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04.10.2016

Mutationen in FTO- und Dopamin-Rezeptor-Genen erhöhen Übergewichts- und Diabetes-Risiko

Bei der Entstehung von Adipositas und Diabetes spielen Signale aus dem Gehirn eine bedeutende Rolle. Ein wichtiger Botenstoff hierbei ist Dopamin. DZD-Wissenschaftler aus Tübingen und München untersuchten zusammen mit schwedischen und amerikanischen Kollegen, wie Veränderungen im Adipositas-Risiko-Gen FTO und Varianten des Gens für den Dopamin-Rezeptor D2 zusammen wirken. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass Menschen, bei denen beide Gene verändert sind, ein höheres Risiko haben, an Adipositas und Diabetes zu erkranken.

Die Insulinempfindlichkeit im Nukleus caudatus hängt von Veränderungen im FTO-Gen und im Dopamin-D2-Rezeptor-Gen ab. Quelle: DZD

Weltweit leiden immer mehr Menschen an Fettleibigkeit. Derzeit sind etwa 500 Millionen Menschen an Adipositas erkrankt, davon etwa 15 Millionen in Deutschland. Oft sind ungesunde Ernährung, zu wenig Bewegung sowie eine genetische Veranlagung Ursachen für Fettleibigkeit. Insbesondere Menschen mit einem veränderten Adipositas-Risiko-Gen FTO (FTO ist die Abkürzung für den englischen Begriff “fat mass and obesity-associate) erkranken öfter an Fettleibigkeit.
Aber wie wirken die Gen-Varianten? Warum können sie Übergewicht verursachen? „FTO wird vor allem im zentralen Nervensystem stark exprimiert“, erläutert PD Dr. med Martin Heni vom Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen (IDM). „Untersuchungen an Nagern zeigen, dass verändertes FTO einen Einfluss auf die Dopamin-Signalgebung im Gehirn hat und so zu einer stärkeren Nahrungsaufnahme führt.“ Das „Belohnungshormon“ Dopamin spielt bei der Regulierung des Appetits eine wichtige Rolle. Wird die Information, dass man schon gegessen hat, nicht korrekt weitergeleitet, steigt das Verlangen nach Essen. Gründe hierfür können unter anderen eine nicht genügende Anzahl von Dopamin-D2-Rezeptoren sein, an die der Botenstoff bindet.
Forscherinnen und Forscher des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung haben nun untersucht, welche Auswirkungen es hat, wenn sowohl das FTO-Gen, als auch das Gen für den Dopamin-D2-Rezeptor, ANKK1/Taq1A, verändert sind. Dafür überprüften sie Proben von der Tübinger Familienstudie (n=2245) und der Malmö Diet and Cancer Study (n=2921). Dabei stellten sie fest, dass etwa 20 Prozent der Teilnehmer Träger beider Mutationen waren.
„Unsere Untersuchungen zeigen, dass es Effekte hat, wenn beide Gene mutiert sind. Gibt es aufgrund des ANKK1-Polymorphismus weniger Dopamin-D2-Rezeptoren, haben Betroffene mit verändertem FTO einen höheren Körperfett-Anteil, größeren Bauchumfang sowie eine geringe Empfindlichkeit gegen Insulin im Körper. Zudem konnte auch in einer für den Dopamin-Stoffwechsel wichtigen Region des Gehirns, dem Nukleus caudatus, eine veränderte Insulin-Empfindlichkeit festgestellt werden“, fasst Heni die Ergebnisse zusammen. „Daraus schließen wir, dass die Auswirkungen eines veränderten FTO-Gens von der Anzahl der Dopamin-D2-Rezeptoren abhängt“, ergänzt sein IDM-Kollege Prof. Dr. Hubert Preissl. Ist ein Betroffener Träger beider Mutationen, erhöht sich sein Risiko an Adipositas und Diabetes zu erkranken. „Leider liegt diese ungünstige Kombination beider Genveränderungen bei etwa einem Fünftel der Bevölkerung vor“, sagt Heni.
Die Untersuchen deuten darauf hin, dass FTO nicht nur bei Nagern, sondern auch beim Menschen die Dopamin-Signalgebung beeinflusst. Dieses Zusammenspiel scheint nicht nur für das Körpergewicht wichtig zu sein, sondern auch für den Stoffwechsel im ganzen Körper. Genmutationen in FTO sind wichtige Risikofaktoren für Übergewicht und Diabetes. Die Auswirkungen sind jedoch weniger kritisch, wenn es genügend Dopamin-D2-Rezeptoren gibt.

Hintergrundinformationen:
FTO:
Das fat mass and obesity-associate FTO-Gen ist kein Gen im klassischen Sinn. Es besteht aus 47.000 Nukleotiden auf dem Chromosom 16. Dort wurden 87 Genvarianten entdeckt, die zusammen bei etwa 44 Prozent aller Europäer nachweisbar sind und bei diesen das Risiko für eine Adipositas erhöhen. Es werden dort deshalb eines oder mehrere Steuer-Gene vermutet, die über die Einwirkung auf andere Gene eine Gewichtszunahme begünstigen.

Dopamin
Dopamin ist ein wichtiger, überwiegend erregender Neurotransmitter. Im Volksmund wird es als Belohnungs- und Glückshormon bezeichnet. Der Botenstoff sorgt unter anderem dafür, dass ein genussvolles Essen glücklich macht. Gibt es im Gehirn jedoch weniger Dopamin-Rezeptoren D2, muss man mehr essen, um ein solches Glücksgefühl zu erlangen. Eine Ursache für eine geringe Dichte an Dopamin-Rezeptoren D2 ist die Gen-Variante ANKK1/TaqIA.

Tübinger Familienstudie
In der Tübinger Familienstudie untersuchen Wissenschaftler Personen mit erhöhtem Risiko für Typ-2-Diabetes. Viele Probanden haben bereits selbst eine gestörte Glukosetoleranz oder Blutzuckerwerte im oberen Normbereich.