Neuroendocrine plasticity in obesity
Final Report Abstract
Das Ziel des hier geförderten Projektes war, den Beginn der Adipositas-assoziierten metabolischen Dysregulation auf zentralnervöser und peripherer Ebene zu charakterisieren, um entsprechend frühe Interventionen zu ermöglichen. Frage 1, wann beginnt die mit Adipositas assoziierte Dysregulation nach kalorienreicher Diät und wird diese primär über parakrine oder neuronale Signale vermittelt, können wir zum Teil anhand der hier vorgestellten Daten beantworten. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine achtwöchige saccharosereiche Diät die Konsolidierung des Objekt-Gedächtnisses beeinträchtigt und gleichzeitig die theta-Aktivität im Schlaf-EEG verringert, ohne dass es zu großen Veränderungen im 24-Stunden-Schlaf/Wachverhalten oder einer signifikanten Gewichtserhöhung in wildtypischen Mäusen kommt. Interessanterweise scheinen leichte kognitive Beeinträchtigung und gestörte EEG-Theta-Aktivität Frühindikatoren für die Entwicklung von Diabetes, Adipositas und Alzheimer zu sein. Mit Hilfe dieser auch im Menschen messbaren Frühindikatoren könnte man speziell Menschen in einer adipogenen Umgebung präventiv behandeln. Des Weiteren wurde in Ratten die Gehirnaktivität und intestinale sowie hepatische endokrinologische Faktoren nach zuckerreicher Diät und akutem Glukosestimulus untersucht. Die saccharosereiche Diät induzierte im Vergleich zur Kontrolldiät stärkere und weiter verbreitete Reaktionen auf eine akute Glukose-Stimulation in mesolimbischen Hirnarealen, wie sowohl durch PET/fMRI als auch durch frühe Genexpression mit c-Fos ermittelt wurde. In Anbetracht des Fehlens signifikanter intestinaler oder hepatischer Effekte schlussfolgern wir, dass diätinduzierte Erhöhungen des Blutzuckerspiegels belohnungsverarbeitende neuronale Netzwerke aktivieren und möglicherweise die Nahrungsaufnahme erhöhen. Zusätzlich haben wir untersucht, wie sich eine RYGB Operation nach achtwöchiger zuckerreicher Diät auf den Metabolismus und die Gehirnaktivität auswirkt, wenn die zuckerreich Diät noch 8 Wochen nach der OP gefüttert wird. Das Hauptergebnis war die nach RYGB veränderte Mikrobiota-Zusammensetzung, welche zu verringerten kurzkettigen Fettsäuren, verzweigtkettigen Aminosäuren und erhöhten GABA-Werten führte. Zusammenfassend liefern die drei Artikel interessante Aspekte der Auswirkung einer zuckerreichen Diät bzw. RYGB auf physiologische und psychologische Parameter in Nagetieren. Ob unsere Daten zu einer frühen Detektion von hoch-risiko Patienten einsetzbar sind, oder wie man die Auswirkungen der RYGB auf den Organismus mit präventiven bzw. non-invasiven Maßnahmen nachahmen kann, muss in weiterführenden Studien untersucht werden. Fragestellung 2 (Unterscheiden sich metabolische Substrate, die eine Adipositasassoziierte Dysregulation frühzeitig anzeigen nach einer saccharose- bzw. fettreichen Diät sowie molekulare Mechanismen) konnte in diesem Rahmen nicht mehr untersucht werden.
Publications
- Metabolic and Cognitive Outcomes of Subchronic Once-Daily Intranasal Insulin Administration in Healthy Men. Frontiers in Endocrinology 2018 Vol.9 p. 663
Ritze Yvonne, Kern Werner, Ebner Eva-Maria, Jahn Serena, Benedict Christian, Hallschmid Manfred
(See online at https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00663) - Gut Microbiota, Probiotics and Psychological States and Behaviors after Bariatric Surgery-A Systematic Review of Their Interrelation. Nutrients 2020 Aug 10;12(8):2396
Jessica Cook, Christine Lehne, Alisa Weiland, Rami Archid, Yvonne Ritze, Kerstin Bauer, Stephan Zipfel, John Penders, Paul Enck, Isabelle Mack
(See online at https://doi.org/10.3390/nu12082396) - Automated scoring of pre-REM sleep in mice with deep learning. Biology, Computer Science, Scientific reports 5 May 2021
Niklas Grieger, J. Schwabedal, Stefanie Wendel, Y. Ritze, S. Bialonski
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-021-91286-0)
