Einführung
Die Frage, wie wir unser Gehirn beim Essen anregen können, ist von großem Interesse, da sie Einblicke in die komplexen Mechanismen der Nahrungsaufnahme, des Stoffwechsels und der damit verbundenen emotionalen und kognitiven Prozesse bietet. Zahlreiche Studien haben sich mit diesem Thema auseinandergesetzt und wertvolle Erkenntnisse darüber gewonnen, wie unser Gehirn Hunger, Durst und Essverhalten reguliert. Dieser Artikel fasst die wichtigsten Ergebnisse dieser Studien zusammen und beleuchtet die neuronalen Schaltkreise, die an diesen Prozessen beteiligt sind.
Die Rolle der Amygdala bei der Regulation von Hunger und Durst
Die Amygdala, eine Hirnregion, die häufig mit Emotionen und Entscheidungsfindung in Verbindung gebracht wird, spielt auch eine wichtige Rolle bei unserem Verlangen nach Essen und Trinken. Forschende haben Nervenzellen in der Amygdala identifiziert, die über verschiedene Schaltkreise das Verlangen nach Essen oder Trinken beeinflussen. Eine dieser Nervenzellgruppen reguliert ausschließlich das Bedürfnis zu trinken und ist die erste "Durst-Nervenzelle", die in der Amygdala identifiziert wurde. Eine andere Gruppe ist ebenfalls für Durst zuständig, spielt aber auch eine Rolle bei der Regulierung des Hungergefühls.
Die Nervenzellen in der Amygdala stehen mit Hirnregionen in Verbindung, die sensorische Informationen über Nahrung und Wasser verarbeiten, wie zum Beispiel dem parabrachialen Komplex. Durch die Kombination eines unbeliebten Getränkegeschmacks mit einer gezielten Stimulation von Nervenzellen in der Amygdala konnte das Team die Entscheidungen der Mäuse verändern: Der zuvor gemiedene Geschmack wurde zum neuen Lieblingsgetränk. Die Struktur der Amygdala ist bei Mäusen und Menschen ähnlich - die Erkenntnisse könnten daher unser Verständnis dafür verbessern, wie Emotionen unsere eigenen Ess- und Trinkgewohnheiten beeinflussen.
Unterschiede in den Hirnstrukturen von adipösen und nicht-adipösen Menschen
Das auffällige Essverhalten von Menschen mit starkem Übergewicht (Adipösen) spiegelt sich auch im Gehirn wider. Studien haben gezeigt, dass es Unterschiede in den Hirnstrukturen zwischen dicken und dünnen Menschen gibt, aber auch zwischen den Geschlechtern. So könnten die Erkenntnisse etwa Hinweise darauf geben, warum Frauen häufiger adipös werden als Männer, und wie Verhaltenstherapien effektiv gestaltet werden könnten. Noch sei allerdings unklar, ob die veränderten Gehirnstrukturen Ursache oder Folge des ungesunden Essverhaltens sind.
Hunger und Appetit werden im Gehirn über ein kompliziertes System vernetzter Strukturen reguliert. Eine wichtige Rolle spielen dabei Hormone, die von den Zellen des Fettgewebes und des Verdauungstrakts ausgeschüttet werden und dem Hypothalamus melden, wie es um die Energiereserven bestellt ist. Hormone aus dem Magendarmtrakt können kurzfristig Appetit anregen oder das Gefühl der Sättigung vermitteln. Hormone des Fettgewebes wie das Leptin vermitteln dem Hypothalamus zudem Informationen über den Füllstand der Langzeit-Energiespeicher. Ob ein Mensch zur Sahneschnitte greift oder nicht, hängt allerdings nicht allein davon ab, ob er tatsächlich Energie benötigt. „Das limbische System ordnet den Nahrungsreizen einen emotionalen Wert zu und erzeugt das subjektive Erleben von Appetit“, erklären Forschende.
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Brainfood: Die optimale Ernährung für das Gehirn
Brainfood sind Lebensmittel und Speisen, die dem Gehirn die optimale Nährstoffkombination für eine reibungslose Funktion liefern sollen. Dabei ist die Gesundheit des Gehirns aber nicht vom Rest des Körpers abgekoppelt. Eine Ernährung, die den Körper gesund erhält, ist gleichzeitig auch gut für das Gehirn.
Die bestmögliche Ernährung für das Gehirn ist bunt und abwechslungsreich mit viel Obst und Gemüse, hochwertigen pflanzlichen Ölen, Vollkorngetreide, Nüssen, Samen sowie hin und wieder Fleisch oder Fisch. Wer sich an das Prinzip der mediterranen Ernährung hält, macht schon sehr viel richtig. In verschiedenen Studien haben Forschende beobachtet, dass der geistige Verfall geringer ausfällt, wenn die Teilnehmenden auf mediterrane Ernährung setzen. Die Forschenden vermuten einen Zusammenhang zwischen der Hirngesundheit und der Ernährungsweise. Außerdem wird die Darmflora positiv beeinflusst. Dies könnte über die sogenannte Darm-Hirn-Achse einen antidepressiven Effekt haben.
Außerdem sollte keine Mahlzeit ausgelassen werden. Da das Gehirn ständig Energie braucht, um leistungsfähig zu bleiben, ist es ratsam, den Blutzuckerspiegel weitgehend auf einem konstanten Niveau zu halten. Fällt der Blutzuckerspiegel zu stark, sinkt auch die Konzentrationsfähigkeit. Nüsse enthalten viele ungesättigte Fettsäuren und tragen damit zur Gehirngesundheit bei. Ein regelmäßiger Verzehr von Nüssen, etwa eine Handvoll pro Tag, kann bestimmte Regionen des Gehirns, die an Lernprozessen und der Gedächtnisleistung beteiligt sind, anregen.
In der Ernährungsforschung wurden einige Mikronährstoffe identifiziert, die für die Gehirnentwicklung und die geistige Leistungsfähigkeit besonders wertvoll sind. Eine Ernährung, die die Botenstoffe im Gehirn positiv beeinflusst, enthält zum Beispiel B-Vitamine, vor allem B6, B9 (Folsäure) und B12. Darüber hinaus spielt das Spurenelement Eisen eine wichtige Rolle: Bereits im Mutterleib ist es an der Entwicklung von Nervenzellen beteiligt und unterstützt eine optimale Signalweiterleitung im Gehirn. Jod ist ein weiteres Spurenelement, das für Nervenzellen unabdingbar ist. Menschen mit einem Jodmangel, auch Kretinismus genannt, haben ein hohes Risiko für unumkehrbare Gehirnschäden. Zinkmangel kann ebenfalls zu Fehlbildungen im Gehirn führen.
Ein Tag mit optimaler Brainfood-Kost enthält alles, was Körper und Gehirn für eine reibungslose Funktion brauchen:
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- Kohlenhydrate aus Vollkorngetreide
- Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, wie sie etwa in Nüssen, Leinöl, Rapsöl, Avocados oder Lachs enthalten sind
- Eiweiß aus mageren Milchprodukten, Eiern, Fisch und Meeresfrüchte (mit einem hohen Gehalt an wertvollen Omega-3-Fettsäuren), Hülsenfrüchten, Nüssen, hin und wieder auch Fleisch
- Buntes Gemüse und Obst dank Vitaminen, Mineralstoffen und sekundären Pflanzenstoffen: mindestens fünf Portionen täglich (drei Portionen Gemüse und zwei Portionen Obst), so abwechslungsreich wie möglich
- Mindestens 1,5 Liter Wasser oder ungesüßten Tee am Tag trinken, sonst wird das Blut dickflüssiger und das Gehirn wird schlechter mit Sauerstoff versorgt
Dabei sollten Sie auch regelmäßige Bewegung nicht vergessen. Sie trägt zu einer gesunden Hirnleistung bei und ist besonders wichtig, wenn Sie beruflich viel sitzen.
Fasten und Autophagie im Gehirn
Das Gehirn setzt schon nach kurzem Fasten ein Hormon frei, das die Autophagie - also die Verdauung von Zellmüll - in der Leber ankurbelt. Fasten löst Recycling in den Zellen, die sogenannte Autophagie, aus. Dadurch kann unser Körper seine Zellen selbständig reinigen und neue Energie gewinnen. Forschende haben jetzt gezeigt, dass das Gehirn bei diesem Prozess eine entscheidende Rolle spielt. Schon nach einer kurzen Fastenzeit löst das Gehirn die Ausschüttung des Hormons Corticosteron aus und leitet damit die Autophagie in der Leber ein. Bisher ging man davon aus, dass vor allem die Leberzellen selbst dafür verantwortlich sind.
Die Forschenden konnten auch herausfinden, wie das Gehirn mit der Leber kommuniziert. Wenn der Energielevel niedrig ist, lösen die Nervenzellen die Ausschüttung des Hormons Corticosteron aus, welches dann die Aktivierung der Autophagie in den Leberzellen anregt. Sie konnten auch die genauen Wege, die das Signal im Gehirn zurücklegt, im Detail aufklären und so feststellen, welche Nervenzellen an dem Prozess beteiligt sind. Außerdem zeigten sie, dass die Blockierung dieser Signalübertragung dazu führt, dass die Autophagie trotz Fasten nicht einsetzt. Die Forschenden gehen davon aus, dass das Gehirn das erste Startsignal gibt, um die Autophagie schnell einzuleiten.
Mit gesunder Ernährung können wir das Gehirn unterstützen und sogar das Risiko für Alzheimer reduzieren. Nüsse, Haferflocken, Beeren und Kichererbsen versorgen uns mit B-Vitaminen, Flavonoiden und Eiweiß.
Die Auswirkungen von künstlichen Süßstoffen auf das Gehirn
Künstliche Süßstoffe sind praktisch kalorienfrei und kommen immer häufiger in der Lebensmittelindustrie, zum Beispiel in Limonaden, zum Einsatz. Eine Studie gibt nun Aufschluss darüber, welche Auswirkungen der übermäßige Konsum von künstlichen Süßstoffen, wie etwa Sucralose im Gehirn hat. Obwohl kalorienfrei, wirkt Sucralose im Gehirn appetitanregend, gerade bei Menschen mit Adipositas.
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Sucralose führt im Hypothalamus, einer wichtigen Schaltzentrale des Gehirns, zu einer gesteigerten Hirnaktivität. Dieser Bereich des Gehirns ist unter anderem für die Kontrolle der Nahrungsaufnahme und des Hungergefühls zuständig. Sucralose aktiviert genau diesen Bereich im Gehirn und das steht wiederum in Verbindung mit einer stärkeren Bewertung des Hungergefühls. „Künstliche Süßstoffe, wie in unserem Fall Sucralose, können die Appetitregulierung im Gehirn in einem Maße beeinflussen, der sich nachteilig auf das Gewicht auswirkt“, erläutern Forschende.
Das Forschungsteam geht davon aus, dass künstliche Süßstoffe das Gehirn verwirren, indem sie ihm Signale der Süße senden, ohne die benötigten Kalorien zu liefern, die das Gehirn benötigt. Aus vorherigen Studien ist die Hypothese bereits bekannt, dass das Gehirn das Signal aussendet, mehr zu essen, wenn die versprochenen Kalorien nicht ankommen.
Weitreichende Veränderungen im Körper durch längeres Fasten
Neue Erkenntnisse zeigen, dass der menschliche Körper während längerer Fastenperioden weitreichende, systematische Veränderungen in mehreren Organen erfährt. Die Ergebnisse deuten auf Effekte von Fasten hin, die über die bloße Gewichtsreduktion weit hinausgehen, allerdings erst nach mehreren Tagen ohne Nahrung erreicht werden.
Während längeren Fastenperioden stellt unser Körper stufenweise den Energiestoffwechsel von Zucker und anderen Nährstoffen aus der Nahrung auf körpereigene Reserven, vor allem Fett um. Abgesehen von dieser Umstellung der Energiequellen ist jedoch wenig darüber bekannt, wie unser Körper es schafft, mitunter mehrere Tage, ohne jegliche Nahrung auszukommen. Auch gibt es bisher wenig Erkenntnisse dazu, welche positiven oder negativen Auswirkungen das Fasten auf die Gesundheit haben kann.
Die Forschenden beobachteten gesunde Freiwillige, die an einem siebentägigen reinen Wasserfasten teilnahmen. Die Freiwilligen wurden täglich engmaschig überwacht, um die Veränderungen in den Konzentrationen von rund 3000 Proteinen in ihrem Blut vor, während und nach dem Fasten zu erfassen. Die Ergebnisse konnten die Forschenden dann direkt in Bezug zu großen genetischen Studien setzen, um mögliche Konsequenzen für die Gesundheit durch Veränderung bestimmter Proteine vorherzusagen.
Eine neue Erkenntnis der Studie ist, dass der Körper nach etwa drei Tagen Fasten deutliche Veränderungen in der Proteinzusammensetzung des Blutes durchmacht - so veränderte sich jedes dritte der gemessenen Proteine während des Fastens. Ein Hinweis darauf, dass der gesamte Körper mit Anpassungen in allen wichtigen Organen auf die strikte Kalorienbeschränkung reagiert. Dies umfasste Anpassungen, die über den Gewichtsverlust hinausgingen, wie etwa Veränderungen bei Proteinen, die die Stützstruktur der Neuronen im Gehirn bilden.
Die Rolle von Fett und Zucker bei der Belohnung des Gehirns
Eine Vielzahl elektrischer und chemischer Signale sorgen dafür, dass der Körper und das Gehirn in Fragen der Ernährung gemeinsame Sache machen. Fett und Zucker machen Nahrung nicht nur besonders kalorienreich, sie verstärken sich auch gegenseitig in ihrem Belohnungseffekt auf unser Gehirn. Fett- und zuckerhaltige Lebensmittel setzen im Gehirn besonders viel Dopamin frei. Dies beeinflusst Lernverhalten und fördert die Vorliebe für solche Speisen. Bei Mäusen lassen sich Essgewohnheiten und -vorlieben auch wieder ändern. Ob dies beim Menschen ebenso der Fall ist, ist noch unklar.
Ausgeglichenheit ist für den Körper das oberste Gebot. Unterschiedliche Signale verraten ihm, ob der Energie- und der Wasserhaushalt noch im Gleichgewicht sind. Wenn ja, melden Sensoren dies dem Gehirn. Falls nicht, reagiert der Körper mit Hunger oder Durst. Sättigungssignale können dann beispielsweise durch die Aktivierung unseres Belohnungssystems überschrieben werden, auch wenn der Magen bereits voll ist. Dabei spielt der Neurotransmitter Dopamin eine wichtige Rolle.
Fertigprodukte zum Beispiel tricksen die Hungersignale des Körpers gleich auf mehrere Arten aus. Zum einen vereinen sie häufig viele Kalorien auf wenig Masse. Ein Stoffwechselsignal, das uns die Portionsgröße entsprechend reduzieren lässt, besitzen wir aber nicht. Und auch die Drucksensoren in unserem Verdauungstrakt können uns hier nicht helfen, denn sie können ja nicht zwischen Äpfeln und Pizza unterscheiden. Hinzu kommt, dass die Kombination aus Proteinen, Zucker und Fetten in Fertigprodukten mehrere Signalwege gleichzeitig anspricht, die alle das Belohnungssystem auf unterschiedlichen Wegen aktivieren. Die Belohnungsreize potenzieren sich dadurch und werden entsprechend stark empfunden.
Süßstoffe können ein Problem sein. Eigentlich sind sie dazu da, durch den Ersatz von Zucker Kalorien zu sparen. Doch unser inneres Kalorienvorhersageprogramm macht uns hier einen Strich durch die Rechnung: „Wenn der Körper an Kaffee mit Zucker gewöhnt ist, erwartet er eine gewisse Kalorienmenge. Also bereitet er sich darauf vor und erhöht zum Beispiel den Insulinspiegel“, erklären Forschende. „Wenn dann wider Erwarten gar kein Zucker kommt, reagiert der Körper mit Hunger. Ein weiteres Beispiel dafür, wie moderne Lebensmittel unseren Stoffwechsel aus der Balance bringen können, ist die rauschhafte Wirkung des Nährstoffduos Zucker und Fett.
Forschende haben herausgefunden, warum wir Lebensmitteln wie Eis, Butternudeln und Sahnetorte kaum widerstehen können. Sie präsentierten Testpersonen Bilder von Nahrungsmitteln, die alle denselben Kaloriengehalt besaßen, aber unterschiedliche Makronährstoffe enthielten. Einige der Nahrungsmittel waren besonders reich an Zucker, andere an Fetten und wieder andere an einer Kombination aus beidem. Entsprechend ihren Vorlieben sollten die Testpersonen den Lebensmitteln einen Geldwert verleihen. Den höchsten Wert gaben sie den Nahrungsmitteln, die viel Zucker und Fett enthielten.
Der Grund: Wir können den Belohnungsreizen nicht widerstehen, die unser Gehirn ausschüttet, wenn wir Zucker oder Fett essen. Die jeweiligen Signalwege verlaufen auf unterschiedlichen Bahnen vom Verdauungstrakt bis ins Gehirn. Die Forschenden konnten zeigen, dass beide Wege am Ort der Belohnungsverarbeitung ankommen: im Mittelhirn. Und dort entfalten sie durch die Ausschüttung von Dopamin eine unerhörte Wirkung. „Zucker- oder fetthaltige Nahrungsmittel bewirken im Mittelhirn die Ausschüttung von Dopamin. Wenn ein Lebensmittel beides zugleich enthält, potenziert sich dieser Effekt“, so Forschende. „Man nennt das auch superadditiv.“
Leptinresistenz und ihre Auswirkungen auf den Stoffwechsel
Seit 20 Jahren ist bekannt, dass es im menschlichen Körper ein Hormon gibt, das wie eine Benzinuhr funktioniert: Leptin. Es wird vom Fettgewebe gebildet und zeigt den Körperfettgehalt an. Nimmt das Körperfett zu, wird proportional mehr Leptin produziert, ins Blut abgegeben und ins Gehirn transportiert. Dort angekommen, vermittelt es dem Gehirn den Fettgehalt im Körper. Ist viel Leptin im Blut, vermittelt das Gehirn dem Körper ein Sättigungsgefühl. Die Nahrungsaufnahme wird gehemmt und der Stoffwechsel gesteigert.
Dieses scheinbar einfache Steuerungssystem funktioniert jedoch bei adipösen Menschen nicht. Denn bei krankhaftem Körperfettgehalt ist die Wahrnehmung des Gehirns gegenüber dem Leptinspiegel gestört. Es kommt zu einer Leptinresistenz. Das Gehirn reagiert also nicht mehr auf die erhöhte Menge Leptin.
Es wurde herausgefunden, dass nicht die hohen Leptinspiegel selbst zur Resistenz des Gehirns gegenüber dem Hormon führen, sondern eine sehr fettreiche Ernährung. Gemeinsam mit seinem Team testen Forschende derzeit, ob sich die verloren gegangene Leptinsensitivität bei Adipositas wiederherstellen lässt. Beispielsweise mithilfe von pflanzlichen Polyphenolen oder pharmakologischen Substanzen, die leptinsensitivierend wirken.
Eine Leptinresistenz im Gehirn hat nicht nur Einfluss auf das Körpergewicht. „Wir wissen mittlerweile, dass die Leptinresistenz über neuronale Mechanismen auch zur Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 beiträgt, einer klassischen Folgeerkrankung von Übergewicht“, sagen Forschende.
Stoffwechselstörungen und psychische Gesundheit
Die weltweit zunehmende Prävalenz von Stoffwechselstörungen wie Adipositas und Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) stellt nicht nur eine Herausforderung für das Gesundheitssystem dar, sondern beeinflusst auch erheblich die psychische Gesundheit. Neben einer Vielzahl von Inkretinen, Botenstoffen und im Gehirn aktiven Signalwegen wie z. B. mTOR („mammalian target of rapamycin“) rückt auch die Wirkung von Insulin, welche sowohl den Glukosestoffwechsel als auch kognitive Funktionen und neuronale Netzwerke beeinflusst, in den Fokus. Dies hat zu einem gesteigerten Interesse an der Rolle spezifischer Nährstoffe, dem sogenannten „Brain Food“, für die mentale Gesundheit geführt, ebenso wie für medizinisch begleitetes Fasten als potente Präventionsmaßnahme.
Das Kohlenhydrat-Insulin-Modell betont stärker die adaptive Rolle des Gehirns: Übermäßiges Essen führt nicht allein zu einer Zunahme des Körperfetts, sondern auch der Prozess der Speicherung von überschüssigem Fett führt zu übermäßigem Essen. Eine Ernährung, die reich an hochverdichteten Kohlenhydraten ist, erhöht das Verhältnis von Insulin zu Glukagon und verlagert die Energieverteilung in Richtung Speicherung im Fettgewebe, sodass weniger Kalorien für stoffwechselaktive und kraftstoffempfindliche Gewebe im Körper übrigbleiben. Infolgedessen steigt über neuronale Prozesse im Gehirn der Hunger und die Stoffwechselrate verlangsamt sich bei dem Versuch des Körpers, Energie zu sparen.
Eine diätetische Strategie zur Senkung der Insulinsekretion könnte dagegen die Wirksamkeit des langfristigen Gewichtsmanagements und der Vorbeugung chronischer Krankheiten erhöhen. Es konnte z. B. gezeigt werden, dass eine konsequent kohlenhydratarme Ernährung, reich an Fettsäuren, eine insulinresistente Dyslipoproteinämie ohne negative Auswirkungen auf das LDL(Low-density-Lipoprotein)-Cholesterin verbesserte. In Übereinstimmung mit dem Kohlenhydrat-Insulin-Modell erhöhte diese Senkung der verdichteten Kohlenhydrate in der Nahrung wieder den Energieverbrauch (und den Grundumsatz) während der Aufrechterhaltung der Gewichtsabnahme. Dieser metabolische Effekt kann den Erfolg der Behandlung von Fettleibigkeit verbessern, insbesondere bei Personen mit hoher Insulinsekretion.
Mikronährstoffe wie Polyphenole, Omega-3-Fettsäuren, einzelne Vitamine sowie Ballaststoffe und deren präbiotische Aktivität, aber auch antientzündliche diätetische Maßnahmen beeinflussen wohl Biomarker und molekulare Mechanismen, die bei psychischen Erkrankungen, insbesondere affektiven Störungen, eine Rolle spielen. Obschon nicht alles geklärt ist, sind wohl Ernährungsinterventionen perspektivisch wichtige Ergänzungen zu herkömmlichen psychiatrischen Therapien und werden Einzug in die klinische Behandlung psychischer Störungen halten (sog. „nutritional psychiatry“).
Eine pflanzenbetonte, ballaststoffreiche, wenig verarbeitete und vollwertige - naturnahe - Ernährung beeinflusst über Biomarker molekulare Mechanismen und das Mikrobiom kognitive Funktionen und mentale Gesundheit positiv. Das Mikrobiom - die Gesamtheit aller Mikroorganismen eines Wirts - und ihre jeweiligen Stoffwechselprodukte kommunizieren über eine Reihe biochemischer und funktioneller Verbindungen mit dem Wirt und beeinflussen so dessen Homöostase und Gesundheit. Insbesondere kommuniziert der Magen-Darm-Trakt über die Darm-Hirn-Achse mit dem Zentralnervensystem, um die Entwicklung und Aufrechterhaltung von Neuronen zu unterstützen, während sich eine Darmdysbiose wohl in neuropsychiatrischen Störungen manifestiert.
Der Konsum von Zucker ist für die meisten Menschen schmackhaft und für den Moment wohltuend aufgrund eines starken Einflusses auf unser Belohnungssystem. Durch wiederholte Aufnahme von hochverdichteten Kohlenhydraten insbesondere in Kombination mit Fett kommt es zur Dopaminausschüttung als Schlüsseltransmitter im Rewardsystem, letztlich aber auch dadurch zu Veränderungen der Dopaminrezeptoraktivität, was mit einer veränderten Belohnungsverarbeitung und Sensibilität einhergehen kann und das Verlangen nach Zucker/Fett steigert. Langfristig kann dies zu einer Desensibilisierung des dopaminergen Regelkreislaufs führen, bei der mehr Nahrung benötigt wird, um das gleiche Belohnungsgefühl zu erzielen. Diese neuroadaptiven Veränderungen können letztlich zu einer Entkopplung des Essverhaltens von den kalorischen Bedürfnissen führen, was zu wiederkehrendem Überessen und im Verlauf mit einer Gewichtszunahme einhergeht - die Entwicklung eines metabolischen Syndroms (MetS) oder T2DM, aber auch die Zunahme inflammatorischer Prozesse sind die Folgen.
Die Rolle von Dopamin und Leptin bei der Regulation von Appetit und Belohnung
Eine Forschergruppe hat die Effekte erhöhten Zuckerkonsums genauer untersucht. In der Studie wurde Ratten zunächst die morgendliche Fütterung verwehrt und erst im Intervall Zugang zu einer Zuckerlösung gegeben. Nach Konsum konnte ein Steigen des Dopaminlevels im Bereich des Nucleus accumbens beobachtet werden. Im Verlauf der Intervention nahmen sowohl die Dopaminausschüttung als auch die Dichte der D2-Rezeptoren ab, so wie es auch bei anderen Abhängigkeitserkrankungen beobachtet werden kann.
Die Auswirkungen von Dopamin im Gehirn sind dabei möglicherweise nicht auf hedonische Wege der Nahrungsbelohnung beschränkt. Zum Beispiel kann striatales Dopamin auch nachgeschaltete Hypothalamuskerne beeinflussen, die traditionell auch für die Kontrolle der homöostatischen Ernährung und die Regulierung des Körpergewichts verantwortlich gemacht werden, was letztendlich die Aufnahme von Nahrungsmitteln fördert, die Fettleibigkeit verursachen, und die Abwertung von Lebensmitteln, die nicht zu Fettleibigkeit führen.
Weitere Daten weisen darauf hin, dass es einen Zusammenhang zwischen Leptin und der Aktivierung von Belohnungswegen im Gehirn als Reaktion auf Nahrungsmittelreize gibt. Leptin ist ein Hormon, das hauptsächlich von Fettzellen produziert wird und eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Energiehaushalts des Körpers spielt. Leptin signalisiert vereinfacht gesagt dem Gehirn den aktuellen Fettgehalt im Körper, um Nahrungsaufnahme und Energieverbrauch zu steuern. Es beeinflusst somit Appetit und Stoffwechsel. Eine Leptinresistenz, bei welcher der Körper weniger sensibel auf Leptin reagiert, kann zu Überessen und Gewichtszunahme führen, was häufig bei Adipositas beobachtet wird.
Die Bedeutung von Insulin für die Gehirnfunktion
Obwohl Insulin oft ausschließlich mit einer peripheren Wirkung im Körper in Verbindung gebracht wurde, haben mehrere Studien gezeigt, dass Insulin auch im Gehirn eine wichtige Rolle spielt, da es das Sättigungsgefühl über den Hypothalamus reguliert und Insulinrezeptoren (IR) u. a. auch in der Hippokampus-Amygdala-Region exprimiert werden. Diese Erkenntnisse belegen die Bedeutung von Insulin für lebenswichtige Funktionen des Gehirns, einschließlich Energieerhaltung, Stimmung und Gedächtnisbildung. Durch die Bindung an seinen Rezeptor aktiviert Insulin eine Signalübertragung, deren Defekt eine Rolle bei Funktionsstörungen des Gehirns spielt und zu neurodegenerativen Erkrankungen, insbesondere der Alzheimer-Krankheit (AD), führen könnte. Da die Insulinsignalübertragung für die synaptische Plastizität, das Gedächtnis und die Langzeitpotenzierung von wesentlicher Bedeutung ist, spielt der gestörte Insulinweg folglich auch eine Rolle bei der Entstehung von AD.
Es gibt immer mehr Belege dafür, dass die Insulinresistenz das Bindeglied zwischen T2DM, Adipositas, nichtalkoholischer Steatohepatitis (NASH) und Hirnfunktionsstörungen ist, die sich auf Intelligenz, Emotionsregulation, Kognition, Lernen wie Gedächtnis auswirken. Insulinrezeptoren im Gehirn beeinflussen Appetit und kognitive Funktionen.