Statt Magenverkleinerung: Künftig könnte ein elektronisches Implantat stark Übergewichtigen beim Abnehmen helfen. Das weniger als einen Zentimeter kleine Gerät wird zwischen Magenwand und Vagusnerv eingepflanzt und hemmt durch schwache Stromreize das Hungergefühl. In Versuchen mit Ratten verloren diese dank Implantat knapp 40 Prozent ihres Körpergewichts in nur 100 Tagen, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature Communications“ berichten.
Immer mehr Menschen haben heute mit Gewichtsproblemen zu kämpfen. Jüngsten Schätzungen nach sind weltweit schon mehr als 700 Millionen Menschen fettleibig. Doch die überschüssigen Pfunde loszuwerden, ist für Betroffene nicht einfach. Viele Diäten führen dank des berüchtigten Jojo-Effekts nur zu noch mehr Übergewicht. Eine Magenverkleinerung kann zwar beim Abnehmen helfen, ist aber ein riskanter und meist irreversibler Eingriff.
Vagusnerv als Signalbrücke ins Hirn
Eine schonendere, aber dennoch effektive Lösung könnten nun Guang Yao von der University of Wisconsin-Madison und sein Team entwickelt haben. Ihre Idee: Durch elektrische Reizung des Vagus-Nervs könnte das Hungergefühl manipuliert und gehemmt werden. „Der Vagusnerv agiert als Signalbrücke zwischen Gehirn und Körper“, erklären die Forscher. Signale dieser Nervenverbindung beeinflussen unter anderem den Appetit, den Energiestoffwechsel und die Zuckerverarbeitung des Körpers.
Tatsächlich haben frühere Studien schon demonstriert, dass eine gepulste elektrische Stimulation des Vagusnervs das Hungergefühl hemmen und zu messbarem Gewichtsverlust führen kann. In den USA wurde sogar schon ein implantierbarer Stromgeber zugelassen. Dieser ist jedoch relativ klobig, komplex aufgebaut und erfordert einen häufigen Batteriewechsel, wie die Forscher berichten.
Magenbewegung als Energielieferant
Deshalb haben Yao und sein Team nun eine Alternative entwickelt – ganz ohne Batterien und deutlich einfacher und kleiner. Ihr an die Magenwand implantiertes Implantat bezieht seine Energie allein aus der natürlichen Bewegung des Magens. Möglich wird dies durch einen triboelektrischen Nanogenerator, der durch Dehnung und Kompression Strompulse erzeugt.
Dehnt sich der Magen, werden die beiden Schichten des Implantats gegeneinander gedrückt, die folgende Magenkontraktion zieht diese Schichten wieder auseinander. Dieser Wechsel von Kontakt und Ablösung führt dazu, dass Elektronen fließen. Es entsteht ein Spannungspuls von rund 200 Millivolt, der über zwei kleine Goldelektroden in den Vagusnerv geleitet wird.
„Diese Pulse korrelieren dadurch mit den Magenbewegungen und verstärken so die natürlichen Signale des Nervs“, erklärt Yaos Kollege Xudong Wang. Die Nervensignale wiederum beeinflussen das Sättigungszentrum im Gehirn und darüber auch das Hungergefühl. „Das hilft, die Nahrungsaufnahme zu verringern“, so Wang.
Ratten verlieren fast 40 Prozent Gewicht
Ob dieses Implantat funktioniert und verträglich ist, haben die Forscher in Versuchen mit Ratten getestet. Das Ergebnis: Das Gerät ist nicht nur gut verträglich und bleibt stabil am eingepflanzten Ort, es zeigt auch messbare Wirkung. Die Tiere fraßen weniger und hatten schon nach 18 Tagen 35 Prozent ihres Gewichts verloren. Dieser Abnehmerfolg blieb dann den Rest der zwölfwöchigen Testperiode erhalten. Am Schluss des Versuchs hatten die Ratten dadurch ihr Köpergewicht um 38 Prozent reduziert, wie die Forscher berichten.
„Das demonstriert, dass eine effektive Gewichtskontrolle mit solchen smarten, selbstresponsiven Systemen möglich ist“, so Yao und seine Kollegen. Ein weiterer Vorteil: Im Gegensatz zu einer Magenverkleinerung ist das Abnehmen mithilfe des Geräts reversibel. Entfernten die Forscher das Implantat, fraßen die Ratten wieder normal viel und legten auch wieder an Gewicht zu.
Abnehmhilfe auch für Menschen?
Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte ihr Implantat daher eine wertvolle Hilfe für abnehmwillige Übergewichtige sein. „Dieses Gerät wäre effektiver und komfortabler eizusetzen als andere Technologien mit ähnlichem Ansatz“, sagt Wang. Noch sind weitere Tests und Studien nötig, bevor solche Implantate auch für den Einsatz am Menschen zugelassen werden. Doch die Forscher sind zuversichtlich, dass ihre Technik diese Hürden nehmen wird. (Nature Communications, 2018; doi: 10.1038/s41467-018-07764-z)
Quelle: University of Wisconsin-Madison
