Erhöhter oxidativer Stress bei Fettleibigkeit vermittelt Entstehung des Metabolischen Syndroms

(25.04.2005) Das so genannte Metabolische Syndrom stellt die Koexistenz verschiedener Risikofaktoren für die Entstehung einer Arteriosklerose (Gefäßverkalkung) dar. Zu den Komponenten des Metabolische Syndroms zählen unter anderem Hyperglykämie (erhöhter Blutzucker), Dyslipidämie (gestörte Fettwerte) und Bluthochdruck.

Das Metabolische Syndrom ist ein zunehmendes medizinisches Problem industrialisierter Länder. Hierbei lässt sich die Fettleibigkeit als eine zentrale und ursächliche Komponente für dieses Syndrom ansehen.

Die Neigung zum Metabo-
lischen Syndrom wird
vererbt; ca. 40 % der
deutschen Bevölkerung
haben diese Erbanlage

Eine bestimmte Art von Fettverteilung, der "Apfeltyp" (viel Bauchfett, wenig Fett im Bereich von Gesäß und Oberschenkeln) zusammen mit einer Insulinresistenz sind allgemeine Charakteristika des Metabolischen Syndroms. Die Neigung zum Metabolischen Syndrom wird vererbt, circa 40 Prozent der Bevölkerung in Deutschland haben diese Erbanlage.

In unserem Körper laufen täglich eine Vielzahl von Stoffwechselvorgängen ab. Zu den normalen Reaktionen im Organismus gehört ebenfalls, dass so genannte „freie Radikale“ entstehen. Im Normalfall besitzt der Mensch genügend Mechanismen, um diese schädlichen Substanzen schnell zu entschärfen. Nur wenn verschiedene negative Faktoren die Entstehung freier Radikale begünstigen, vermehren sich diese und lösen im Körper ungewollte Kettenreaktionen aus. Dieser so genannte „oxidative Stress“ kann dazu führen, dass Fette, Eiweiße und das Erbgut (DNS) geschädigt werden. Langfristig fördert dies eine schnellere Alterung der Gewebe und die Entstehung verschiedener Erkrankungen wie Krebs, Arteriosklerose, Diabetes und Immunschwäche.

Der menschliche Organismus kann sich unter anderem durch antioxidative Enzyme (sie können die reaktiven Substanzen entschärfen) gegen die reaktiven Zellzerstörer wehren. Zusätzlich hält die Natur eine Reihe von Substanzen bereit, die - durch die Nahrung aufgenommen - den Körper unterstützen können. Ganz oben im Bekanntheitsgrad der Radikalfänger stehen die Vitamine C, E und die Carotinoide, die Vorstufen des Vitamin A.

In einer im Dezember 2004 veröffentlichen wissenschaftlichen Arbeit gingen japanische Wissenschaftler der Frage nach, ob oxidativer Stress in der Pathogenese (Krankheitsentstehung) des Metabolischen Syndroms in fettleibigen Personen eine Rolle spielt.

Sie untersuchten hierzu nicht-diabetische, fettleibige Personen und weiteten ihre Untersuchungen auch auf das Tiermodell mit fettleibigen Mäusen aus. Untersucht wurde die Bildung von oxidativem Stress im Plasma und Urin von 140 Personen. Hierbei diente die Wasserstoffperoxid Konzentration und die Lipidperoxidation (reaktiver Angriff an Fetten) als Marker für oxidativen Stress. Bei den fettleibigen Mäusen wurde zusätzlich die Bildung und Aktivität der antioxidativen Enzyme (zum Beispiel Katalase, Glutathionperoxidase und Superoxiddismutase) untersucht. Diese Enzyme entschärfen speziell reaktive Sauerstoffe in der Zelle.

Bei ihren Untersuchungen fanden die Wissenschaftler sowohl bei den untersuchten Personen, als auch bei den fettleibigen Mäusen einen positiven Zusammenhang zwischen der Fettanreicherung (Körpermassenindex -Body-Mass-Index- und Taillenumfang) und der Bildung von oxidativem Stress im Gesamtorganismus. Signifikant höhere Plasma Konzentrationen von Wasserstoffperoxid, als Marker und spezielles Sauerstoffradikal, wurden im Fettgewebe von fettleibigen Mäusen im Vergleich zum Fettgewebe der Kontrollmäuse gemessen. Vergleichbare Wasserstoffperoxid Konzentrationen dagegen zeigten sich in den übrigen untersuchten Geweben (Leber, Skelettmuskel) in fettleibigen und Kontrollmäusen.
Weiterhin wurde festgestellt, dass im Fettgewebe der fettleibigen Mäuse die Bildung und die Aktivität der antioxidativen Enzyme signifikant niedriger waren als im Fettgewebe der Kontrollmäuse.
Zur weiteren Klärung des vorliegenden Mechanismus erhielten die fettleibigen Mäuse über das Trinkwasser eine Substanz (Apocynin), welche das Enzym NADPH Oxidase blockiert. Bereits in früheren Studien wurde gezeigt, dass die NADPH-Oxidase eine Hauptquelle für die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in verschiedenen Zellen ist. Die Ergebnisse zeigten nach Behandlung mit Apocynin eine signifikant niedrigere Produktion von oxidativem Stress im Fettgewebe der fettleibigen Mäuse im Vergleich zu ihren Kontrolltieren.

In nicht-diabetischen, fettleibigen Personen ist ein deutlicher Zusammenhang zwischen der Fettanreicherung und den Markern für oxidativen Stress zu verzeichnen.

• Adipöses (fettreiches) Gewebe ist die Hauptquelle für erhöhte Konzentrationen reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) im Plasma.
• Die Behandlung mit einem Blockierer der ROS-Bildung war sehr effektiv, erniedrigte die Bildung von ROS und verbesserte die Stoffwechsellage beim Metabolischen Syndrom.

Auf der Basis ihrer Untersuchungen stellen die Wissenschaftler die Hypothese auf, dass erhöhter oxidativer Stress im Fettgewebe ein früher Initiator und eine wichtige Ursache für das mit Fettleibigkeit in Zusammenhang stehende Metabolische Syndrom ist. Folglich ist die Balance von Oxidantien und Antioxidantien im Fettgewebe entscheidend. Daher würde die Reduktion des oxidativen Stresses im Fettgewebe ein wichtiges und mögliches Ziel für die Entwicklung neuer Therapieansätze gegen das Metabolische Syndrom in fettleibigen Personen sein.

Dr. Patricia Schott-Ohly, freie Mitarbeiterin der Deutschen Diabetes-Klinik des Deutschen Diabetes-Zentrums an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung

Quelle: Furukawa S et al. Increased oxidative stress in obesity an its impact on metabolic syndrome. J Clin Invest 114: 1752-1761, 2004