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Fett: Der unterschätzte Riese

Keiner will es, doch jeder braucht den Stoff, der uns erst das Leben ermöglicht. Lange galt Fett bestenfalls als Energielieferant. Doch allmählich gelangen Forscher hinter die Geheimnisse der Materie, die entscheidende Vorgänge in unserem Körper beeinflusst.

Von Torben Müller

Für viele Laien ist Fett nichts als eine überflüssige Masse - Forscher wissen jedoch: Ohne Fett könnten wir nicht leben

Für viele Laien ist Fett nichts als eine überflüssige Masse - Forscher wissen jedoch: Ohne Fett könnten wir nicht leben

Thomas Skurk ist ein Mann mit einer ungewöhnlichen Leidenschaft. Er pflegt seine Passion vornehmlich im Verborgenen, geschützt von nackten Stahlbetonmauern und Sicherheitstüren, die nur mit Codekarten zu öffnen sind. Hier, im Labortrakt des Else-Kröner-Fresenius-Zentrums für Ernährungsmedizin (EKFZ), hütet der Forscher seine Schätze. Zu Zehntausenden lagern sie in zwei Meter hohen Gefrierschränken bei minus 86 Grad Celsius. Skurk und seine Kollegen sammeln begeistert, was Millionen andere Menschen am liebsten sofort loswerden würden: Körperfettzellen.

Für viele Laien ist die Substanz nichts weiter als eine träge, überflüssige Masse. Schwabbeliges Gewebe, das sich vornehmlich an prekären Stellen wie Bauch, Schenkeln und Po festsetzt und dort scheinbar nur einen Zweck erfüllt: unnütz herumzuhängen. Sein gesellschaftliches Ansehen rangiert weit unten, irgendwo im Bereich von Ratten und Herpes-Erregern.

Ohne Fett könnten wir nicht leben

Wenn Skurk über Fett spricht, klingt dagegen fast Hochachtung mit für den Stoff: "Ohne Fett könnten wir nicht leben", sagt der Ernährungsmediziner. "Es erfüllt wichtige Funktionen und dient dabei vor allem als Energiespeicher. Zusätzlich schützen Fettpolster viele Organe vor Stößen und isolieren gegen Kälte."

Kein Wunder, dass der Körper von diesem grundsätzlich so wertvollen Gut möglichst viel lagert: Das Fettgewebe ist das größte Organ des Menschen. Rund 15 bis 30 Prozent macht sein Anteil am Gewicht eines Gesunden aus.

Lange wussten Wissenschaftler nicht viel mehr als das über den oft sehr anhänglichen Stoff. Inzwischen haben sie einiges mehr über ihn herausgefunden. Fettzellen steuern entscheidende Vorgänge im Körper und beeinflussen wichtige Funktionen wie Fortpflanzung und Immunabwehr. Sie können das Überleben sichern - aber in Massen auch krank machen und Existenzen zerstören. Fett, das ist der unterschätzte Riese in unserem Körper.

Warum macht zuviel Fett oft krank?

Als Skurks Chef Hans Hauner vor vier Jahren den Posten als Direktor des EKFZ übernahm, war er ein Einzelkämpfer. Heute arbeiten in dem Institut, das zur Technischen Universität München gehört, aber in Freising residiert, 15 Menschen. Forscher, Doktoranden, Assistenten - alle beschäftigen sich hier mit Fett. Sie wollen zum Beispiel wissen, wie es sich im Körper verhält und warum zu viel von ihm oft krank macht.

Wieso bleibt der Stoff an einigen Menschen förmlich kleben, während andere scheinbar kaum ein Gramm davon im Körper behalten? Und können spezielle Lebensmittel den Hunger und damit den Drang zum Fettansetzen überlisten? Fragen wie diese treiben Hauner und seine Kollegen in diesem weitgehend noch unerforschten Wissenschaftsgebiet an.

"Fett kommuniziert - mit Hilfe von Hormonen

"Fettgewebe ist ein äußerst aktiver Teil von uns", sagt Hauner. "Es schüttet Hormone aus und kommuniziert auf diese Weise rege mit den anderen Organen." Rund 100 dieser Botenstoffe sind bislang bekannt. Und Hauner ist sicher, dass noch weit mehr davon existieren.

Eines der bekanntesten dieser Kommunikatonsmittel ist das Leptin. "Diese Substanz signalisiert dem Hirn, wie gut die Fettspeicher gefüllt sind, und reguliert auf diese Weise das Hungergefühl", sagt der Professor für Ernährungsmedizin. Steigt der Spiegel an, sinkt unser Appetit; fällt er dagegen ab, bekommen wir Lust auf Essen. Doch obwohl Übergewichtige zehnmal so viel Leptin im Blut aufweisen wie dünne Menschen, haben sie trotzdem immer noch Hunger. "Offenbar entwickeln diese Menschen im Gehirn eine Resistenz gegen das Hormon, deshalb taugt es entgegen früheren Hoffnungen auch nicht als Appetitzügler", erläutert Hauner.

Aber Leptin steuert nicht nur das Hungergefühl, sondern ist zudem für Frauen zum Schwangerwerden unverzichtbar. Hauner: "Bei magersüchtigen Patientinnen bleiben Eisprung und Menstruation aus, weil sie zu wenig Leptin produzieren." Anscheinend registriert der Körper so, dass die Energievorräte zur Versorgung von Mutter und Kind während der Schwangerschaft nicht ausreichen würden, und verhütet deshalb auf seine Weise.

Pionierarbeit Fettforschung

Ein anderer hormonähnlicher Stoff aus den Fettzellen, das Adiponektin, schützt vor Entzündungen im Fettgewebe Übergewichtiger und verhindert, dass sich Blutkörperchen an den Gefäßwänden festsetzen und so auf Dauer eine Arteriosklerose auslösen. Allerdings sinkt mit steigendem Körperfettgehalt die Adiponektinproduktion - und das Verkalkungsrisiko steigt rapide. "Warum das so ist, wissen wir noch nicht", sagt Hauner.

Fettforschung ist eben Pionierarbeit, und viele Details liegen noch im Dunkeln. Ganz klar zu erkennen sind dagegen die vielen großen Kugeln, die auf dem Computermonitor vor Thomas Skurk wie Gruppen von Seifenblasen grün-metallisch schimmern. "Das sind schöne volle Fettzellen", sagt er und deutet auf die Mikroskopaufnahme. "Bis sie so prächtig werden, muss man sie hegen und pflegen."

Die vielen technischen Apparate rings um ihn herum lassen erahnen, mit welchem Aufwand die Forschungsobjekte hier im Labor kultiviert werden. "Ein Großteil unserer Proben stammt aus Fettgewebe, das in benachbarten Krankenhäusern zum Beispiel aus dem Bauch abgesaugt oder bei Brustverkleinerungen entfernt wird", sagt Skurk. Fünf Kilo ist ein Stück Fettgewebe aus dem Bauchraum mitunter schwer. Skurk selbst wäre wie die meisten seiner Kollegen am EKFZ ein schlechter Lieferant für seine Forschung: Der Wissenschaftler, der seit 13 Jahren an dem Thema arbeitet und sagt, "die Fettzelle ist mein Leben" - ausgerechnet er ist gertenschlank.

Brutschrank für die Fettzellen

Bevor das Rohmaterial für Studien eingesetzt werden kann, muss es zunächst klein geschnitten und in eine Enzymlösung eingelegt werden, die die Fettzellen vom restlichen Gewebe separiert. Die reifen, bis zu einem Zehntelmillimeter großen Kugelgebilde kann man dann sogar mit dem bloßen Auge erkennen.

Im Brutschrank werden die Zellen mehrere Tage lang in Nährlösung gepäppelt. Konstant bei 37 Grad Celsius und 100 Prozent Luftfeuchtigkeit. "Jede Isolierung ist für die Zellen mit Stress verbunden", sagt Skurk. Und gerade die reifen Exemplare seien sehr empfindlich. "Die platzen schnell, wenn ihnen etwas nicht gefällt - und dann hat man am nächsten Tag nur noch einen großen Öltropfen übrig, wenn man nicht aufpasst."

Die Fettkulturen, die eine Medizindoktorandin im Nebenraum mit einer Flüssigkeit aus einer Pipette beträufelt, haben die Vorbereitungsphase gut überstanden. Sie stammen aus den Kniegelenken verschiedener Arthrosepatienten. "In der Flüssigkeit ist ein Farbstoff, der bestimmte entzündungsfördernde Faktoren sichtbar macht, die von den Zellen hergestellt werden", sagt Skurk. "Mithilfe dieser Studie wollen wir herausfinden, ob die Fettzellen durch das Ausscheiden dieser Substanzen, der sogenannten Zytokine, die Arthrose fördern."

Gerade diese dunkle Seite des Fetts ist es, die die Wissenschaftler am EKFZ besonders interessiert: Warum werden Menschen durch zu viel Fett krank? Was passiert im Körper, wenn er ständig von Energiemassen überschüttet wird und der lebenserhaltende Stoff plötzlich lebensbedrohlich wird?

Fettzellen können riesig werden

Ein erwachsener Mensch besitzt zwischen 40 und 120 Milliarden Fettzellen. Werden diese dauernd mit üppiger Nahrung versorgt, wachsen sie bis auf einen Durchmesser von 200 Mikrometern an. "Gerade diese großen Zellen sind das Problem", sagt Skurk. "Wir haben herausgefunden, dass die voluminösen Exemplare in einer Kultur wesentlich mehr entzündungsfördernde Zytokine herstellen als die kleinen. Teilweise die doppelte bis dreifache Menge."

Die Zytokine alarmieren Fresszellen des Immunsystems, die in die Blutgefäße des Fettgewebes wandern und dort dann vermeintliche Feinde jagen. Weil auch diese Immunzellen entzündungsfördernde Stoffe wie zum Beispiel Interleukin-6 produzieren, entstehen mit der Zeit chronische Entzündungsherde. "Und die können schließlich zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Arteriosklerose führen", sagt Skurk.

Damit nicht genug: Entzündungsstoffe wie der Tumor-Nekrose-Faktor alpha sind höchstwahrscheinlich auch maßgeblich an der Entstehung von Typ-2-Diabetes beteiligt, wie das bislang Tierversuche belegt haben. Sie vermindern die Reaktion auf Insulin in den Muskelzellen, sodass diese immer weniger Zucker aus dem Blut aufnehmen können.

Wenn der Jo-Jo-Effekt zuschlägt

Die Folge: Auf Dauer werden die Zellen insulinresistent, die Bauchspeicheldrüse versagt, der Mensch leidet an Diabetes. "Die stoffwechselaktiven Fettzellen sitzen vor allem am Bauch und weniger an Hüften und Beinen", sagt Skurk. "Deshalb ist dieses sogenannte viszerale Fett besonders gefährlich."

Kann man die drallen Fettzellen wieder gesundschrumpfen? "Ja, das funktioniert, wenn der Körper täglich bewegt und ausgewogen ernährt wird." Doch Vorsicht: "Weil die großen Zellen im Fettaufnehmen geübt sind, legen sie besonders schnell wieder an Umfang zu, sobald der Mensch in alte Gewohnheiten zurückfällt. Dann schlägt der Jo-Jo-Effekt zu, den viele Übergewichtige aus eigener leidvoller Diäterfahrung kennen."

Drastischer als eine Diät wirken moderne Diabetesmedikamente, die sogenannten PPAR-gamma-Agonisten. Diese Mittel fördern die Entwicklung von kleinen Fettzellen und lassen die großen sterben. Als Abnehm-Arznei eignen sie sich allerdings nicht, weil sie bewirken, dass sich viele kleine Zellen bilden - die so behandelten Diabetiker legen im Gegenteil zunächst sogar an Gewicht zu.

Das Erbgut bestimmt mit

Die Entwicklung des Fettgewebes hängt nicht allein vom Lebensstil ab. So nehmen die einen schon beim Angucken einer Torte zu, während an anderen auch von zehn Stücken kein Gramm Fett hängen bleibt. Das Erbgut bestimmt offensichtlich mit, wie gewichtig sich üppiges Essen auf unseren Körper auswirkt. Doch die Ernährungsforscher vermuten, dass der Besitz der Gene allein nicht ausreicht. Möglicherweise müssen sie erst aktiviert werden, um in uns den Hang zum Ansetzen oder Dünnbleiben auszubilden.

Vermutlich entscheidet sich bereits vor der Geburt, ob ein Mensch zu Übergewicht neigen wird. "Es gibt Hinweise darauf, dass die Nahrung der Mutter die Entwicklung der Kinder ein Leben lang mitbestimmt", sagt der Molekularbiologe Bernhard Bader.

Macht früher Hunger Menschen fett?

So habe eine Studie gezeigt, dass Holländer, deren Mütter im Zweiten Weltkrieg während der Schwangerschaft gehungert haben, auffallend zur Fettleibigkeit neigten. Möglicherweise deshalb, weil ihr Körper in der Mangelperiode darauf programmiert wurde, jede verfügbare Energie zu speichern. Bader: "Wir wollen herausfinden, welchen Einfluss Fettsäuren in der Mutternahrung auf die Programmierung des Stoffwechsels der Kinder hat."

Dazu lassen die Forscher im Rahmen einer Studie 100 Schwangere täglich drei Fischölkapseln schlucken. Die Präparate enthalten Omega-3-Säuren, die die Fettzellentstehung bremsen. "Nach der Geburt untersuchen wir beispielsweise die Plazenta, also fötales Gewebe, und prüfen, ob bestimmte Gene darin übereinstimmend aktiviert oder abgeschaltet wurden, und ver gleichen die Ergebnisse mit denen einer Kontrollgruppe, die keine Kapseln erhalten hat", erklärt Bader.

Diese Kombination aus Grundlagenforschung und klinischer Anwendung ist den Wissenschaftlern besonders wichtig. In der Klinik für Ernährungsmedizin im Klinikum rechts der Isar in München beraten sie Patienten, führen Studien durch und versuchen, die Erkenntnisse aus den Laboren in die Praxis umzusetzen. Hier können sie beobachten, wie die Arbeit des pfundigen Gewebes auf die Körper der Übergewichtigen wirkt.

Hunger direkt im Gehirn stillen

Irgendwann wollen die EKFZ-Forscher mithilfe von funktionaler Nahrung verhindern, dass Fettzellen das Maß verlieren und dem Körper schaden. "Ein wichtiger Schlüssel dazu ist die Sättigung", sagt Institutsdirektor Hauner. "Wir glauben, dass es möglich ist, Lebensmittel herzustellen, die den Hunger direkt im Gehirn stillen." Gelingt das den Wissenschaftlern eines Tages, könnten womöglich viele Milliarden Fettzellen ihre Form wahren - und ihre dunkle Seite endlich dauerhaft verbergen.

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