Wie wird unser Essverhalten im Gehirn geregelt?

Die Steuerung unseres Essverhaltens ist sehr komplex und umfasst zahlreiche Hirnregionen. Regelkreise verbinden diese Regionen miteinander und sorgen dafür, dass sie sich gegenseitig abstimmen. Einige dieser Regelkreise verstehen wir mit ihren Aufgaben schon ganz gut, andere sind noch Gegenstand aktueller Forschungen.

?ber diese Regionen kommuniziert das Gehirn mit anderen Organen unseres K?rpers wie Bauchspeicheldrüse, Leber oder Magen. Es ist über den aktuellen Stand unserer Energiereserven im Fettgewebe, die Stoffwechselprozesse in der Leber oder den Füllzustand unseres Magens immer informiert.

Der Hypothalamus, ein Abschnitt des Zwischenhirns, ist so eine Steuerungsregion. Dort sitzen Nervenzellen, die bei leerem Magen und sinkenden Energiereserven Hungergefühl ausl?sen. Ein Signal für die Aktivierung dieser Hungerneurone kommt z. B. aus dem Magen: ist er leer, setzt er das Hormon Ghrelin in die Blutbahn frei. Ghrelin dockt dann im Hypothalamus an die Hungerneurone an und aktiviert diese, mit der Folge, dass wir hungrig werden.

Nach der Mahlzeit erfolgt über den Botenstoff Leptin die Rückmeldung aus unseren Fettzellen, dass die Energiereserven wieder aufgefüllt wurden und wir nun aufh?ren k?nnen zu essen. Leider liegt bei vielen stark übergewichtigen Menschen dort ein Problem vor: das von den Fettzellen gebildete Hormon Leptin kann die S?ttigungsneurone im Hypothalamus nicht mehr aktivieren, das S?ttigungsgefühl setzt sp?ter oder gar nicht mehr ein. Man isst immer gr??ere Portionen und nimmt st?ndig weiter zu – ein Teufelskreis entsteht.

?

Beeinflussen Nahrungsbestandteile wie Fette und Zucker die Arbeit unserer Nervenzellen?

Unser Gehirn ist das übergeordnete Stoffwechselorgan unseres K?rpers. Wie jede andere Zelle in unserem K?rper ben?tigen Nervenzellen Energie, die sie aus der Nahrung beziehen. Bestimmte Zellen helfen ihnen, Nahrungsbestandteile schnell und effizient aufzunehmen, sie hei?en Gliazellen.

Bestimmte Nervenzellen messen den Gehalt an Glukose und Fetts?uren in unserem Blutkreislauf und passen ihre Aktivit?t daraufhin gezielt an. Das ist, neben der hormonellen Kontrolle unseres Essverhaltens, wichtig, um Stoffwechselvorg?nge in Bauchspeicheldrüse, Leber und dem Magen-Darm-Trakt zentral überwachen und nachjustieren zu k?nnen. Das Gehirn steht mit den peripheren Organen in st?ndigem Austausch.

Wird st?ndig zu viel Energie in Form von Zucker und Fett aufgenommen, k?nnen im K?rper Sch?den entstehen. Wir vermuten, dass starkes ?bergewicht m?glicherweise auf Dauer zu krankhaften Ver?nderungen auch im Gehirn führen kann.
Die Regelkreise in unserem Gehirn sind im Lauf der Evolution darauf ausgelegt worden, energiereiche Lebensmittel zu bevorzugen. Nahrung war knapp und h?ufig nur mit gro?em k?rperlichem Aufwand zu organisieren, die Beschaffung von Nahrung stellte einen selektiven Druck dar.

Heutzutage steht extrem energiereiche Nahrung mit einem enorm hohen Zucker- und Fettgehalt in vielen L?ndern günstig und einfach zur Verfügung. Unsere Regelkreise im Gehirn sind an diese Situation jedoch nicht angepasst.

Wie beeinflussen andere Faktoren (Pestizide, künstliche Nahrungszus?tze wie Geschmacksverst?rker oder Zuckerersatzstoffe) die Arbeit unserer Nervenzellen?

Künstliche Nahrungsbestandteile sind evolution?r nicht vorgesehen. Normaler Kristallzucker aktiviert unser Belohnungssystem. Zuckerersatzstoffe tun dies nicht, obwohl sie teilweise bis zu 500-mal sü?er schmecken als Kristallzucker. Wichtige Feedback-Reaktionen nach einer Mahlzeit, wie z.B. das Einsetzen des S?ttigungsgefühls, k?nnen dadurch gest?rt werden.

Wie Geschmacksverst?rker auf die Regelkreise im Gehirn wirken, ist bislang nicht klar. Auch was die Auswirkungen von Nebenprodukten und Schadstoffen der modernen Lebensmittelindustrie auf unsere Regelkreise im Gehirn angeht, steht die Forschung noch ganz am Anfang. So treten beispielsweise bei der Verarbeitung von Palm?l potenziell sch?dliche Nebenprodukte auf, Substanzen deren Wirkung im menschlichen K?rper bislang wenig untersucht wurden.

Auch das Wetter scheint unser Essverhalten zu beeinflussen ...

Im Hochsommer essen wir oft deutlich weniger. Der Grund, warum wir gerade an sehr hei?en Sommertagen in der Regel kleinere Portionen essen oder sogar manche Mahlzeiten komplett auslassen scheint darin zu liegen, dass S?ttigungsneurone im Hypothalamus Hitzesensoren besitzen, die sowohl bei Fieber aktiviert werden, als auch bei sehr hohen Au?entemperaturen.

?

Woran forschen Sie in diesem Zusammenhang?

Gesichert scheint, dass neben den Nervenzellen eben auch Gliazellen in der ?berwachung des Stoffwechsels und der Steuerung unseres Essverhaltens eine Rolle spielen.

Gliazellen unterscheiden sich in Struktur und Form von Nervenzellen, den Neuronen. Im Gehirn gibt es gr??ere Gliazellen wie die Astrozyten, die eine sternf?rmige Struktur besitzen, oder aber die kleinen Mikrogliazellen, die im Gehirn als Abwehrzellen funktionieren und bei Sch?digungen aktiviert werden. Früher wurde Gliazellen nur eine Füllfunktion zugeschrieben, Glia stammt aus dem Griechischen und hei?t Leim. Heute wei? man, dass sie bei etlichen physiologischen Prozessen, eben auch der Kontrolle des Essverhaltens, eine wichtige Aufgabe haben.

Bei starkem ?bergewicht scheinen Gliazellen im Gehirn lokale Sch?digungen auszul?sen. In unserer Forschung prüfen wir, ob dauerhaftes ?bergewicht neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz oder auch das Entstehen von Hirntumoren begünstigen kann, und welche Rolle die Gliazellen bei diesen pathologischen Prozessen im Gehirn spielen.

Wird ?bergewicht abgebaut, bilden sich die entzündungs?hnlichen Reaktionen übrigens wieder zurück. Neben verbessertem Fettstoffwechsel und Blutzuckerspiegel verbessern sich auch depressive Verstimmungen. Sicherlich ist das als Antwort unseres Gehirns auf die reduzierte Anzahl an Kalorien zu verstehen.

Wie soll man sich ern?hren, um m?glichst leistungsf?hig im geistigen Bereich zu sein?

St?ndiges Essen von modernen, künstlich hergestellten Nahrungsmitteln mit einer sehr hohen Energiedichte, gepaart mit mangelnder Bewegung, sind als urs?chlich für eine Abnahme der Leistungsf?higkeit bei chronisch krankhaftem ?bergewicht anzusehen. Natürliche und schadstofffreie Nahrungsquellen sind der geistigen Fitness f?rderlich. Darüber hinaus sind unsere Regelkreise wunderbar an Fastenzeiten und auch an viel Bewegung angepasst.