Die Arbeitsgruppe „Energy Expenditure Phenotypes“ beschäftigt sich mit den Ursachen von Übergewicht und Adipositas. Immer mehr Menschen sind übergewichtig, und dadurch steigt das Risiko für Folgekrankheiten wie Herzinfarkt, Schlaganfall, Diabetes und Krebs. Bewegungsmangel und schlechte, kaloriendichte Ernährung gelten als die Hauptursachen für Übergewicht, aber sie erzählen nicht die ganze Geschichte.
Es gibt Menschen, die anfälliger für Übergewicht sind, obwohl sie sich ausreichend bewegen und gesund ernähren. Dagegen gibt es andere Menschen, die essen können, was sie wollen – und das, ohne übergewichtig zu werden. Wir vermuten, dass der Energieverbrauch bei diesen Menschen unterschiedlich reguliert ist. Daher haben wir in klinischen Studien den Energieverbrauch über 24 Stunden in verschiedenen Ernährungssituationen gemessen. Wir konnten zeigen, dass einige Menschen ihren Energieverbrauch beim Fasten stark reduzieren, während sie ihn bei einer Überernährung nicht erhöhen konnten. Diese Menschen hatten unserer Definition nach einen „sparsamen metabolischen Phänotyp“. Sie versuchen also so wenig Energie wie möglich zu verbrennen. Andere Probanden senkten ihren Energieverbrauch beim Fasten nicht ab und verbrannten dagegen sehr viel mehr Energie bei einer Überernährung. Diese Gruppe hatte einen „verschwenderischen metabolischen Phänotyp“.
In einer 6-wöchigen stationären Diätstudie konnten wir zeigen, dass Menschen mit einem sparsamen Phänotyp weniger Gewicht und Fettmasse abnahmen als Menschen mit einem verschwenderischen Phänotyp. Passend dazu konnten wir in einer 6-wöchigen Überernährungsstudie zeigen, dass sparsame Individuen Gewicht und Fettmasse schneller zulegten als verschwenderische Individuen. Zudem neigten Menschen mit sparsamem Phänotyp auch zu einem Jo-Jo-Effekt nach einer Diät.
Wir konnten bereits Mechanismen identifizieren, die den unterschiedlichen Energieverbrauch der beiden metabolischen Phänotypen erklären. So weisen sparsame Menschen weniger aktives braunes Fettgewebe auf. Braunes Fett speichert keine Kalorien (im Gegensatz zu weißem Fett), sondern verbrennt sie, um Wärme zu erzeugen. Weiterhin sind bestimmte Hormone, die den Energieverbrauch regeln, bei beiden Phänotypen unterschiedlich reguliert – dazu zählen u.a. Leptin, Fibroblast Growth Factor 21, Ghrelin und Adrenalin.
In weiteren Studien möchten wir nun nach Methoden suchen, um die Bestimmung des metabolischen Phänotyps zu erleichtern, da dafür aktuell noch mehrere umständliche Messungen des Energieverbrauchs in einem sog. Ganzraumkalorimeter erforderlich sind. Unsere Daten deuten jedoch darauf hin, dass wir den Phänotyp auch mit einer Messung des Grundumsatzes bestimmen können. Weiterhin suchen wir nach einem verlässlichen Biomarker für den metabolischen Phänotyp.
In Zukunft könnten wir durch unsere Forschung vorhersagen, wer anfällig für Übergewicht ist und wer mehr bzw. weniger Erfolg bei einer Diät hat. Zudem könnten wir – sobald wir die hormonellen Mechanismen ausreichen verstanden haben – den Stoffwechsel von „sparsam“ in „verschwenderisch“ umschalten, und so Menschen vor Übergewicht schützen.
Argeitsgruppenleitung
Dr. med. Tim Hollstein (*11.07.1986) studierte Humanmedizin an der Charité in Berlin und arbeitete dort in der Klinik für Endokrinologie als wissenschaftlicher Mitarbeiter. Während dieser Zeit interessierte er sich bereits für Präventivmedizin typischer Volkskrankheiten wie kardiovaskulärer Erkrankungen und Diabetes. Neben Forschung im Bereich der Lipidologie interessierte er sich für die Ursachen von Übergewicht. Dieses Interesse vertiefte er in einem zweijährigen Forschungsaufenthalt an den National Institutes of Health (NIH) in Phoenix, USA. Hier beschäftigte er sich mit unterschiedlichen „Energieverbrauchs-Phänotypen“. Nach dieser Zeit führte er seine klinische Ausbildung im Bereich der Inneren Medizin/Endokrinologie sowie seine weitere Forschungstätigkeit am UKSH, Campus Kiel, fort.
Kontakt
Studierende
Dana Bohlmann, Masterandin Ökotrophologie
Jule Ziegler, Doktorandin Medizin