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Der Hypothalamus, Autophagie und die Regulation des Appetits



Der Hypothalamus spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Energiehomöostase, indem er den homöostatischen Nahrungsaufnahme regelt. Spezifische Neuronen im Hypothalamus reagieren auf nahrungs- und hormonelle Signale im Blut. Es wurde berichtet, dass der Hypothalamus den Appetit erhöht, wenn ein niedriger Glukosegehalt wahrgenommen wird, und ihn bei ausreichender Glukosezufuhr verringert. Obwohl bekannt ist, dass Hypothalamus-Neuronen den Appetit regulieren, indem sie die Expression von appetitregulierenden Neuropeptiden in Abhängigkeit vom Glukosespiegel steuern, bleibt der genaue Mechanismus unklar. Insbesondere ist wenig darüber bekannt, wie Autophagie in der Appetitkontrolle involviert ist.


Wenn über einen bestimmten Zeitraum keine Nahrung bereitgestellt wird, sinkt der Blutzuckerspiegel. Wir schlagen einen Mechanismus vor, durch den der Hypothalamus den Appetit bei niedriger Glukoseverfügbarkeit kontrolliert. Unter diesen Bedingungen erkennt AMP-aktivierter Proteinkinase (AMPK), im Hypothalamus als Zellenergiesensor bekannt, den Abfall und wird aktiviert.


Sobald AMPK aktiviert ist, induziert es Autophagie, und die ausgelöste Autophagie erhöht die Genexpression appetitanregender Neuropeptide und verringert die von appetithemmenden Neuropeptiden. Als Ergebnis wird die Nahrungsaufnahme bei geringer Glukoseverfügbarkeit gesteigert. Neue Studien haben viele Funktionen der Autophagie entdeckt, zusätzlich zur Beseitigung unnötiger Komponenten.


In einer Studie entdeckten Forscher eine faszinierende Rolle der hypothalamischen AMPK-Autophagie-Achse in der Appetitkontrolle, durch die gezielte Regulation der Expression von appetitregulierenden Neuropeptiden. Autophagie, ursprünglich als zerstörerischer Mechanismus der Zelle bekannt, der unnötige oder dysfunktionale Proteine oder Organellen abbaut, könnte im Hypothalamus auf niedrige Glukose reagieren und an der Signalgebung zur Steigerung der Nahrungsaufnahme beteiligt sein.


Angesichts der weltweiten Epidemie von Fettleibigkeit bietet das Verständnis der Rolle von AMPK-induzierter Autophagie im Hypothalamus bei der Appetitkontrolle möglicherweise eine neue Strategie für die Entwicklung von Heilmitteln gegen Stoffwechselkrankheiten wie Fettleibigkeit und Diabetes. Obwohl Überessen nicht alle Fälle von Fettleibigkeit erklärt, deuten viele Beweise darauf hin, dass eine Dysregulation des Appetits zu den Hauptursachen gehört.


Die Modifikationen in der Makronährstoffzusammensetzung von Diäten oder Nahrungskomponenten haben nachweislich Einfluss auf Hormone, Stoffwechselwege, Genexpression und Appetitkontrolle. Mehrere Studien haben gezeigt, dass ketogene Diäten einen appetitzügelnden Effekt haben und dass der Appetit solange nicht steigt, wie die Teilnehmer sich in einem Zustand der Ketose befinden, trotz Gewichtsverlusts. Untersuchungen haben wiederholt gezeigt, dass unter ketogenen Bedingungen das Hungergefühl, gemessen mit validierten visuellen analogen Skalen (VAS), selbst bei massivem Gewichtsverlust nicht zunimmt. Studien, in denen Hungergefühle durch andere Methoden bewertet wurden, wie das Three Factor Eating Questionnaire, das Food Craving Questionnaire, nicht validierte Fragebögen, halbstrukturierte Interviews und Fallberichte, haben ebenfalls bestätigt, dass ketogene Diäten mit verminderten oder fehlenden Hungergefühlen, einem reduzierten Verlangen zu essen und insgesamt verringertem Appetit verbunden sind.


Zusammenfassung: Die Zusammensetzung von Diäten oder Nahrungsmitteln kann Hormone, Stoffwechselwege und die Genexpression beeinflussen, was sich wiederum auf die Appetitkontrolle auswirkt. Ketogene Diäten zeigen einen appetitzügelnden Effekt, der auch bei massivem Gewichtsverlust bestehen bleibt. Studien bestätigen, dass unter ketogenen Bedingungen das Hungergefühl verringert ist und das Verlangen zu essen abnimmt.


Die Wirkung der ketogenen Ernährung kann in dem Zusammenspiel zwischen reduziertem Blutzucker und gleichzeitig ausreichender Kalorienzufuhr liegen. 


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