DNA-Protein Kinase (DNA-PK) ist die Bezeichnung des Enzyms, das als Mitverursacher von Übergewicht identifiziert werden konnte. Bei insgesamt 15 Millionen Menschen mit Adipositas allein in Deutschland könnte diese Erkenntnis den Durchbruch bei der Behandlung des Übergewichts und der Folgeerkrankungen bedeuten.
Übergewicht ist Teil des metabolischen Syndroms
Übergewicht, vor allem im Bauchbereich (Bauchfett = viszerales Fett) gehört zusammen mit Diabetes Typ 2, Hypertonie und Hyperlipidämie (erhöhtes LDL-Cholesterin) zum metabolischen Syndrom. Dieses “tödliche Quartett” vereint die Hauptrisiken für die Todesursache Nummer 1 in den Industrienationen, Erkrankungen des Herzkreislaufsystems. Übergewicht kann zudem Auslöser von weiteren chronischen Prozessen sein. Dazu gehört vor allem Diabetes Typ 2. Diabetes Typ 2 ist seinerseits ursächlich für eine Reihe von schweren Folgeerkrankungen, die die Lebensqualität einschränken und lebensverkürzend sein können. Im Rahmen von internationalen Untersuchungen haben Experten sich bemüht herauszufinden, warum Menschen ab dem 30. Lebensjahr zunehmen, selbst wenn sie nicht mehr Kalorien zu sich nehmen. Sie wollten außerdem klären, ob die nachlassende Fitness ein Grund für die Gewichtszunahme ist oder ob hier unbekannte Auslöser eine Rolle spielen. Darüber hinaus waren die Wissenschaftler auf der Suche nach der Schlüsselstelle zwischen Lebensalter und typischen Erkrankungen in der zweiten Lebenshälfte.
Übergewicht nicht immer die Folge falscher Lebensweise
Die Ergebnisse der amerikanischen Studie unter der Leitung von Dr. Jay Chung am Laboratory of Obesity und Aging Research in Bethesda Maryland, wurden nun im Fachjournal „Cell Metabolism“ veröffentlicht. Um den Auslöser von typischen Alterserkrankungen, wie Alzheimer, Diabetes Typ 2, Krebs und weiteren zu identifizieren, hatten die Wissenschaftler Versuche an Mäusen durchgeführt. Sie verabreichten einer Gruppe Mäuse einen Inhibitor, der das Enzym DNA-PK (DNA-abhängige Proteinkinase) blockierte. Gleichzeitig erhielten die Mäuse fettreiche Nahrung. Es zeigte sich, dass die Mäuse nicht zunahmen, während die Kontrollgruppe ohne Inhibor Fett ansetzte. DNA-PK spielt auch für Menschen eine wichtige Rolle beim Stoffwechsel und Alterungsprozessen. Es verhindert beim gesunden Menschen die verfrühte Alterung mit all ihren Begleiterscheinungen. Darunter fallen auch Prozesse, wie die Gewichtszunahme, nachlassende körperliche Fitness und weitere gesundheitliche Probleme.
Veränderungen des Stoffwechsels durch das Enzym DNA-PK
Nimmt die Aktivität dieses Enzyms zu, verringert sich andererseits die Aktivität von AMPK (Adenosin-5-Monophosphat-aktivierte Proteinkinase). Das setzt den Alterungsprozess in Gang. Dabei erhöht sich das Risiko für die Entstehung von Diabtes Typ 2. Die Person nimmt außerdem an Gewicht zu und die allgemeine Fitness lässt nach. Um die Ergebnisse auf den Menschen übertragen zu können, untersuchten die Ärzte eine Gruppe von Männern zwischen 30 und 40 mit unklarer Gewichtszunahme und wurden fündig. Sie konnten bei den Teilnehmern der Untersuchung einen Defekt am Enzym DNA-PK nachweisen. Das allein genügte jedoch nicht als Erklärung für das Übergewicht.
Verringerte Aktivität der Mitochondrien führt zur Fetteinlagerung
Erst mit dem Hinweis darauf, dass in diesem Alter die Leistungsfähigkeit der Mitochondrien abnimmt, schließt sich der Kreis. Ohne eine ausreichende Menge aktiver Mitochondrien, kann der Körper Nahrung nicht in Energie umwandeln. Stattdessen lagert er Fett ein. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass mit zunehmendem Alter die Zahl der Mitochondrien abnimmt, wird deutlich, dass die Betroffenen kaum eine Chance haben, Übergewicht zu vermeiden.
Ursache liegt nicht im Gehirn
Weiterhin bleibt natürlich ein Überangebot an Nahrung bei nicht ausreichender Bewegung der Hauptauslöser für Übergewicht. Bei Personen, die aber trotz gesunder Lebensweise zunehmen, gibt es mit diesem Enzym Hinweise darauf, dass die Entwicklung genetisch bedingt ist. Diese Vermutung ist nicht neu, allerdings gingen Experten bislang davon aus, dass die Ursache im Gehirn zu finden ist. Offenbar ein Irrtum, wie sich nun herausstellte. Dafür spricht zumindest das Ergebnis dieser aktuellen Studie.
Die Folgen der Entdeckung
Mit der Entdeckung des Enzyms ergeben sich möglicherweise neue Chancen für dessen Behandlung. Dr. Chung konnte in seiner Forschungsarbeit auch hier einen ersten Erfolg erzielen. Im Tierversuch erhielten Mäuse einen Inhibitor gegen das defekte Enzym. Im Ergebnis nahmen sie 40 % weniger zu als die Tiere, die es nicht bekamen. Derzeit lässt sich vermuten, dass die Erkenntnisse auf den Menschen übertragbar sind. Die Experten sind sich allerdings auch sicher, dass ein Medikament kein Ersatz für eine gesunde Lebensweise und Sport ist. Ein entsprechendes Medikament wäre auch nur zur Behandlung von Personen vorgesehen, die unter dem nun bekannten genetischen Defekt leiden.
Als wichtiger Hinweis auf den Defekt gilt eine deutliche Gewichtszunahme bei Männern und Frauen zwischen dem 30. und 40. Lebensjahr, obwohl sie ihre gesunde Lebensweise nicht geändert haben. Ab wann ein entsprechendes Medikament auf dem Markt erhältlich ist, ist unklar. Die Studienergebnisse sollen als Basis für die Entwicklung dienen. Sie erbrachte als erste den Nachweis, dass Alterung und Fettleibigkeit verknüpft sind. In der Folge ist daraus zu schließen, dass hier weitere Ursachen für chronische Erkrankungen liegen, die vor allem im höheren Lebensalter auftreten. Die Studie dient damit als Richtung weisend.
Quellen
Chung: Novel Roles of a DNA Repair Protein, DNA-PKcs, in Obesity, Neurological Function, and Aging. NIH online. (Link zur Studie)
Chung, Park et al: DNA-PK Promotes the Mitochondrial, Metabolic, and Physical Decline that Occurs During Aging. Cell Metab. 2017 May 2;25(5):1135-1146.e7. (Link zur Studie)
NIH: NIH discovery in mice could lead to new class of medications to fight mid-life obesity. Pressemitteilung online am 02.05.2017 (Link zur Pressemitteilung)
