückt Insulin das Neuropeptid Y, das die Gewichtszunahme durch erhöhte Nahrungszufuhr und verringerten Energieverbrauch fördert.³ Daher kann Insulin einer Gewichtszunahme entgegenwirken.³ Wenn höhere zirkulierende Insulinspiegel notwendig sind, um eine Glukosehomöostase zu erreichen, gilt ein/e Patient*in als insulinresistent.²² Umfangreiche Studien zur molekularen Ätiologie von Typ 2 Diabetes haben gezeigt, dass eine niedriggradige chronische Entzündung bei Menschen mit Adipositas eine Insulinresistenz vermittelt, was zu Typ-2-Diabetes führen kann.²³

Bei menopausalen Frauen ist die Wahrscheinlichkeit, adipös zu werden, dreimal so hoch wie bei prämenopausalen Frauen.¹⁶ Ein verminderter Östrogenspiegel spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Adipositas bei Frauen in den Wechseljahren.¹⁶ Das Fehlen von Östrogen führt zu einer Veränderung des Lipidprofils bei Frauen nach der Menopause und verursacht auch eine vorherrschende Fettansammlung am Bauch.¹⁶ So wurde in einer Metaanalyse von über 100 randomisierten Studien an Frauen in den Wechseljahren die Wirkung einer Hormonersatztherapie (HRT) mit Östrogen auf Komponenten des metabolischen Syndroms analysiert und festgestellt, dass eine östrogenhaltige HRT die fettfreie Körpermasse erhöht, das Bauchfett reduziert und die Insulinresistenz verbessert.¹⁶

Wachstumshormone stimulieren das Wachstum bei Kindern und Erwachsenen. Ihre Hauptaufgabe ist es, den Stoffwechsel zu regulieren.²⁴ Die Sekretion von Wachstumshormonen ist bei Adipositas abgeschwächt.¹⁷ Die pathophysiologische Rolle der Wachstumshormone bei Adipositas ist noch nicht vollständig geklärt, jedoch wurde die Verabreichung von Wachstumshormonen mit Gewichtsabnahme und metabolischer Verbesserung der fettfreien Körpermasse bei adipösen Menschen in Verbindung gebracht.¹⁷

Ebenso sind die Schilddrüsenhormone bei Adipositas häufig fehlreguliert. Eine subklinische Hypothyreose mit erhöhtem TSH und normaler Konzentration des peripheren Schilddrüsenhormons wurde bei Patienten mit Adipositas häufig festgestellt.¹⁸