Nicht-essenzielle Aminosäuren hemmen Appetit und fördern Bewegung Wie Essen unser Verhalten beeinflusst

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Aminosäuren sind lebenswichtige Nährstoffe. Forscher der ETH Zürich haben nun im Mausexperiment gezeigt, wie das Essverhalten sich durch Aminosäure-reiche Nahrung beeinflussen lässt und welchen Effekt besonders die nicht-essenziellen Aminosäuren haben.

Zürich/Schweiz – Proteine können den Appetit hemmen. Eine proteinreiche Ernährung kann daher Personen helfen, ihr Gewicht zu reduzieren. Nicht zuletzt deshalb ist eine solche Ernährung in den vergangenen Jahren immer beliebter geworden. Forscher der ETH Zürich haben nun in Mäusen einen neuen Mechanismus aufgezeigt, über welchen die Bausteine der Proteine – die Aminosäuren – den Appetit zügeln. Dabei geht es um die nicht-essenziellen Aminosäuren.

Experiment: Milchshake-Buffet für Mäuse

Dass sowohl essenzielle als auch nicht-essenzielle Aminosäuren den Appetit hemmen können, ist seit Längerem bekannt. Für die nicht-essenziellen ist der Wirkmechanismus bisher jedoch noch nicht in lebenden Organismen nachgewiesen worden. Forscher unter der Leitung von Denis Burdakov, Professor für Neurowissenschaften an der ETH Zürich, haben nun zum ersten Mal in einem Lebewesen gezeigt, dass die nicht-essenziellen Aminosäuren das Gehirn auf eine Weise beeinflussen, die appetitzügelnd und bewegungsfördernd wirkt.

Die Wissenschaftler fütterten Mäuse zunächst entweder mit einer Mischung aus verschiedenen nicht-essenziellen Aminosäuren oder einer Zuckerlösung mit gleich vielen Kalorien (Kontrollgruppe). Anschließend durften beide Mäusegruppen einen Milchshake trinken, den sie normalerweise lieben. Während die Kontrollgruppe ausgiebig davon trank, mieden die Mäuse, die zuvor mit nicht-essenziellen Aminosäuren gefüttert wurden, den Milchshake. Sie machten sich stattdessen in ihrem Gehege auf die Suche nach einer alternativen Nahrung.

Das Gehirn merkt, welche Nährstoffe der Körper aufnimmt

Die Beobachtung der Forscher zeigt also, dass nicht-essenzielle Aminosäuren das Essverhalten beeinflussen. Doch welcher Mechanismus liegt dem zugrunde? Mit weiteren Versuchen entschlüsselten die Wissenschaftler, dass spezialisierte Nervenzellen im Gehirn – Orexin-Neuronen – die Hauptrolle spielen.

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Proteine, welche die Mäuse über die Nahrung aufnehmen, werden im Darm in ihre Aminosäuren verdaut, welche dort ins Blut gelangen. Über das Blut werden sie auch ins Gehirn transportiert. Die Orexin-Neuronen im Hypothalamus besitzen Rezeptoren, welche spezifisch die nicht-essenziellen Aminosäuren erkennen. Als Reaktion setzen sie einen neuronalen Schaltkreis in Gang, der die beschriebenen Verhaltensänderungen bewirkt.

Erklärungsansatz über Evolutionsgeschichte

Der Ursprung dieses Mechanismus dürfte in der Evolutionsgeschichte liegen. „Heute stehen uns von allen Nährstoffen genügend zur Verfügung, und wir haben für die Nahrungsaufnahme ausreichend Zeit. Während der Urgeschichte, als sich dieser Mechanismus entwickelt hat, dürfte das anders gewesen sein“, sagt Paulius Viskaitis, Postdoc in Burdakovs Gruppe und Erstautor der Studie. „Damals war es für ein Individuum vorteilhaft, sich nur kurz mit einer Nahrungsquelle zu beschäftigen, die vor allem aus nicht-essenziellen Aminosäuren bestand.“ Wird durch das Essen von nicht-essenziellen Aminosäuren der Bewegungsdrang gefördert, macht sich das Tier auf die Suche nach anderen Nahrungsquellen, die möglicherweise mehr essenzielle Nährstoffe enthalten und für das Individuum wichtiger sind.

Die Forschungsergebnisse seien auf den Menschen und andere Tiere übertragbar, betont Erstautor Viskaitis. Denn der Mechanismus betreffe eine evolutionsgeschichtlich sehr alte Hirnregion, die in allen Säugetieren und vielen weiteren Wirbeltieren gleichermaßen vorkomme. Trotzdem lasse sich aus der Studie keine allgemein wirksame Diät-Formel ableiten, wie die Forscher betonen. Ernährungsempfehlungen müssten individuell erfolgen und gesundheitliche Aspekte mitberücksichtigen. Deshalb könne man nicht einfach jedem eine Diät mit besonders vielen nicht-essenziellen Aminosäuren zum Abnehmen empfehlen.

Originalpublikation: Viskaitis P, Arnold M, Garau C, Jensen LT, Fugger L, Peleg-Raibstein D, Denis Burdakov: Ingested non-essential amino acids recruit brain orexin cells to suppress eating in mice, Current Biology 2022, 32: 1; DOI:10.1016/j.cub.2022.02.067call_made

* F. Bergamin, ETH Zürich, 8092 Zürich/Schweiz

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