Ursache des Jo-Jo-Effekts entschlüsselt

Wer ein paar zus?tzliche Kilos auf die Waage bringt und sich schon einmal an einer Di?t versucht hat, kennt das Ph?nomen: Die Pfunde purzeln zwar, schon nach wenigen Wochen aber sind sie wieder da. Der Jo-Jo-Effekt hat zugeschlagen. Forschende der ETH Z¨¹rich konnten nun zeigen, womit das zu tun hat: mit der Epigenetik.

Die Epigenetik ist jener Teil der Genetik, der nicht auf der Abfolge der Gen-Bausteine beruht, sondern auf kleinen, aber charakteristischen chemischen Markierungen an diesen Bausteinen. Die Abfolge der Bausteine hat sich im Lauf der Evolution ¨¹ber einen langen Zeitraum herausgebildet, wir alle haben sie von unseren Eltern geerbt. Epigenetische Markierungen hingegen sind dynamischer: Umwelteinfl¨¹sse, Ern?hrungsgewohnheiten und der Zustand des K?rpers ¨C wie zum Beispiel Fettleibigkeit ¨C k?nnen sie im Lauf des Lebens ver?ndern. Sie bleiben ¨¹ber viele Jahre, mitunter Jahrzehnte stabil. In dieser Zeit bestimmen sie wesentlich mit, welche Gene in unseren Zellen aktiv sind und welche nicht. ?Die Epigenetik sagt einer Zelle, was f¨¹r eine Zelle sie ist und was sie tun soll?, sagt Laura Hinte. Sie ist Doktorandin in der Gruppe von Ferdinand von Meyenn, Professor f¨¹r Ern?hrung und metabolische Epigenetik.

Es gibt ein Ged?chtnis an Fettleibigkeit

Hinte, von Meyenn und ihr ehemaliger Kollege Daniel Castellano Castillo suchten bei M?usen nach den molekularen Ursachen des Jo-Jo-Effekts. Sie erforschten dazu Fettzellen von ¨¹bergewichtigen M?usen und solchen, die nach einer Di?t ihr ?bergewicht verloren hatten. Dabei konnten sie zeigen: Fettleibigkeit f¨¹hrt zu charakteristischen epigenetischen Markierungen im Kern der Fettzellen. Das Besondere daran: Auch nach einer Di?t bleiben diese Markierungen bestehen. ?Die Fettzellen erinnern sich an den ¨¹bergewichtigen Zustand und k?nnen leichter in diesen zur¨¹ckversetzt werden?, sagt von Meyenn. So konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass M?use mit dieser epigenetischen Markierung schneller Gewicht zulegten, wenn sie wieder Zugang zu fettreicher Nahrung hatten. ?Damit haben wir eine molekulare Grundlage f¨¹r den Jo-Jo-Effekt gefunden.?

Auch beim Menschen gibt es Hinweise, die diesen Mechanismus zu best?tigen scheinen: Die ETH-Forschenden analysierten Fettgewebs-Biopsien von ehemals ¨¹bergewichtigen Personen, die sich einer Magenverkleinerung oder einer Magenbypass-Operation unterzogen hatten. Die Gewebeproben stammen aus verschiedenen Studien, die am Karolinska-Institut in Stockholm und an Spit?lern in Leipzig, Dresden und Karlsruhe durchgef¨¹hrt wurden. In diesen Proben untersuchten die Forschenden nicht die epigenetischen Marker, sondern die Genaktivit?t. Die Ergebnisse stimmen jedoch mit jenen der M?use ¨¹berein. Die Forschenden berichten dar¨¹ber in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift externe Seite Nature.

Pr?vention ist der Schl¨¹ssel

Wie lange sich Fettzellen an Fettleibigkeit erinnern k?nnen, haben die Forschenden nicht untersucht. ?Fettzellen sind langlebige Zellen. Sie werden im Schnitt zehn Jahre alt, bevor unser K?rper sie durch neue Zellen ersetzt?, sagt Hinte.

Derzeit ist es nicht m?glich, die epigenetischen Markierungen im Zellkern mit Medikamenten zu ver?ndern und damit das epigenetische Ged?chtnis zu l?schen. ?Vielleicht wird das in Zukunft m?glich werden?, sagt Hinte. ?Aber vorerst m¨¹ssen wir mit diesem Ged?chtniseffekt leben.? Von Meyenn erg?nzt: ?Gerade weil es den Ged?chtniseffekt gibt, ist es so wichtig, ?bergewicht von vornherein zu vermeiden. Denn dann ist es am einfachsten, etwas dagegen zu tun?. Diese Botschaft richten die Forschenden vor allem an Kinder und Jugendliche sowie deren Eltern.

Mit ihrer Arbeit haben die ETH-Forschenden zum ersten Mal gezeigt, dass Fettzellen ein epigenetisches Ged?chtnis f¨¹r Fettleibigkeit besitzen. Sie gehen aber nicht davon aus, dass die Fettzellen die einzigen Zellen mit einem solchen Erinnerungsverm?gen sind. ?Auch andere K?rperzellen k?nnten zum Jo-Jo-Effekt beitragen?, sagt von Meyenn. Es w?re durchaus denkbar, dass sich auch Zellen im Gehirn, in den Blutgef?ssen oder weiteren Organen an Fettleibigkeit erinnern und zum Effekt beitragen. Ob dem tats?chlich so ist, wollen die Forschenden als n?chstes herausfinden.