Adipositas, Übergewicht u. das Gehirn

Fettleibigkeit: eine Erkrankung des Gehirns?
Übergewicht mit vorzeitiger Alterung des Gehirns verbunden
Wie Übergewicht die Gehirnfunktionen beeinflussen könnte
Fettleibigkeit verringert Gehirnvernetzung
Übermäßiges Fett um Körpermitte verbunden mit einem kleineren Gehirnvolumen
Der präfrontale Cortex und Übergewicht: Wechselseitige Beziehung zwischen Adipositas und Selbstkontrolle
Gehirnaktivität und Blutfluss im Gehirn verändern sich bei Gewichtszunahme
Übergewicht und Entzündung im Gehirn
Fettleibigkeit, Adipositas (Psychologie)
Weitere News- / Forschungsartikel dazu

Fettleibigkeit: eine Erkrankung des Gehirns?

18.07.2016 Studie zeigt: Westliche Ernährungsweise ist verbunden mit beeinträchtigter Hirnregion, sowie schlechterem Lernen und Gedächtnis.

Fettleibigkeit könnte letztlich eine Krankheit des Gehirns sein, bestehend aus einem progressiven Verfall verschiedener kognitiver Prozesse, die das Essen beeinflussen.

Gedächtnishemmung bei exzessiver Nahrungsaufnahme

Forscher der Macquarie Universität konnten nun zeigen, dass die Gedächtnishemmung – eine vorteilhafte vom Hippocampus abhängende Fähigkeit, nicht mehr benötigte Erinnerungen ‚zu blocken‘ – mit exzessiver Nahrungsaufnahme verbunden ist.

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Bild: Gerd Altmann

Normalerweise sollten nahrungsgebundene Erinnerungen ganz vorne stehen, wenn man Hunger hat; aber sie sollten gehemmt werden, wenn man satt ist. Gedanken an das Essen sollten also verschwinden, wenn die Nahrungsaufnahme nicht mehr die höchste Priorität hat.

Frühere Tierstudien haben gezeigt, dass die westliche Ernährung – ein hoher Anteil an Fett und Zucker und ein geringer an Obst, Gemüse und Fasern – die Fähigkeiten zur Gedächtnishemmung des Hippocampus verschlechtert.

Praktisch kann das bedeuten, dass eine westliche Ernährung es schwerer macht, angenehme Erinnerungen zu hemmen, die durch das Riechen oder Sehen von schmackhaftem Essen ausgelöst werden. Das würde es dementsprechend schwer machen, köstlichen Versuchungen zu widerstehen, selbst wenn man satt wäre.

Hippocampus involviert

Die Macquarie-Forscher haben nun Belege für dieses Problem bei Menschen gefunden; sie untersuchten gesunde junge Teilnehmer, von denen einige besonders fett- und zuckerhaltig aßen.

Die Teilnehmer nahmen an Lern- und Gedächtnistests teil, die den Hippocampus involvierten; auch schätzten sie ihre Vorliebe und das Verlangen nach schmackhaften Snacks vor und nach einem sättigenden Mittagessen ein.

Teilnehmer, die über eine gewohnheitsmäßige westliche Ernährungsweise berichteten, waren beim Lernen langsamer und beim Gedächtnisabruf schlechter als diejenigen, die eine gesündere Diät aßen.

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Und noch wichtiger: Sie zeigten eine viel geringere Reduktion des Verlangens nach schmackhaften Snacks, wenn sie satt waren – im Vergleich dazu, wenn sie hungrig waren.

Gedächtnisleistung und Verlangen nach Snacks

Der Schlüsselbefund ist: Gedächtnisleistung und das Verlangen nach Snacks waren verbunden. Auch wenn sie satt waren, wollten sie die süßen und fetten Junk-Snacks essen, erklärte Studienautor Tuki Attuquayefio auf dem jährlichen Meeting der Society for the Study of Ingestive Behavior.

„Was noch interessanter war: Dieser Effekt war stark mit ihrer Leistung bei Lern- und Gedächtnistests verbunden.“ Das weist darauf hin, dass es eine Verbindung über den Hippocampus gibt, sagte er.

Die Unfähigkeit, Erinnerungen an Nahrungsmittel in einem physiologisch gesättigten Zustand zu hemmen, kann dann den beharrlichen Wunsch nach Snacks erklären.

Ansonsten gesunde, schlanke, junge Menschen, die täglich fett- und zuckerreiche Nahrungsmittel konsumieren, beeinträchtigen die hippocampale Funktion, was es schwerer macht, die Nahrungsaufnahme zu regulieren, und setzt sie auf den Weg zur Entwicklung von Fettleibigkeit, schließen die Forscher.

Übergewicht mit vorzeitiger Alterung des Gehirns verbunden

Gehirne von übergewichtigen Menschen erscheinen um ‚zehn Jahre älter‘

04.08.2016 Vom mittleren Lebensalter an zeigten die Gehirne von übergewichtigen Teilnehmern Unterschiede im Volumen (Schrumpfung) der weißen Substanz im Vergleich zu den Gehirnen von schlanken Personen laut einer im Fachblatt Neurobiology of Aging veröffentlichten Studie der Universität Cambridge.

Die weiße Substanz im Gehirn verbindet die Regionen des Gehirns und ermöglicht die Kommunikation der Nervenzellen.

Untersuchung auf altersgebundene Merkmale

In einer Querschnittstudie beobachteten die Forscher den Einfluss von Übergewicht auf die Gehirnstruktur über die erwachsene Lebensspanne, um zu untersuchen, ob Übergewicht mit altersgebundenen Charakteristika, die das Gehirn verändern, verbunden ist. Die Daten von 473 Personen im Alter zwischen 20 und 87 wurden dazu analysiert.

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Bild: Kai Stachowiak

Die Forscher teilten die Daten in zwei auf dem Gewicht basierten Kategorien ein: schlank und übergewichtig.

Unterschiede im Volumen der weißen Substanz

Sie fanden bemerkenswerte Unterschiede im Volumen der weißen Substanz von übergewichtigen Personen im Vergleich zu den schlankeren Gegenparts. Übergewichtige Personen hatten eine weitgehende Verminderung der weißen Substanz im Vergleich zu den schlanken.

Die Wissenschaftler errechneten, dass die altersgebundene Reduktion des Volumens der weißen Substanz zwischen den beiden Gruppen einer Gehirnalterung von etwa 10 Jahren entsprach.

Erhöhte Anfälligkeit ab dem mittleren Lebensalter

Auffallend war jedoch, dass diese Unterschiede erst vom mittlerem Lebensalter an beobachtbar waren. Dies legt eine besondere Anfälligkeit unseres Gehirns ab der mittleren Lebensphase nahe, sagten die Forscher.

Mit dem Älterwerden schrumpfen unsere Gehirne, sagte Studienautorin Dr. Lisa Ronan vom Fachbereich für Psychiatrie, das sei ganz natürlich. Aber es ist nicht klar, warum übergewichtige Personen eine größere Reduktion in der Menge der weißen Substanz vorweisen, sagte sie. Ist Übergewicht die Ursache dafür, oder ist Beleibtheit eine Folge der Gehirnveränderungen.

Trotz der klaren Unterschiede im Volumen der weißen Substanz zwischen mageren und übergewichtigen Personen fanden die Forscher keine Verbindung zwischen Übergewicht oder Adipositas (Fettleibigkeit) und den kognitiven geistigen Fähigkeiten einer Person, gemessen mit IQ-Test ähnlichen Standardtests.

Wie Übergewicht die Gehirnfunktionen beeinflussen könnte

18.10.2016 Laut einer in der Zeitschrift Brain, Behavior and Immunity veröffentlichten Studie der Universität Arizona kann ein hoher BMI bzw. Übergewicht oder Adipositas negative Auswirkungen auf das Gehirn haben.

Bereits vorherige Studien haben gezeigt, dass Übergewicht die kognitiven Funktionen verschlechtern kann. Doch es war unklar, wie und warum die beiden Faktoren miteinander verknüpft sind.

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Bild: Gerd Altmann

Inflammation (Entzündungen)

Studienleiter und Psychologe Kyle Bourassa sagte: Je höher der BMI, desto stärker wird die Inflammation. Entzündungen – besonders im Gehirn – können Gehirnfunktionen und Kognition negativ beeinflussen.

„Wir haben diesen Effekt beobachtet, aber es ist eine Black-Box. Was passiert dabei?“

Bourassa und Koautor Psychologie-Professor David Sbarra analysierten Daten einer englischen Längsschnittstudie zum Altern (Teilnehmer waren 50 Jahre und älter).

Die Forscher benutzten zwei verschiedene Proben der Studie – eine mit ca. 9.000 Menschen und eine mit ca. 12.500 – und erfassten die Daten von BMI, Entzündungen und Kognition der alternden Menschen. Sie kamen zum gleichen Ergebnis in beiden Proben.

Biomarker C-reactives Protein (CRP)

Je höher die Körpermasse (je größer das Gewicht relativ zur Länge des Körpers) am Anfang war, desto größer war die Veränderung beim CRP-Spiegel im Laufe der nächsten vier Jahre, sagte Bourassa.

CRP ist die Abkürzung für C-reactives Protein, das ein Blutmarker für Entzündungen im Körper ist. Die Änderung beim CRP über vier Jahre sagte dann die Veränderung der kognitiven Funktionen im Gehirn sechs Jahre nach Studienbeginn voraus. Die Körpermasse dieser Probanden sagte ihre kognitiven Verluste – über ihr Niveau der systemischen Entzündung – voraus, sagte er.

Die Ergebnisse unterstützen vorhandene Forschungsliteratur zur Verknüpfung von Inflammation und kognitiver Degeneration und fügt die wichtige Rolle der Körpermasse bzw. des Übergewichts in der Gleichung ein.

Die gefundene Verknüpfung ist ein Zusammenhangsmaß und kein kausaler Befund, sagten die Wissenschaftler. Die Kausalität muss nun noch durch Experimente bestätigt werden.

Fettleibigkeit verringert Vernetzung im Gehirn

19.05.2017 Laut einer im Fachblatt Human Brain Mapping veröffentlichten Studie des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig verringert Adipositas (Fettleibigkeit) die Vernetzung im Default Mode Network.

Laut den Wissenschaftlern sei dies ein wichtiger Hinweis für die potentielle Entwicklung einer Alzheimer-Demenz.

Default Mode Network

Die Forscher beobachteten, dass stark übergewichtige Menschen eine geringere Konnektivität zwischen einigen Regionen im Default Mode Network (DMN) zeigen, wodurch diese schlechter zusammenarbeiten.

Das DMN ist ein Netz aus einer Gruppe von Hirnregionen, das beim ‚Nichtstun‘ (z.B. bei auf uns selbst fokussierter Aufmerksamkeit oder beim Schweifenlassen der Gedanken) aktiv und bei konkreten Aufgaben deaktiviert wird. Laut den Forschern scheint es aber auch bei Handlungsvorbereitungen, Planungen, Koordinierung und Impulskontrolle aktiv zu werden.

Laut früheren Forschungsarbeiten ist eine geringere Konnektivität im DMN ein früher Hinweis für ein erhöhtes Alzheimerrisiko. Die Befunde der aktuellen Studie bringen damit diese frühen Anzeichen für eine Demenz, die sich eigentlich erst spät im Leben entwickelt, mit Fettleibigkeit (einem hohen BMI) im noch jungen Leben in Verbindung.

Übergewicht und Alzheimer-Krankheit

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Bild: DMN; John Graner

Bislang war man sich sogar nicht sicher, ob ein höherer Fettanteil im Körper nicht sogar tendentiell vor Alzheimer schützen könnte. So verringert Übergewicht laut früheren Untersuchungen die Mortalität nach einem Schlaganfall oder einigen anderen Erkrankungen im Alter.

„In unserem Falle zeigte sich dieses als Adipositas-Paradoxon bezeichnete Phänomen nicht. Adipositas scheint das Gehirn schneller altern zu lassen und damit das Risiko gegenüber einer Alzheimer-Demenz zu erhöhen“, schreibt Studienautorin Veronica Witte.

Gyrus cinguli

Die Ergebnisse zeigten insbesondere, dass ein höherer BMI signifikant mit einer niedrigeren DMN-Konnektivität im posterioren cingulären Cortex (auch Gyrus cinguli genannt) und Precuneus verbunden war.

Eine geringere funktionelle Konnektivität in BMI-verknüpften Regionen korrelierte mit schlechteren Exekutivfunktionen. Darüber hinaus war der höhere BMI mit einer stärkeren Kopfbewegung verbunden.

Bislang wurde die Verbindung zwischen starkem Übergewicht und Veränderungen in der Struktur des Gehirns eher mit jüngeren Menschen und in kleineren Studien durchgeführt, die sich widersprechende Befunde lieferten.

Die aktuelle Forschungsarbeit untersuchte 712 gesunde Teilnehmer im Alter zwischen 60 und 80 Jahren mit einem durchschnittlichen BMI von 27,6 kg/m2 und verglich deren DMN-Konnektivität und kognitiven Leistungen untereinander.

„Interessant wäre es nun, in zukünftigen Studien zu beobachten, wie sich das Default Mode Network bei unseren Probanden in den nächsten Jahren entwickelt und welche Auswirkungen das wiederum auf die geistige Leistungsfähigkeit hat. Oder wie es sich beispielsweise verändert, wenn sie ihren Lebensstil radikal umstellen und ihr Körpergewicht reduzieren“, schreibt Witte.

Übermäßiges Fett um Körpermitte verbunden mit einem kleineren Gehirnvolumen

10.01.2019 Fett, insbesondere um die Körpermitte herum, konnte mit einer Schrumpfung des Gehirns verbunden werden laut einer in Neurology veröffentlichten Studie.

Für die Studie ermittelten die Forscher das Übergewicht bzw. die Adipositas durch die Messung des Body-Mass-Index (BMI) und des Taillen-Hüft-Verhältnisses bei den Studienteilnehmern und fanden bei denjenigen mit höheren Verhältnissen beider Messungen das geringste Hirnvolumen vor.

BMI, Taillen-Hüft-Verhältnis und Gesamtkörperfett

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Bild: pixabay

Die Studie untersuchte 9.652 Personen in einem Durchschnittsalter von 55 Jahren. Von dieser Gruppe wurden 19 Prozent als fettleibig – also stark übergewichtig – eingestuft.

Die Forscher maßen BMI, Taillen-Hüft-Verhältnis und Gesamtkörperfett und befragten die Teilnehmer zu deren Gesundheit. Die Forscher nutzten dann Magnetresonanztomographie, um die Hirnvolumina für weiße und graue Hirnsubstanz und die Volumina in den verschiedenen Regionen des Gehirns zu bestimmen.

Geringere Hirnvolumina der grauen Substanz

Nach Bereinigung um andere Faktoren, die das Hirnvolumen beeinflussen können, wie Alter, körperliche Aktivität, Rauchen und Bluthochdruck, stellten die Forscher fest, dass ein hoher BMI allein zwar mit etwas niedrigeren Gehirnvolumina verbunden war, diejenigen mit hohem BMI und Taille-Hüft-Verhältnis jedoch niedrigere Hirnvolumina der grauen Substanz hatten als Teilnehmer, die kein hohes Verhältnis von Taille zu Hüfte hatten.

Konkret fanden Forscher heraus, dass

1.291 Menschen mit einem hohen BMI und einem hohen Taillen-Hüft-Verhältnis das niedrigste durchschnittliche Gehirnvolumen an grauer Substanz hatten (786 Kubikzentimetern), verglichen
mit 3.025 Menschen mit einem durchschnittlichen Graue-Substanz-Gehirnvolumen von 798 Kubikzentimetern und
514 Menschen mit einem hohen BMI, aber ohne ein hohes Taillen-Hüft-Verhältnis, die ein durchschnittliches Graue-Substanz-Hirnvolumen von 793 Kubikzentimetern hatten.

Sie fanden keine signifikanten Unterschiede beim Hirnvolumen der weißen Substanz.

Ursache und Wirkung unklar

Während die Studie also fand, dass Fettleibigkeit – vor allem am Bauch – mit einem geringeren Volumen der grauen Substanz im Gehirn in Verbindung gebracht wurde, ist es unklar, ob Anomalien in der Gehirnstruktur zu Adipositas führen oder ob starkes Übergewicht zu diesen Veränderungen im Gehirn führt, schreiben die Forscher um Mark Hamer von der Universität Leicestershire, England.

Die Neurowissenschaftler fanden auch Zusammenhänge zwischen Fettleibigkeit und Hirnschrumpfung in bestimmten Regionen des Gehirns, was weitere Forschung erforderlich macht.

Der präfrontale Cortex und Übergewicht: Wechselseitige Beziehung zwischen Adipositas und Selbstkontrolle

03.03.2019 In einer in Trends in Cognitive Sciences veröffentlichten Rezension untersuchten Forscher, ob Fettleibigkeit die Selbstkontrolle (Selbstdisziplin) verringert oder ob eine reduzierte Selbstkontrolle zu Übergewicht führt.

Wechselseitige Beziehung

Die kurze Antwort scheint zu sein: Beides trifft zu, und es ist weitgehend auf die Aktivität im präfrontalen Cortex zurückzuführen, der nicht nur von unseren Ernährungsentscheidungen beeinflusst wird, sondern auch Einfluss darauf nehmen kann.

Starkes Übergewicht kann diese Probleme in der Gehirnstruktur und -funktion verursachen, aber es gibt auch diese Wechselbeziehung, dass Unterschiede in der Gehirnstruktur und -funktion Adipositas verursachen können, sagt Studienautorin Cassandra Lowe von der University of Western Ontario.

Der Bericht zeigt, dass, wenn man eine geringere präfrontale Aktivität hat, dies zu übermäßigem Essen führen kann. Und dies wiederum kann zu Gewichtszunahme und Fettleibigkeit führen.

Adipositas-Neurowissenschaften haben sich in erster Linie auf Dysfunktionen in den Belohnungspfaden des Gehirns konzentriert, aber neuere Studien haben gezeigt, dass individuelle Unterschiede in der Funktion und Struktur des präfrontalen Cortex von gleicher Bedeutung sein können.

Teufelskreis

Es hat sich gezeigt, dass das Ausmaß, in dem diese Region des Gehirns bei Entscheidungen aktiviert wird, die Anfälligkeit einer Person für kalorienreiche Lebensmittel vorhersagt.

Jemand mit verminderter Aktivität im präfrontalen Cortex kann anfälliger für eine übermäßige Nahrungsaufnahme sein, besonders wenn er mit Nahrungsstimuli (z.B. Werbung in den Medien) konfrontiert wird, was zu mehr Veränderungen im Gehirn führen kann und dann zu übermäßigem Essen in der Zukunft führen würde, und so weiter – wie in einer Schleife.

Gehirnaktivität und Blutfluss im Gehirn verändern sich bei Gewichtszunahme

06.08.2020 Wenn jemand an Körpergewicht zulegt, nehmen alle Regionen des Gehirns an Aktivität und Durchblutung ab laut einer im Journal of Alzheimer’s Disease veröffentichten Studie.

Als eine der größten Studien, die Fettleibigkeit mit Hirnfunktionsstörungen in Verbindung bringt, analysierten die Wissenschaftler über 35.000 funktionelle Gehirnscans von mehr als 17.000 Personen, um den Blutfluss und die Hirnaktivität zu messen.

Eine geringe zerebrale Durchblutung ist das wichtigste bildgebende Verfahren zur Vorhersage, ob jemand an Alzheimer erkranken wird. Sie ist auch mit Depressionen, ADHS, bipolaren Störungen, Schizophrenie, Schädel-Hirn-Trauma, Sucht, Suizid und anderen Erkrankungen verbunden.

Beeinträchtigte Hirnaktivität und Durchblutung

Die aktuelle Studie zeigt, dass Übergewicht oder Fettleibigkeit die Hirnaktivität schwerwiegend beeinträchtigt und das Risiko für Alzheimer-Krankheit sowie für viele andere psychiatrische und kognitive Störungen erhöht, erklärt Hauptautor Daniel G. Amen.

Auffällige Muster einer ansteigend reduzierten Durchblutung wurden in praktisch allen Regionen des Gehirns in den Kategorien Untergewicht, Normalgewicht, Übergewicht, Adipositas und morbide Adipositas gefunden. Diese wurden sowohl im Ruhezustand als auch bei der Ausführung einer Konzentrationsaufgabe festgestellt.

Insbesondere in Hirnarealen, die für die Alzheimer-Krankheit anfällig sind, den Schläfen- und Scheitellappen, dem Hippocampus, dem hinteren Gyrus cinguli und dem Präkuneus, wurde eine verminderte Durchblutung entlang des Spektrums der Gewichtsklassifikation von Normalgewicht bis zu Übergewicht, Adipositas und morbider Adipositas festgestellt.

D.h. während des gesamten Erwachsenenalters war ein höherer BMI sowohl bei Ruhe als auch bei Konzentration mit einer verminderten Durchblutung verbunden. Diese wurde in praktisch allen Hirnregionen beobachtet, auch in solchen, die von der Alzheimer-Pathologie beeinflusst werden, wie z.B. dem Hippocampus, fassen die Autoren zusammen.