Entkopplungsproteine

UCP3  ist das Haupt-Entkopplungsprotein in Muskelzellen. Damit es seine Tätigkeit reibungslos ausführen kann, müssen Leptin und die Schilddrüsenhormone T3 und T4 ebenfalls wie vorgesehen funktionieren.

UCP3 öffnet einen biochemischen Signalweg, in dem überschüssige Energie an der oxidativen Phosphorilierung vorbeigeleitet wird. Die der Nahrung entstammende Energie wird durch das UCP Protein entkoppelt und in Form von Wärme abgestrahlt. Es entsteht dabei kein ATP und weniger freie Radikale, wodurch der Zellstress reduziert wird.

Voraussetzung hierfür ist aber eine Leptin Sensitivität.

Bei Leptin resistenten Menschen funktioniert dieser Entkopplungsmechanismus nicht. Die peripheren Muskelzellen können überschüssige Energie nicht verbrennen. UCP3 ist in der Wirkung eingeschränkt und die Muskelzelle kann die angebotene Energie nicht schnell genug verarbeiten. Sie wandert zurück ins Fettgewebe, oder lagert sich in Organzellen an. Die Muskelzellen haben noch immer keine Energie bekommen, die sie verarbeiten können.

Während das Fettdepot weiter aufgefüllt wurde, sind die Muskeln weiterhin energieunterversorgt. Der Körper und das Hirn bekommen ein Signal, dass neue Energie benötigt wird. Hunger entsteht.
Hier zeigt sich auch das Problem, wenn Leptinresistente Menschen Sport betreiben, um an Gewicht zu verlieren.

Der  vorhandene Brennstoff kann nicht genutzt werden, wird verfettet, während die Arbeit leistenden Muskelzellen verhungern. Ein neuer Hungerreiz wird signalisiert und der Kreislauf beginnt von Neuem. Durch konstanten Kalorienüberschuss an peripheren Muskelzellen werden diese durch AGEs von Kohlenhydraten und ALEs von Fetten verklebt. Auf lange Sicht kann sich das auch auf die innovierenden Nerven auswirken und  für Fybromyalgien und Neuropathien einleiten.

Anstatt sich exzessiv im Fitness Studio abzuplagen, ist es ratsam, dass z.B. Menschen mit Adipositas, die ihr Gewicht reduzieren möchten, erst mal die Leptin Sensitivität wiedererlangen.

Die Übergewichtsgene

Man muss beachten, dass die Genetik von Übergewicht sehr komplex ist und besonders in diesem Fall das Zusammenspiel von verschiedenen Genen einen starken Einfluß auf das Gewicht hat. Sie haben Auswirkungen zum Beispiel auf folgende Fragestellungen:

• Wie stark ist Ihre genetische Neigung zu Übergewicht?
• Welcher genetische Typ sind Sie? Führt eher Kohlenhydrate oder Fett bei Ihnen zu Übergewicht?
• Wie stark ist die Gefahr des Jo-Jo Effekts?
• Wie viel Muskelmasse verlieren Sie durch eine Kalorienreduktion?
• Wie intensiv ist Ihr Hungergefühl?
• Wie intensiv ist Ihr Sättigungsgefühl?
• Welches Verhältnis zwischen Fett und Kohlehydraten ist für Sie am besten?
• Welches Verhältnis zwischen Sport und Kalorienreduktion ist für Sie am Besten
• Welche Form von Sport ist für Sie mehr geeignet um Muskeln zu erhalten?
• Wie viele Mahlzeiten sollten Sie pro Tag essen um Hunger zu minimieren?

Die Gene und der Erfolg einer Diät

Starkes Übergewicht ist in den Industrieländern ein zunehmendes Problem und Deutschland steht in Europa bereits an zweiter Stelle.

Die genetische Veranlagung in Kombination mit der für sich falschen Ernährung sowie Bewegungsmangel oder die Ausübung der falschen Sportart sind die Gründe. Wissenschaftler gehen davon aus, dass etwa 70% des Übergewichts vererbter, also genetische Ursache ist. Manche Menschen bleiben auch bei einem dauerhaft „ungesunden“ Lebensstil schlank, während Andere auch bei einer vermeidlich gesunden Ernährung übergewichtig werden.

Abnehmen durch Sport

Gene beeinflussen, wie unser Körper auf sportliche Betätigung reagiert. Bei Manchen führt Sport schnell zu Erfolgen, während Andere weniger darauf ansprechen.

Die Effektivität von Sport zum Abnehmen wird sehr stark von den Genen beeinflusst. Die Studie (Diabetes Obes Metab. 2002 Nov;4(6):428-30.) ist eine von Vielen, die zeigte, dass Personen mit einer bestimmten Genvariante im ADRB2-Gen eine deutliche genetische Neigung zu Übergewicht hatten, aber nur wenn sie einen inaktiven Lebensstil führten.

Wenn diese Personen Sport machten, hatte der Gendefekt keinen Einfluß auf ihre Neigung zu Übergewicht. Die Auswirkung des Gendefektes konnte also durch eine Lebensstiländerung aufgehoben werden. Eine unabhängige Studie zum selben Gen zeigte (Diabetes Care. 1997 Dec;20(12):1887-90.), dass Personen mit der ungünstigeren Variante des Gens durch Sport deutlich weniger an Gewicht verloren als Personen mit der günstigen Variante, obwohl Sie sich genau so sehr angestrengt hatten wie die Kontrollgruppe. Diese Personen sprechen also einfach weniger schnell und gut auf Sport als Abnehmstrategie an. Diese deutlichen Unterschiede im Abnehmerfolg kennt jeder Sportstudiomitarbeiter. Diese genetische Auswirkungen wurde noch von vielen weiteren Studien bestätigt (Eur J Intern Med. 2007 Dec;18(8):587-92, Obes Res. 2004 May;12(5):807-15., Int J Obes Relat Metab Disord. 2003 Sep;27(9):1028-36).

Wie Gene unsere Gesundheit beeinflussen

Der menschliche Körper besteht aus etwa 50 Billionen einzelner Zellen und in den meisten dieser Zellen befindet sich ein Zellkern, in dem die menschlichen Chromosomen stecken. Ein Chromosom besteht aus einem „ganz eng zusammengewickelten Faden“, der sogenannten DNA- Doppelhelix.

Die DNA ist der eigentliche genetische Code, also der Bauplan des menschlichen Körpers. Dieser genetische Code besteht bei jedem Menschen aus ca. 3,2 Milliarden Buchstaben und etwa 1% dieses Codes stellt die Bereiche dar, die wir Gene nennen. Ein Gen ist eine Anweisung für den Körper und hat meistens nur eine bestimmte Funktion. So gibt es Gene, deren Funktion es ist, dem Körper zu sagen, wie er blaue Farbstoffe erzeugen kann, die dann zu blauen Augen führen.

Es gibt auch Gene, die dem Körper sagen, wie er Nahrungsmittel im Darm zersetzen kann, um die Nährstoffe anschließend aufzunehmen.

Leider sind unsere Gene nicht fehlerfrei und jeder von uns trägt bestimmte Gendefekte oder Genvariationen in sich, die wir entweder von unseren Eltern geerbt haben, oder die sich zufällig gebildet haben und nun unsere Gesundheit negativ beeinflussen. Diese Genvariationen kommen sehr häufig vor und sind meist nur einfache Buchstabenänderungen im genetischen Code. Die unterschiedlichen Variationen schwächen unser Immunsystem, erhöhen unser Herzinfarktrisiko oder geben uns schlechte Augen.
Natürlich trägt jeder von uns andere Variationen, was dazu führt, dass manche Menschen ein höheres Herzinfarktrisiko haben und andere z. B. Laktose nicht vertragen. Krankheiten, die in bestimmten Familien gehäuft vorkommen, sind ein gutes Beispiel dafür, dass das individuelle Krankheitsrisiko von Familie zu Familie und von Person zu Person unterschiedlich sein kann .

Gene verraten, wer welche Lebensmittel verträgt

Forscher der Universität Köln haben einen Gen-Test entwickelt, der das Abnehmen und Gewicht halten in Zukunft erleichtern könnte: Einige Gene legen bei jedem von uns fest, wie der Körper auf bestimmte Lebensmittel und Sport reagiert. Das heißt: Bei dem einen setzen Kohlenhydrate wie Nudeln eher an, bei dem anderen Eiweiß. Laut den Wissenschaftlern muss man somit nur wissen, welche Lebensmittel einen besonders leicht zunehmen lassen – und welche Sportart einen am schnellsten abnehmen lässt. Beides soll sich mit einem DNA-Test bestimmen lassen, dem sogenannten Metacheck, den das Unternehmen CoGap entworfen hat.

Jeder, der schon einmal eine Diät gemacht oder mit Gewichtsproblemen zu kämpfen hat, kennt das Gefühl: Während die einen scheinbar essen können, was und wie viel sie wollen, landen bei einem selbst schon zwei Stückchen Schokolade auf den Hüften. Den Grund dafür scheinen nun Wissenschaftler des Cologne Center of Genomics der Universität Köln erforscht zu haben. Dr. Holger Thiele, der Leiter des Gencenters, erklärt, dass eine Kombination aus mehreren Genen darüber entscheidet, ob der eigene Körper besser Kohlehydrate, Eiweiße oder Fette verarbeiten kann. Bestimmen lässt sich der eigene Metabolismus-Typ mit einer Life-Style-Analyse, dem sogenannten Metacheck. Für diese DNA-Analyse genügt eine Speichelprobe, die per Wangenabstrich entnommen wird. Bis man das Testergebnis erhält, dauert es ca. zwei bis drei Wochen.

Übergewicht

Übergewicht an sich kann als inflammatorischer Zustand des Gehirns angesehen werden, für dessen Entstehen eine suboptimale Darmflora ist mitverantwortlich ist.

Die für unsere Darmgesundheit ungünstigen Bakterien beinhalten Lipopolysaccharide (LPS) in der Zellmembran, die toxisch wirken. Steigen diese an, führt das zu Leptinresistenz durch Stimulation von SOCS3 im Hypothalamus und Abschwächung der Inkretin Wirkung. Eine Leptinresistenz ist somit direkt durch das Mikrobiom zu induzieren.

Nahrungsfette und Fruktose steigern die systemischen LPS, Glucose fördert SCOS3.

Proteine verhalten sich im Hinblick darauf ziemlich neutral, so dass sie gut geeignet für ein Leptin Reset Programm sind.

Einfacher Zucker, raff. Industrialisierte Öle und LPS steigern die Triglyzeride im Blut und reduzieren die Darmbakterien in Zahl und Artenreichtum. Es vermehren sich so Bakterien, die an der Blut-Hirn Schranke über SCOS3 Signalisierung eine Inflammation hervorrufen.

Neben der Verdauung ist eine Funktion der Darmbakterien das Aussondern von viralen Genen. Diese werden dem Immunsystem präsentiert und dann in die menschliche DNA befördert, wo sie für späteren Gebrauch gelagert werden. Die frühere Annahme, dass nur 1% der menschlichen DNA, nämlich die, die Proteine kodiert, biologisch aktiv sei, ist  mittlerweile wissenschaftlich revidiert worden.

Auch die sogenannte "junk DNA", der bis dahin vermutete inaktive Teil des Genoms, der 98% beträgt und als „genetischer Schrottplatz“ galt, ist maßgeblich am Geschehen beteiligt.

Man geht davon aus, dass mehr als 80 % der DNA an biochemischen Prozessen beteiligt ist, wie z. B. der Expression von nahe gelegenen Genabschnitten.

Schockierend war die Erkenntnis, dass das menschliche Genom mehr virale Bestandteile enthält als „menschliche“. Dabei werden die gespeicherten viralen Anteile dort eingesetzt, wo der größte genetische und epigenetische Nutzen aufgrund von sich ändernden Umwelteinflüssen entsteht. Neben den retrotransposons, die viraler Natur sind, wird auch diskutiert, dass non coding RNA desselben Ursprungs sind und somit direkt Einfluß auf epigenetische Genexpression hat.

In der menschlichen Evolution verkürzte sich der Darm. Das Mikrobiom wurde komplexer, um diese Verkürzung zu kompensieren und eine Nahrungsumstellung zu gewährleisten, die die humane Gehirnentwicklung ermöglichte. (Ost-afrikanischer Grabenbruch). Durch eine größere Darmbakterienvielfalt erschlossen sich mehr Nahrungsquellen, das Entstehen eines komplexen Gehirns konnte eingeleitet werden.

Die Darmbakterien eines brustgestillten Neugeborenen unterscheiden sich von denen eines Erwachsenen. Die ersten Monate dominieren Bifidobakterienarten und Lactobazillen. Mit der ersten festen Nahrung erfolgt die schrittweise Umwandlung in das adelte Mikrobiom. (Auch die adulte Bakterienwelt ist dynamisch und der Wandlung unterzogen.)

Die Geburtsart (Kaiserschnitt/vaginale Geburt), Stillen/Nahrung beeinflussen die bakterielle Besiedlung des Darms.

Nach 100-300 Tagen hat die Umwandlung in die adulte Darmflora stattgefunden.