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Ein Team von Forschenden des Massachusetts General Hospital (MGH), der Boston University School of Public Health (BUSPH) und anderer Einrichtungen hat mehr als zwei Dutzend genetische Regionen identifiziert, die die Nahrungsaufnahme von Menschen beeinflussen können. Die Forschenden hoffen, dass diese Entdeckung, die in Nature Human Behaviour beschrieben wird, neue Behandlungsstrategien zur Eindämmung der Adipositas-Epidemie ermöglicht.
Das Gehirn wird von verschiedenen Signalen beeinflusst, die sich auf das Essverhalten auswirken und den Energiehaushalt des Körpers regulieren, indem sie etwa den Appetit und den Energieverbrauch als Reaktion auf die Blutspiegel wichtiger Stoffwechselhormone und Nährstoffe verändern. Daher können genetische Abweichungen bei diesen Signalen zu extremem Hunger und Fettleibigkeit führen.
"Menschen mit Fettleibigkeit und Diabetes werden oft stigmatisiert, weil sie ungesunde Lebensmittel wählen. Während die Nahrungsaufnahme von vielen Faktoren beeinflusst wird, einschließlich sozialer, demografischer, religiöser oder politischer Kräfte, haben frühere Studien gezeigt, dass ererbte individuelle Unterschiede dazu beitragen, was, wann, warum oder wie viel wir essen", sagt Co-Autor Jordi Merino, PhD, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der Diabetes Unit und des Center for Genomic Medicine am MGH und Dozent für Medizin an der Harvard Medical School. "In frühen Studien wurden Hirnregionen und molekulare Prozesse identifiziert, die die Nahrungsaufnahme beeinflussen, aber es gab bisher nur wenige Untersuchungen beim Menschen, um molekulare Signaturen zu identifizieren, die der unterschiedlichen Anfälligkeit für das Verhalten bei der Nahrungsauswahl zugrunde liegen".
Merino und seine Kolleg:innen führten eine genetische Analyse durch und untersuchten den Lebensmittelkonsum von 282.271 Teilnehmenden europäischer Abstammung aus der UK Biobank und dem Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology (CHARGE) Consortium. Die Studie ist die bisher größte, die genetische Faktoren im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme untersucht.
Das Team identifizierte 26 genetische Regionen, die mit einer erhöhten Vorliebe für fett-, eiweiß- oder kohlenhydrathaltige Lebensmittel in Verbindung stehen, und diese Regionen waren mit Genen angereichert, die im Gehirn exprimiert werden. "Nachgelagerte computergestützte Analysen ergaben spezifische Subtypen spezialisierter Neuronen, die über das zentrale Nervensystem verteilt sind und auf Proteine, Fette oder Kohlenhydrate reagieren und deren Aktivierung erklären könnte, warum Menschen eher Lebensmittel oder Mahlzeiten mit einem höheren Fett-, Protein- oder Kohlenhydratanteil bevorzugen", so Merino.
Die Forschenden fanden auch heraus, dass zwei Hauptgruppen genetischer Varianten unterschiedlich mit Fettleibigkeit und koronarer Herzkrankheit verbunden sind. "Die gemeinsame Analyse der Fett-, Protein- und Kohlenhydrataufnahme in Verbindung mit Clusteranalysen half dabei, homogenere Untergruppen von genetischen Varianten zu definieren, die sich durch spezifische Ernährungsprofile und unterschiedliche Stoffwechselsignaturen auszeichnen", sagt die Mitautorin Chloé Sarnowski, PhD, die zum Zeitpunkt der Studie Biostatistik an der BUSPH unterrichtete und jetzt an der Fakultät des University of Texas Health Science Center in Houston tätig ist.
Die Entdeckung dieser genetischen Varianten kann in künftigen Analysen - wie der Mendelschen Randomisierung, einem Ansatz für kausale Schlussfolgerungen - verwendet werden, um festzustellen, ob die Zusammensetzung der Ernährung in einem kausalen Zusammenhang mit Stoffwechsel- und anderen Krankheiten steht. "Wir wissen zwar, dass die Zusammensetzung der Ernährung mit Krankheiten zusammenhängt, aber der Kausalzusammenhang ist schwieriger zu beweisen", sagt die Mitautorin Josée Dupuis, PhD, Vorsitzende und Professorin in der Abteilung für Biostatistik an der BUSPH. "Diese Loci werden künftige Mendelsche Randomisierungsanalysen ermöglichen, um die kausalen Auswirkungen der Ernährung auf Typ-2-Diabetes, Fettleibigkeit und andere Stoffwechselkrankheiten zu bestimmen.
Die Ergebnisse könnten auch zu einem besseren biologischen Verständnis dafür führen, warum sich das Ernährungsverhalten von Mensch zu Mensch unterscheidet, und sie könnten neue Wege zur Vorbeugung und Behandlung von Fettleibigkeit und anderen Stoffwechselkrankheiten eröffnen. "Unsere Ergebnisse bieten einen Ausgangspunkt für die funktionelle Forschung, die zur Entdeckung neuer molekularer Ziele und Medikamente beitragen könnte", sagt Hassan Dashti, PhD, Mitautor der Studie, Dozent in der Abteilung für Anästhesie, Intensivpflege und Schmerzmedizin am MGH und Dozent für Anästhesie an der Harvard Medical School.
"Unsere Ergebnisse könnten auch dazu beitragen, Menschen zu identifizieren, die eher bestimmte Ernährungsempfehlungen zur Vorbeugung von Fettleibigkeit oder Diabetes befolgen. Wenn zum Beispiel jemand eine höhere genetische Anfälligkeit für fettige Lebensmittel hat, kann diese Information genutzt werden, um diese Person bei der Auswahl von Lebensmitteln mit einem höheren Anteil an gesunden Fetten zu unterstützen, anstatt andere Ernährungsansätze zu empfehlen, die die Einhaltung dieser Interventionen gefährden könnten."