Forschungsbereiche

Das IFB AdipositasErkrankungen konzentriert seine Forschung in den sechs Bereichen Hormone, Genetik, kindliche Adipositas, Adipositas-Chirurgie, Neuro-Bildgebung und psychosoziale Aspekte der Adipositas. Die Wissenschaftler profitieren auch von der bereichsübergreifenden Forschung.

Fettzellen
Fettzellen in der Vergrößerung (Foto: IFB Adipositas)

Hormone bei Adipositas

Seit mehr als 50 Jahren ist bekannt, dass Nebennieren- und Schilddrüsenhormone das Essverhalten und Körpergewicht beeinflussen. Seit der Erstbeschreibung von Leptin vor 20 Jahren sind die von Fettzellen produzierte Hormone – sogenannte Adipokine – als neue Faktoren definiert worden, welche direkt die Entwicklung einer Fettleibigkeit (Adipositas) und ihrer Komplikationen beeinflussen.
Im IFB-Forschungsbereich “Hormone bei Adipositas“ untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausgewählte Adipokine bezüglich ihrer Stellung in Diagnostik und Therapie von Adipositas und Adipositas-assoziierten Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck und Fettstoffwechselstörungen. In diesem Zusammenhang werden insbesondere die Adipokine adipocyte fatty acid-binding protein (AFABP), Vaspin und Chemerin ausführlich charakterisiert. Daneben wird bestimmt, wie sich das Fettgewebe bei Adipositas verändert und welche Rolle diese sogenannte Fettgewebsdysfunktion in der Entwicklung der Adipositas und ihrer Komplikationen einnimmt.

Die Hauptfragen sind:

  • Welche Adipokine tragen zur Entwicklung von Adipositas und ihren Komplikationen bei?
  • Wie induziert eine Fettgewebsdysfunktion metabolische und vaskuläre Erkrankungen?

Der IFB-Forschungsbereich “Hormone bei Adipositas“ sowie die Interaktion mit den anderen IFB-Forschungsbereichen wird durch Prof. Mathias Fasshauer koordiniert.

Forschungsprojekte des Bereichs Hormone bei Adipositas

Adipositasgene-DNA
Die Doppelhelix der menschlichen DNA (Foto: iStock/geopaul)

Genetik der Adipositas

Bis zu 70 Prozent der Erblichkeit beim Körpergewicht wird den Genen und deren Wechselwirkungen mit Umweltfaktoren zugeschrieben. Die Mehrheit der in jüngster Zeit identifizierten Risiko-Gene für Adipositas wird verstärkt im Gehirn aktiv (exprimiert) oder agiert im zentralen Nervensystem. Gene, die mit der Fettverteilung am Körper zusammen hängen, scheinen hingegen in peripheren Strukturen wie dem Fettgewebe ihre Wirkung zu entfalten.

Die Hauptfragen sind:

  • Welche genetischen und epigenetischen Faktoren regulieren die Fettverteilung und die Funktionen des Fettgewebes.
  • Was sind die genetischen Determinanten für die Ausschüttung und Wirkung von Fettgewebshormonen (Adipokinen)?

Die Hauptziele des Forschungsbereichs „Genetik der Adipositas“ sind:

  • tiefere Einblicke zu erlangen in die zellulären und molekularen Mechanismen beim Zusammenhang bestimmter Gen-Loci bzw. -Varianten mit der Adipositas und Fettverteilung.
  • die vertiefte Erforschung der starken Interaktion von Umweltfaktoren mit Genvarianten, die für Adipositas anfällig machen
  • die Identifikation der genetischen Determinanten für die Adipokin-Ausschüttung und -Wirkung. In Anbetracht der neuronalen Komponenten in der Pathophysiologie der Adipositas wird dieser Forschungsbereich auch die Rolle von Genen in neuronalen und Astrozyten-Netzwerken untersuchen, die das Körpergewicht mit bedingen. (Astrozyten sind spezielle Nervenzellen im Gehirn.)

Die Arbeit im Forschungsbereich „Genetik“ und dem Kooperationsnetzwerk mit anderen Forschungsfeldern wird hauptsächlich koordiniert durch Peter Kovacs, Professor für „Adipositas- und Diabetes-Genetik“, sowie durch Prof. Matthias Blüher („Pathogenese Metabolischer Erkrankungen“) und durch Dr. Yvonne Böttcher, Leiterin der Nachwuchsforschungsgruppe „Funktionelle Genetik der Adipositas.“

Forschungsprojekte des Bereichs Genetik der Adipositas

adipöse Kinder - Jugendliche
Adipositas bei Kindern (Foto: LIFE/Späthe)

Kindliche Adipositas

Adipositas entwickelt sich bereits im frühen Kindesalter zwischen drei und sechs Jahren. Obwohl die Folgeerkrankungen der Adipositas meist erst im Erwachsenenalter diagnostiziert werden, beginnt deren Entstehung sehr viel eher und ebenfalls bereits im Kindesalter und führt sogar zu ersten Folgeerscheinungen, wie Bluthochdruck, Insulinresistenz oder Inflammation.

Im Forschungsbereich „Kindliche Adipositas“ interessiert die IFB-Forscherinnen und -Forscher, wann sich Veränderungen im Fettgewebe bei übergewichtigen Kindern entwickeln und wie diese Dysfunktion des Fettgewebes zur Entstehung von Folgeerkrankungen der Adipositas beiträgt. Hierzu untersuchen wir Fettgewebsproben von Kindern über die gesamte Altersspanne hinweg und suchen nach Zusammenhängen in unseren klinische Studien zur Entstehung von metabolischen und kardiovaskulären Folgeerscheinungen der Adipositas bei Kindern. Besonderes Augenmerk gilt hierbei z. B. den Adipokinen als mögliche Mediatoren dieses Zusammehanges. Weiterhin wollen wir neuartige Präventionsansätze aufbauen, die die besondere Situation von Kindern und spezielle (Umwelt)einflussfaktoren auf die Entstehung der frühen Adipositas berücksichtigen. Diese werden wir auf ihre Wirksamkeit hin untersuchen.

Unsere Hauptfragen sind:

  • Welche Faktoren tragen zur Fettgewebsdysfunktion bei und weisen auf die frühe Entstehung von metabolischen und vaskulären Folgeerscheinungen bei adipösen Kindern hin ?
  • Wie wirksam sind neuartige Präventions- und Interventionsansätze zur Adipositas bei Kindern hinsichtlich der Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit ?

Der Forschungsbereich “Kindliche Adipositas“ sowie die Zusammenarbeit mit den anderen IFB-Forschungsbereichen wird durch Prof. Antje Körner koordiniert.

Forschungsprojekte des Bereichs Kindliche Adipositas

Adipositas Chirurgie
Prof. Arne Dietrich im OP (Foto: IFB Adipositas)

Adipositas-Chirurgie (Bariatrische Chirurgie)

In den letzten Jahren hat die Akzeptanz von Adipositas- oder bariatrischen Operationen deutlich zugenommen und die Eingriffszahlen sind stark gestiegen. Die klinischen Ergebnisse sind überzeugend, viele Stoffwechselveränderungen, die nach diesen Eingriffen positiv auffallen, sind jedoch wissenschaftlich noch nicht im Detail geklärt. Auch sind kaum Vorhersagen möglich, welcher Patient von welcher Operation am meisten profitiert, denn prädiktive Faktoren sind noch nicht ausreichend bekannt.

2013 konnten erstmals über 100 bariatrische Operationen am Universitätsklinikum Leipzig (UKL) durchgeführt werden. Da die Versorgungsqualität dort sehr gut ist, wurde der Bereich Bariatrischen Chirurgie am UKL deshalb als „Kompetenzzentrum für Metabolische und Adipositaschirugie“ zertifiziert.

Die Hauptfragen sind:

  • Wie wirken sich Bypasschirurgie mit und ohne eine begleitende Sportintervention nach der Operation insbesondere auf den Glukosestoffwechsel aus?
  • Welche Bariatrischen Eingriffe sind bei Jugendlichen geeignet?
  • Gibt es alternative Beatmungsmethoden bei einer Operation, die besonders für adipöse Patienten geeignet sind?
  • Welche Rolle spielt die Darmflora in Zusammenhang mit Übergewicht?

Der Forschungsbereich Bariatrische Chirurgie umfasst neben obigen Schwerpunkten auch klinische Studien in enger Kooperation mit zahlreichen Kliniken des Universitätsklinikums Leipzig. Es gibt eine Zusammenarbeit z. B. mit den Neurowissenschaften (Gehirnstruktur und Funktion nach bariatrischen Eingriffen), der Anästhesie (Beatmungstechniken bei Übergewicht, Medikamentenverteilung), der Psychologie und Verhaltensmedizin (Depression, Suizidalität, Stress-Syndrome, etc. vor und nach bariatrischen Eingriffen), der Plastischen Chirurgie (plastische Operationen nach Gewichtsreduktion zur Entfernung überschüssiger Haut). Der IFB-Forschungsbereich “Bariatrische Chirurgie“ wird von Prof. Arne Dietrich geleitet.

Forschungsprojekte des Bereichs Adipositas-Chirurgie

PET Neurobildgebung Gehirn
Gehirndarstellung mittels Positronen-Emmissons-Tomografie (PET) (Bild: Swen Hesse)

Molekulare und Neuro-Bildgebung

Moderne Bildgebungsverfahren erlauben sowohl eine exakte Darstellung von Hirn-Anatomie und -Funktion, als auch von Verteilung und Menge bestimmter Botenstoffe wie z.B. Dopamin. Mit ihrer Hilfe soll die Rolle des Gehirns bei der Entwicklung der Adipositas stärker untersucht werden. Die Bildegbungsverfahren ermöglichen Veränderungen in peripheren Geweben zu erfassen, z. B. im braunen Fettgewebe. Zu den modernen bildgebenden Verfahren gehört z. B. die  Kombination der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit der Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT). Ziel im Forschungsbereich “Molekulare und Neuro-Bildgebung“ ist, mit Hilfe dieser bildgebender Verfahren neue Erkenntnisse zur Rolle des Gehirns bei der Pathogenese der Adipositas und beim Ess-Verhalten zu gewinnen. Diese Erkenntnisse können dann zur Diagnostik und Therapie von Adipositas und Adipositas-assoziierten Erkrankungen beitragen.

Besonders interessant ist die Untersuchung der Interaktion von Gehirneigenschaften mit genetischen Markern, die zentral-nervöse Grundlage von Lern-Mechanismen und von Mechanismen, die dem Suchtverhalten ähneln, als auch die Kommunikation zwischen dem Gehirn und Strukturen außerhalb des Gehirns wie z.B. dem Fettgewebe oder dem Darm (bzw. der Darmflora). Zudem dienen die Messungen dazu, den Effekt von Behandlungsmaßnahmen wie z. B. Sport, soziale und verhaltenstherapeutische Programme sowie chirurgische Verfahren auf diese Mechanismen zu beurteilen, um somit möglicherweise das individuelle Ansprechen in Zukunft vorab einschätzen zu können.

Die Hauptfragen sind:

  • Welche zentralen neuralen und molekularen Mechanismen tragen zur Entwicklung und Aufrechterhaltung von Adipositas und Essstörungen bei?
  • Welche Rolle spielen Neurotransmitter-Systeme (nikotinische, dopaminerge, serotonerge) für das zentrale Gleichgewicht, die Verhaltenssteuerung und Lernprozesse?
  • Können Adipositas-assoziierte Veränderungen durch Interventionen (z. B. Verhaltenstherapie, bariatrische Chirurgie  Interventionen) beeinflusst oder sogar rückgängig gemacht werden?

Der Forschungsbereich “Molekulare und Neuro-Bildgebung“ umfasst eine enge Kooperation der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin mit dem PET-Zentrum, dem Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, dem Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (Forschungsstelle Leipzig) sowie die Interaktion mit den anderen IFB-Forschungsbereichen und dem DFG Sonderforschungsbereich „Mechanismen der Adipositas“. Der IFB-Forschungsbereich “Molekulare und Neuro-Bildgebung“wird durch Prof. Swen Hesse koordiniert.

Forschungsprojekte des Bereichs Molekulare und Neuro-Bildgebung

Soziale und persönliche Lebensumstände spielen bei der Entwicklung einer Adipositas eine Rolle. (Foto: IFB Adipositas)

Psychosoziale Aspekte

Psychosoziale Aspekte sind für die Entstehung und Aufrechterhaltung der Adipositas und assoziierter Störungen relevant. Sie stellen auch wesentliche Ansatzpunkte für Behandlung und Prävention dar. Im IFB-Forschungsbereich „Psychosoziale Aspekte“ werden psychosoziale Faktoren wie unkontrolliertes Essverhalten, Psychopathologie und gewichtsbezogenes Stigma über die Lebensspanne hinweg hinsichtlich der Adipositas und assoziierter Störungen, zum Beispiel Essstörungen, untersucht. Auf der Grundlage der Ergebnisse werden Interventionen, beispielsweise der Kognitiven Verhaltenstherapie, zur Behandlung und Prävention der Adipositas und assoziierter Störungen bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen entwickelt und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit evaluiert.

Die Hauptfragen sind:

  • Welche psychosozialen Aspekte tragen zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Adipositas und assoziierter Störungen wie Essstörungen bei?
  • Welche psychosozialen Interventionen sind in der Behandlung und Prävention der Adipositas und assoziierter Störungen effektiv?

Übergeordnetes Ziel ist es, durch die Erforschung psychosozialer Grundlagen und evidenzbasierter Interventionen – in Interaktion mit anderen IFB-Forschungsbereichen – zu einem verbesserten langfristigen Gewichtsmanagement und zur körperlichen und psychischen Gesundheit der Betroffenen beizutragen. Der IFB-Forschungsbereich “Psychosoziale Aspekte“ sowie die Interaktion mit den anderen IFB-Forschungsbereichen wird durch Prof. Anja Hilbert koordiniert.

Forschungsprojekte des Bereichs Psychosoziale Aspekte