Paradoxer Effekt: Wenn wir ein paar Tage fettreich essen, bleibt unser Gehirn hungrig – obwohl wir reichlich Kalorien zu uns nehmen. Denn das Denkorgan bekommt zu wenig Zuckernachschub, wie nun Versuche mit Mäusen belegen. Der Grund dafür: Das aufgenommene Fett hemmt ein Transporterprotein, das normalerweise Zucker durch die Blut-Hirn-Schranke bringt. Dadurch bleibt der wichtige Energienachschub für unser Gehirn aus, wie die Forscher im Fachmagazin „Cell“ berichten.
Zu viel Fett ist ungesund – das belegen Studien schon seit längerem. Schon wenige Tage fettreichen Essens können den Stoffwechsel unserer Muskeln beeinträchtigen und unsere innere Uhr durcheinanderbringen, längerfristig erhöht das fette Essen das Risiko für Übergewicht, Diabetes und auch Brustkrebs.
Zuckermangel schon nach drei Tagen
Doch was macht eine fettreiche Ernährung eigentlich mit unserem Gehirn? Um das herauszufinden, haben Jens Brüning vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln und seine Kollegen Mäusen ins Gehirn geschaut. Für ihre Studie fütterten sie Mäuse mehrere Tage lang mit einer fettreichen Kost. Vorher und nachher untersuchten sie mittels Positronen-Emissions-Tomografie (PET) die Aufnahme von Glukose ins Gehirn.
Das Ergebnis: Schon nach drei Tagen mit fettem Futter zeigte sich ein Nachschubmangel im Gehirn. „Eine fettreiche Diät senkt die Aufnahme des Blutzuckers Glukose in das Gehirn. Das Gehirn hungert, obwohl die Mäuse täglich viele Kalorien zu sich nehmen“, berichtet Alexander Jais vom MPI für Stoffwechselforschung. Die Glukose fehlt dadurch in einigen wichtigen Regionen des Gehirns: im Hypothalamus, der den Stoffwechsel steuert und in den motorischen und sensorischen Arealen der Hirnrinde.
Gesättigte Fettsäuren hemmen Transporter
Wie aber ist dieser Nachschubmangel zu erklären? Um das zu klären, untersuchten die Forscher, wie sich das Blutserum von fettreich gefütterten Mäusen auf Zellen der Blut-Hirn-Schranke auswirkt – der Barriere, die das Gehirn vor dem unbefugten Eindringen größerer Moleküle schützt. Auch Glukose aus dem Blut kann nur passieren, wenn ein bestimmtes Transporterprotein, GLUT-1, es durch diese Schranke schleust.
Dieser Transport jedoch wird bei fettreicher Ernährung blockiert, wie die Forscher beobachteten. Im Blutserum vorhandene gesättigte Fettsäuren hemmen den GLUT-1 Transporter und verhindern so, dass die Glukose ins Gehirn gelangt. „Vor allem die Palmitinsäure, die im Kreislauf übergewichtiger Mäuse vermehrt vorhanden ist, hemmt akut die Glukoseaufnahme“, berichten Brüning und seine Kollegen.
Gegenmittel mit fatalen Folgen
Doch es gibt ein Gegenmittel: Hält die fettreiche Ernährung mehrere Wochen an, normalisiert sich die Zuckeraufnahme des Gehirns wieder, weil das Gehirn seinem Energiemangel aktiv entgegenwirkt. Wie die Forscher herausfanden, regt das Gehirn dann Makrophagen des Immunsystems dazu an, den Wachstumsfaktor VEGF zu produzieren. Dieser führt an der Blut-Hirn-Schranke dazu, dass vermehrt der Transporter GLUT-1 gebildet wird.
Im Experiment stellte das Mäusegehirn dadurch nach vier Wochen seinen Zuckerspiegel wieder her – allerdings auf Kosten des restlichen Körpers. „Man spricht von dem egoistischen Gehirn, weil es seinen Zucker dadurch bekommt, dass es den Appetit auf süße Nahrungsmittel anregt und die Zuckeraufnahme in Muskeln und Fett verhindert“, erklärt Jais.
Langfristig kann das jedoch fatale Folgen für die Gesundheit haben. Die vom Gehirn ausgelöste Stoffwechsel-Umstellung führt dazu, dass die Zellen in der Muskulatur nach und nach resistent gegen das körpereigene Hormon Insulin werden. „Dadurch kann dann im schlimmsten Fall Diabetes entstehen“, sagt Jais. Der von ihm und seinen Kollegen entdeckte Mechanismus erklärt damit auch, warum fettreiche Ernährung im Laufe der Zeit zu Diabetes führen kann. (Cell, 2016; doi: 10.1016/j.cell.2016.03.033)
(Max-Planck-Gesellschaft, 29.04.2016 – NPO)
