Adipositas, im Volksmund als Fettleibigkeit bekannt, ist zu einer globalen Gesundheitskrise geworden, die sowohl die Lebensqualität als auch die Lebenserwartung von Millionen von Menschen beeinträchtigt. Lange Zeit wurden vor allem eine übermäßige Nahrungsaufnahme und mangelnde körperliche Aktivität als Hauprisikofaktoren für Übergewicht und Adipositas angesehen. In den letzten Jahrzehnten hat die Forschung jedoch ein tieferes Verständnis für verschiedene genetische Ursachen dieser Erkrankung erbracht. Es wird immer deutlicher, dass die Gene eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Körpergewichts und der Fettmasse spielen.
Adipositas (Fettleibigkeit) ist das Ergebnis eines chronischen Energieungleichgewichts bei einer Person, die ständig mehr Kalorien aus Nahrungsmitteln und Getränken zu sich nimmt, als für die Stoffwechsel- und Körperfunktionen erforderlich ist. Der rasche Anstieg der Adipositas-Prävalenz in der Bevölkerung in den letzten Jahrzehnten wird auf ein Umfeld zurückgeführt, das leichten Zugang zu kalorienreichen Nahrungsmitteln bietet, aber die Möglichkeiten für körperliche Bewegung einschränkt. Die Adipositasepidemie könnte eine kollektive Reaktion auf dieses Umfeld sein. Adipositas ist ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit, da sie das Risiko für Diabetes, Herzerkrankungen, Schlaganfall und andere schwere Krankheiten erhöht.
Selbst in einem Umfeld, das Adipositas begünstigt, wird nicht jeder fettleibig. Vor dem Zeitalter der Genomforschung lieferten Studien an Familienmitgliedern, Zwillingen und Adoptivkindern indirekte wissenschaftliche Beweise dafür, dass ein beträchtlicher Teil der Gewichtsschwankungen bei Erwachsenen auf genetische Faktoren zurückzuführen ist. Eine wichtige Studie, die den Body-Mass-Index (BMI) von Zwillingen verglich, die entweder zusammen oder getrennt aufgewachsen waren, zeigte beispielsweise, dass erbliche Faktoren im Kindesalter einen größeren Einfluss hatten als die Umwelt.
Ein Gen oder viele Gene?
In seltenen Fällen tritt Fettleibigkeit in Familien nach einem eindeutigen Vererbungsmuster auf, das durch Veränderungen in einem einzigen Gen verursacht wird. Das am häufigsten betroffene Gen ist MC4R, das für den Melanocortin-4-Rezeptor kodiert. Veränderungen des MC4R, die seine Funktion beeinträchtigen, finden sich bei einem kleinen Teil (< 5%) der Adipösen in verschiedenen ethnischen Gruppen. Betroffene Kinder haben ein extremes Hungergefühl und werden durch ständiges Überessen (Hyperphagie) fettleibig. Bisher wurden seltene Varianten in mindestens neun Genen für monogenetische Adipositas nachgewiesen.
Bei den meisten Adipösen ist keine einzelne genetische Ursache feststellbar. Seit 2006 wurden in genomweiten Assoziationsstudien mehr als 50 Gene gefunden, die mit Adipositas in Verbindung stehen. Einige dieser Gene weisen auch Varianten auf, die mit monogener Adipositas assoziiert sind. Dieses Phänomen ist auch bei vielen anderen Volkskrankheiten zu beobachten. Die meisten Fälle von Adipositas scheinen durch mehrere Faktoren bedingt zu sein. Sie sind also das Ergebnis komplexer Interaktionen zwischen vielen Genen und Umweltfaktoren.
Wie steuern Gene den Energiehaushalt?
Das Gehirn reguliert die Nahrungsaufnahme, indem es auf Signale aus dem Fettgewebe, der Bauchspeicheldrüse und dem Verdauungstrakt reagiert. Diese Signale werden durch Hormone – wie Leptin, Insulin und Ghrelin – und andere kleine Moleküle übermittelt. Das Gehirn koordiniert diese Signale mit anderen Inputs und reagiert, indem es dem Körper befiehlt, entweder mehr zu essen und den Energieverbrauch zu senken oder das Gegenteil zu tun. Gene bilden die Grundlage für die Signale und Reaktionen, die die Nahrungsaufnahme steuern. Schon kleine Veränderungen in diesen Genen können ihre Aktivität beeinflussen.
Energie ist überlebenswichtig. Die Energieregulation beim Menschen ist eher auf den Schutz vor Gewichtsverlust als auf die Kontrolle der Gewichtszunahme ausgerichtet. Um diese Beobachtung zu erklären, wurde die Hypothese des „sparsamen Genotyps“ vorgeschlagen. Sie besagt, dass die gleichen Gene, die unseren Vorfahren geholfen haben, gelegentliche Hungersnöte zu überleben, nun durch eine Umwelt herausgefordert werden, in der das ganze Jahr über Nahrung im Überfluss vorhanden ist.
Wie kann dieses Wissen der öffentlichen Gesundheit helfen?
Die Bemühungen der öffentlichen Gesundheitsdienste zur Prävention von Adipositas konzentrieren sich auf Strategien zur Förderung gesunder Ernährung und körperlicher Aktivität. Diese Strategien werden beispielsweise durch die Verbesserung des Angebots an gesunden Lebensmitteln und Getränken in Schulen und anderen öffentlichen Einrichtungen umgesetzt. Solche Strategien sind dann erfolgreich, wenn viele Menschen mit positiven Verhaltensänderungen reagieren.
Eine systematische Überprüfung von Informationen über mehr als 200.000 Erwachsene ergab, dass Personen mit der am häufigsten mit Adipositas in Verbindung gebrachten Genvariante FTO ihr Risiko durch körperliche Aktivität verringern konnten. Es ist wichtig zu wissen, dass das eigene Handeln einen Unterschied machen kann.
Welche Rolle spielt die Epigenetik?
Umwelteinflüsse in kritischen Phasen der menschlichen Entwicklung können dauerhafte Veränderungen in der Aktivität eines Gens bewirken, ohne die Gensequenz selbst zu verändern. Die Untersuchung dieser „epigenetischen“ Auswirkungen umfasst die Messung chemischer Veränderungen der DNA, RNA oder assoziierter Proteine, die die Genexpression beeinflussen. Die Epigenetik könnte erklären, wie sich frühe Einflussfaktoren wie die Ernährung von Säuglingen auf die Fettleibigkeit von Erwachsenen auswirken. Epidemiologische Studien, die diese Techniken nutzen, befinden sich aber noch in einem frühen Stadium.
Gene und Adipositas: weitere Informationen
- Thaker VV. GENETIC AND EPIGENETIC CAUSES OF OBESITY. Adolesc Med State Art Rev. 2017 Fall;28(2):379-405. PMID: 30416642; PMCID: PMC6226269.
- Gene: die wahren Dickmacher? Die genetischen Ursachen für Übergewicht geklärt. gesundheitsforschung-bmbf.de