Wenn man von „Muskeln“ spricht, dann umfasst dieser Begriff eine Reihe von Muskulatur-Typen, beziehungsweise Muskelfasertypen, die ein recht komplexes Bild von der Muskulatur ergeben. Beim Körperfett geht es fast ähnlich zu. Fett ist nicht gleich Fett, obwohl das „normale“ Fettgewebe des menschlichen Körpers fast einheitlich aus nur einem Gewebetyp zu bestehen scheint – dem weißen Fettgewebe.
Der andere Fett-Typ ist das braune Fettgewebe, von dem lange angenommen wurde, dass es bei Menschen nicht mehr existiert. Nur Neugeborene bei Menschen und Tieren weisen noch signifikante Mengen an braunem Fettgewebe auf, das sich im Verlaufe des Heranwachsens (beim Menschen) stetig vermindert.
Das braune Fettgewebe
Braunes Fettgewebe unterscheidet sich vom weißen in erster Linie durch eine signifikant höhere Zahl an Mitochondrien, was auch der Grund für die gelb-braune Färbung dieses Gewebes ist. Seine primäre Funktion ist, Körperwärme zu erzeugen, darum die hohe Dichte an Mitochondrien in diesem Zelltyp. Braunes Fettgewebe enthält auch mehr Kapillaren als weißes Fettgewebe, da es einen deutlich höheren Sauerstoffbedarf hat als die meisten anderen Gewebetypen.
Das braune Fettgewebe besteht aus zwei Zellpopulationen, die sich durch die anatomische Lokalisierung und durch die Zellmorphologie unterscheiden. Beiden gemeinsam ist der Inhalt der Zellen mit kleinen Lipidtröpfchen und der eben erwähnten hohen Zahl an Mitochondrien. Das „klassische“ braune Fettgewebe befindet sich in Bereichen wie den Schulterblättern, im Bereich der Nieren, am Nacken und dem Bereich des Schlüsselbeins und entlang der Wirbelsäule.
Das gelb-braune (beige) Fettgewebe besteht aus einem Zelltyp, der durch Katecholamine aktiviert werden kann. Diese Zellen sind in geringen Zahlen im gesamten Fettgewebe verteilt. Die Größe der Lipidtropfen variiert bei diesem Zelltyp. Die Zellen enthalten im Vergleich zur Zahl der Mitochondrien eine höhere Menge an Lipidtröpfchen, was den mehr gelblichen beziehungsweise beigen Charakter dieser Fettzellen bestimmt.
Die braunen Fettzellen kommen aus dem Mesoderm (mittleres Keimblatt des Embryoblasten), das ebenfalls Ursprung von Muskelzellen, Fettzellen und Knochensubstanz ist. Das klassische braune Fettgewebe und Muskelzellen kommen aus der gleichen Population von Stammzellen im Mesoderm, dem „paraxialen Mesoderm“. Nur diese Form der braunen Fettzellen und Muskelzellen haben die Fähigkeit, den myogenen Faktor 5 (MYF5) zu aktivieren.
Dieses Protein reguliert den Aufbau von Muskulatur. Weiße Fettzellen und braune Fettzellen, die auf Katecholamine ansprechen, können den MYF5-Promoter nicht aktivieren. Es gibt eine interessante Beobachtung in diesem Zusammenhang.
Eine Arbeit aus dem Jahr 2009 zeigte, dass Muskelzellen, die mit einem bestimmten Transkriptionsfaktor kultiviert worden waren, sich zu braunen Fettzellen umwandelten. Ohne diesen Transkriptionsfaktor erfolgte eine Rückumwandlung dieser Fettzellen zu Muskelzellen (The Origins of Brown Adipose Tissue).
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Funktionen
Mitochondrien sind die „Verbrennungsanlagen“ der Zellen, die durch die Verbrennung Energie erzeugen – auch als Wärme. Während weißes Fettgewebe als einer seiner wenigen Aufgaben eine Art Isolierschicht ist, die den Körper vor Wärmeverlust schützt, erzeugt braunes Fettgewebe Energie.
Diese Energie ist ein biochemisches Molekül, das ATP (Adenosintriphosphat) genannt wird und ein universeller Energieträger für den gesamten Organismus ist. In braunen Fettzellen existiert ein Protein, das Thermogenin genannt wird.
Es handelt sich hier um ein Transmembranprotein der Mitochondrienmembran in braunen Fettzellen. Mit Hilfe dieses Proteins wird die Wärmeerzeugung von der ATP-Produktion entkoppelt. Dadurch entsteht Wärme auch ohne Muskelaktivität wie Zittern oder Bewegung. Es ist mit ein Grund, warum Menschen mit hohem Fettanteil (übergewichtig) leichter schwitzen.
Für Neugeborene und Tiere mit Winterschlaf ist dieser Mechanismus unter Umständen überlebenswichtig. Bei niedrigen Außentemperaturen ist die Wärmeerzeugung im Organismus auf diese Weise auch in Ruhe gewährleistet.
Bei Neugeborenen (Menschen) beträgt der Anteil an braunen Fettzellen rund 5 Prozent der gesamten Körpermasse. Sie befinden sich primär am Rücken, entlang der oberen Hälfte der Wirbelsäule und an den Schultern. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Vermeidung von Unterkühlung, da diese einen tödlichen Ausgang zur Folge haben kann. Denn es gibt eine Reihe von Faktoren, die einen Neugeborenen viel empfindlicher auf Kälte reagieren lassen als „normale“ Erwachsene.
Aufgrund der geringen Körpergröße haben Babys eine im Vergleich zum Körpervolumen größere Körperoberfläche, die eine Abgabe von Körperwärme erleichtert. Bei warmen Temperaturen mag dies ein Vorteil sein. Bei kalten Temperaturen ist dies ohne Gegenmaßnahmen ein eklatanter Nachteil für die Überlebensfähigkeit.
Dazu gesellt sich noch, dass Babys keine ausgeprägte Muskulatur besitzen und daher kein Kältezittern produzieren können. Sie haben zu diesem Zeitpunkt auch keine ausgebildete thermale Isolierung in Form von subkutanem Fettgewebe und feiner Körperbehaarung. Babys können nicht laufen.
Damit sind sie nicht in der Lage, sich von Kältequellen zu entfernen. Und das Nervensystem befindet sich noch in der Entwicklung und ist zu diesem Zeitpunkt nicht in der Lage, adäquat auf Kältereize zu reagieren. Das beinhaltet zum Beispiel die Kontraktion von Blutgefäßen in und unter der Haut. Daher ist die Wärmeerzeugung mit Hilfe von braunem Fettgewebe eine notwendige alternative Form der Wärmeregulation bei Babys und Neugeborenen.
Bei Erwachsenen ergeben sich dagegen andere Verhältnisse. Heute gibt es Erkenntnisse, dass mit dem Heranwachsen die Mitochondrien in den braunen Fettzellen abnehmen und diese ein vergleichbares Aussehen und vergleichbare Funktionen wie die weißen Fettzellen übernehmen.
Aber neue Untersuchungen haben auch gezeigt, dass die „klassischen“ braunen Fettzellen in keiner Weise mit weißen Fettzellen verwandt sind. Vielmehr besteht ein größerer Verwandtschaftsgrad zu den Zellen der Skelettmuskulatur (siehe zitiere Arbeit weiter oben).
Obwohl die Menge an braunem Fettgewebe mit zunehmenden Alter signifikant abnimmt, verschwindet es nicht vollkommen, wovon lange Zeit die Rede war. Erwachsene haben immer noch „Restbestände“ in den oberen Bereichen von Brust und Nacken.
Da braune Fettzellen Kalorien von normalen Fettzellen ableiten und verbrennen, gibt es Überlegungen, mit Hilfe des braunen Fettgewebes beziehungsweise seiner Aktivierung (über Medikamente) eine neue Form der Körpergewichtsreduktion zu betreiben. Der Einsatz von Betablockern zum Beispiel hat gezeigt, dass sie die adrenerge Aktivierung der Fettzellen unterbinden und damit die Wärmeregulation beeinflussen können.
Wandelbare Fettzellen
Wir hatten einen Wandel schon beschrieben: Den Wandel von braunen Fettzellen zu Muskelzellen und umgekehrt. Aber ein weiterer Wandel ist erst neulich entdeckt worden: Der Übergang von braunen zu weißen und umgekehrt Fettzellen. In der Veröffentlichung „Bi-directional interconversion of brite and white adipocytes“ beschrieben Schweizer Wissenschaftler, dass braune Fettzellen, die im weißen Fettgewebe lokalisiert sind, bei einer warmen Umgebung nach fünf Wochen zu weißen Zellen umgewandelt werden.
Bislang waren die „Experten“ davon ausgegangen, dass die braunen Zellen, die aufgrund der Wärme nicht mehr gebraucht wurden, vom Organismus vernichtet/abgebaut werden. Die Schweizer Wissenschaftler zeigten in ihrer Arbeit, dass diese Zellen nicht nur nicht abgebaut werden, sondern bei wieder einsetzenden geringen Temperaturen wieder zu brauen Fettzellen werden und ihre ursprüngliche Funktion wieder aufnehmen. Auch hier „schielen“ die Autoren nach einer praktischen, medizinischen Verwertbarkeit, die Gewichtsreduktion.
Der NDR bringt hierzu einen Beitrag, der auch dieser Frage nachgeht (Braunes Fett – Energiefresser im Körper). Der Beitrag berichtet von Wissenschaftlern an der Universität Bonn, die nach Medikamenten suchen, die das braune Fettgewebe „gezielt“ zur Fettverbrennung anregt. In Bezug auf die natürliche Reizung des Fettgewebes und der Stimulierung der Fettverbrennung müsste eine Pille erfinden, die Kälte simuliert.
Denn Kälte ist der bestimmende Reiz, der diese Stimulation und Vermehrung der Fettzellen auszulösen vermag. Im Labor wurde Adenosin benutzt, ein natürlich vorkommendes Nukleosid, das an spezifische Adenosin-Rezeptoren der Fettzellen andockte.
Das Ergebnis war ein 15 Prozent geringeres Körpergewicht der mit Adenosin behandelten Mäuse im Vergleich zu unbehandelten Tieren. Aber Adenosin hat weitere Aufgaben im Organismus, so dass es mehr als unwahrscheinlich ist, dass hohe Dosierungen ohne entsprechende Nebenwirkungen ablaufen. Die Gabe von Adenosin ist alles andere als eine „gezielte“ Maßnahme zur Steigerung der Fettverbrennung.
Und auch „DocCheck“ gibt sich progressiv-optimistisch (news.doccheck.com/de/newsletter/17/124/). Der Newsletter zitiert den Leiter des Schweizer Wissenschaftsteams, Dr. Wolfrum. Auch hier „schielt“ man nach einer medikamentösen Lösung, die Masse der braunen Fettzellen beim Übergewichtigen zu aktivieren und somit mehr Kalorien zu verbrauchen. Anstatt Medikamente zur Begrenzung der Kalorienzufuhr, wie Appetitzügler etc., jetzt der Versuch, eine Pille zu schaffen, die den Organismus zwingt, mehr Kalorien zu verbrauchen.
Und dabei braucht man in der Schweiz nur auf einen der zahlreichen Berge zu steigen, um einen ausreichenden Temperaturabfall zu erfahren, der die braunen Fettzellen aktiviert. Der Nachteil ist, man müsste für die Aktivierung leicht bekleidet für die nächsten rund fünf Wochen auf dem Berg verbleiben.
Fazit
Braunes Fett ist nicht weißes Fett, obwohl es sich in der jüngeren Vergangenheit gezeigt hat, dass die Umwandlung von weiß nach braun und umgekehrt möglich ist. In typischer schulmedizinischer Manier wird diese Entdeckung sofort auf eine praktisch medikamentöse Anwendung abgeklopft, die bei der Gewichtsreduktion helfen soll.
Ziel scheint es zu sein, eine Abnehm-Pille zu schaffen, die endlich das hält, was Generationen zuvor versprochen haben: Wirksamkeit. Da Abnehmen ein Spielchen mit dem eigenen Metabolismus ist, den kaum jemand richtig versteht, bleiben die Bemühungen in der Regel nur Stückwerk.
Diese Pille soll das jetzt ändern – wenn sie erfunden worden ist. Ich denke, dass dauerhaft und gesund abnehmen keine Pillen-Angelegenheit ist, sondern eine Wissenschaft, die einiges an Wissen und Einsatzbereitschaft verlangt. Pillen, die diesen Aufwand abnehmen, werden mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit dann den dementsprechenden Preis haben. Da bleibt dann nicht mehr viel Geld in der Börse für Schokolade und andere Dickmacher. Auch eine Art abzunehmen…
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Kleine Anmerkung: Die Sache mit den „5 Wundermitteln“ ist mit Abstand der beliebteste Newsletter, den meine Patienten gerne lesen…
