Appetit-Bremse im Kleinhirn entd​eckt

Neuentdeckter Schaltkreis sendet Stoppsignal für die Nahrungsaufnahme

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Überraschender Fund: In unserem Kleinhirn haben Forscher einen zuvor unbekannten Regler für unseren Appetit entdeckt. Der Schaltkreis sendet ein Signal, das Sattheit anzeigt und die Nahrungsaufnahme beendet. Das Spannende daran: Dieses Kleinhirn-Signal übertönt selbst Hungersignale anderer Appetitzentren im Gehirn und funktioniert auch bei einer Diät. Damit könnten diese Neuronen einen neuen Therapieansatz für Menschen mit mangelnder Appetitkontrolle bieten.

Das Wechselspiel von Hunger und Sättigung basiert auf einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Organe, Hormone und neuronaler Schaltkreise. Dabei fragen Sensoren den Blutzuckerspiegel und Energiestatus ab und aktivieren unter anderem das Appetitzentrum im Hypothalamus sowie weitere Hirnareale. Diese steuern unser Hungergefühl, reagieren aber auch auf Signale von Darm und Galle, die Völle und Kaloriennachschub anzeigen.

Das Problem jedoch: Bisher haben Therapien, die an diesen Akteuren unserer Appetitregulation ansetzten, eher enttäuschende Ergebnisse erbracht. Zwar können bestimmte Wirkstoffe den Appetit zügeln und ein Sättigungsgefühl hervorrufen. Meist aber haben sie deutliche Nebenwirkungen oder ihre Wirkung hält nicht auf Dauer an – beispielsweise, weil sich unser Gehirn anpasst. „Wirkstoffe, die am Hypothalamus oder Hinterhirn ansetzen, sind offensichtlich keine guten Helfer gegen Übergewicht“, sagt Seniorautor Nicholas Betley von der University of Pennsylvania.

Unerwarteter Fund im Kleinhirn

Doch nun haben Betley und sein Team einen ganz neuen Akteur im Ensemble der Appetit-Kontrolleure entdeckt. Für ihre Studie hatten sie mittels funktioneller Magnetresonanz-Tomografie (fMRT) untersucht, wie das Gehirn von Patienten mit dem Prader-Willi-Syndrom auf Essensreize reagiert. Bei dieser Krankheit löst ein Gendefekt unstillbaren Hunger ohne Sättigungsgefühl aus. Betley, Erstautor Aloysius Low und ihre Kollegen verglichen die Hirnaktivität dieser Patienten mit der gesunder Kontrollpersonen.

Das Ergebnis: Es zeigten sich wie erwartet Unterschiede – aber überraschenderweise in keinem der schon bekannten Appetitzentren. Die einzige Hirnregion, die bei den Prader-Willi-Patienten deutlich schwächer reagierte, war stattdessen das Kleinhirn. „Das Cerebellum stach förmlich heraus – und wir fragten uns alle: Kann das real sein?“, sagt Betley.

Aktivierung verringert Nahrungsaufnahme drastisch

Und tatsächlich: Wurde eine bestimmte Gruppe von Neuronen im Kleinhirn gehemmt, begannen die Mäuse viel mehr zu fressen als normal. Umgekehrt führte eine Stimulation dieser Kleinhirnkerne dazu, dass die Mäuse 50 bis 75 Prozent weniger Nahrung aufnahmen – und dies unabhängig davon, ob sie zuvor gefastet hatten oder nicht. „Das war so erstaunlich, dass ich erst dachte, da stimmt was nicht“, sagt Betley.
Doch weitere Versuche bestätigten den Effekt: Wurden die vorderen Kleinhirnkerne aktiviert, hörten die Mäuse früher auf zu fressen. Die Häufigkeit ihrer Mahlzeiten änderte sich dadurch zwar nicht, wohl aber die Menge der bei jeder Mahlzeit aufgenommen Futtermenge. Obwohl die Tiere dadurch weniger fraßen als normal, blieb auch das sonst für Diäten typische kompensatorische Mehrfressen aus, wie die Forscher beobachteten.
Interessant auch: Die appetitzügelnde Wirkung war unabhängig davon, ob die Mäuse hochkalorisches Futter mit viel Fett oder Zucker bekamen oder eher kalorienarme Sparkost. „Die Tiere mit der Kleinhirn-Aktivierung passte dann das Volumen des konsumierten Futters so an, dass sie insgesamt immer die gleichen Menge an Kalorien aufnahmen“, berichten Betley und sein Team.
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Artikel bei Scinexx


Studie bei nature.com

Gerne

Dort wurde es im Versuch durch Injektionen mit genetisch veränderten Viren erzielt.
Recombinant adeno-associated virus = https://de.wikipedia.org/wiki/Adeno-assoziierte_Viren


Hier noch eine neuere , weitere Studie in Bezug auf Nahrung und das Kleinhirn:
https://link.springer.com/article/10.1007/s12311-022-01476-3

Leider gibt es keinen Artikel, aber ich kopiere hier mal maschinelle Übersetzungen:

Abstract:
Angesichts der Bedeutung des Kleinhirns für die Steuerung von Bewegungen könnte man erwarten, dass seine Hauptaufgabe beim Essen die Steuerung motorischer Elemente wie Kauen und Schlucken ist. Während solche Funktionen eindeutig wichtig sind, gehört zum Essen mehr als diese Handlungen und zum Kleinhirn mehr als die motorische Kontrolle. Diese Übersichtsarbeit wird Beweise dafür liefern, dass das Kleinhirn zu homöostatischen, motorischen, belohnenden und affektiven Aspekten der Nahrungsaufnahme beiträgt.

Vorhersage und Feedback liegen vielen Elementen des Essens zugrunde, da der Lebensmittelkonsum von Erwartungen beeinflusst wird. Zum Beispiel verursachen zirkadiane Uhren Hunger in Erwartung einer Mahlzeit, und der Verzehr von Nahrungsmitteln verursacht Rückkopplungssignale, die ein Sättigungsgefühl hervorrufen. In ähnlicher Weise erzeugen der Anblick und Geruch von Essen eine Erwartung, wie dieses Essen schmecken wird, und sein tatsächlicher Geschmack erzeugt einen internen Belohnungswert, der mit dieser Erwartung verglichen wird. Es wird allgemein angenommen, dass zerebelläres Lernen Feed-Forward-Vorhersagen beinhaltet, um erwartete Ergebnisse mit sensorischem Feedback zu vergleichen. Wir schlagen daher vor, dass die übergreifende Rolle des Kleinhirns beim Essen darin besteht, auf Vorhersagefehler zu reagieren, die in den homöostatischen, motorischen, kognitiven und affektiven Bereichen auftreten.

Eines dieser komplexen Verhaltensweisen ist das Essen – eine wesentliche Funktion, um die zum Leben erforderliche Energie und Ernährung bereitzustellen [15, 16, 17]. Aber wir essen nicht nur um zu überleben, wir essen auch zum Vergnügen [18, 19, 20]. Hunger und hedonisches Verlangen motivieren zur Nahrungssuche, Bewegung ist erforderlich, um Nahrung zu finden und zu konsumieren, und dann zersetzen Verdauungsprozesse Nahrung im Darm und geben Feedback an das Gehirn, um die aufgenommene Menge zu regulieren [21, 22]. Das Essen kann auch durch emotionale und pathologische Zustände beeinflusst werden, wie zum Beispiel Überessen bei Adipositas und Unteressen bei Anorexia nervosa [23, 24], wobei betont wird, dass die Nahrungsaufnahme sowohl homöostatische als auch Elemente höherer Ordnung hat.

Dieser Überblick wird eine kurze Einführung in die zerebelläre Organisation geben, um die folgende Diskussion über ihre Rolle bei (1) motorischen Aspekten des Essens, (2) homöostatischen und hedonischen Elementen des Appetits, (3) Belohnungsverarbeitung in Bezug auf gesundes und gestörtes Essen zu informieren und (4) affektive Verarbeitung in Bezug auf Appetit und Belohnung. Das Kleinhirn ist an vielen Prozessen beteiligt, die mit der Nahrungsaufnahme verbunden sind, und seine Aktivität und Netzwerkkonnektivität werden sowohl bei Störungen durch übermäßiges Essen (Adipositas) als auch durch Unterernährung (Anorexia nervosa) verändert, die auch die oben genannten Bereiche umfassen. Wir schlagen daher vor, dass das Kleinhirn als zentraler Regulator der Informationsverarbeitung in den homöostatischen, motorischen, kognitiven und affektiven Bereichen dient. Genauer gesagt, da das Kleinhirn dafür bekannt ist, prädiktive Repräsentationen der Umwelt zu erstellen und dass Essverhalten durch Erwartung untermauert wird, werden wir Beweise dafür präsentieren, dass die universelle Rolle des Kleinhirns beim Essen darin besteht, verhaltensrelevante Reaktionen auf Vorhersagefehler zu erzeugen.


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