Adipositas mit obsessiv-compulsive Verhalten über Hirnkreislauf verbunden

Eine Untersuchung der Gehirn-Schaltkreise hinter zwanghaftem Verhalten hat überraschenderweise gezeigt, dass sie eng mit Schaltkreisen verbunden sind, die Fettleibigkeit kontrollieren. Die US-Forscher sagen, die Entdeckung bietet neue Einblicke in die Entwicklung und Behandlung von zwanghaftem Verhalten und Essstörungen.
Studienleiter und Neuro-Psychiater Michael Lutter und Andrew Pieper von der Universität von Iowa (UI), und Kollegen, schreiben über ihre Arbeit in dieser Woche Online-frühe Ausgabe der Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (PNAS) .
Sie beschreiben, wie sie Mäuse gezüchtet haben, denen ein bekanntes Übergewicht fehlte und die in zwanghaftes Verhalten verwickelt waren, und fügten ihnen Mäuse mit zwanghafter Körperpflege zu und waren überrascht, Nachkommen zu sehen, die weder fettleibig noch zwanghaft waren.
Sie sagen, dass dies zeigt, dass die Schaltkreise des Gehirns, die Zwangsstörungen kontrollieren, mit Schaltkreisen in Verbindung stehen, die die Nahrungsaufnahme und das Körpergewicht kontrollieren. Dies ist ein Ergebnis, das bei vielen psychiatrischen Erkrankungen wie Zwangsstörungen (Tourette) eine Rolle spielt Syndrom und Essstörungen.

Übergewichtige Mäuse und zwanghafte Groomers

Die Forscher arbeiteten mit zwei Arten von Mäusen, die für die Untersuchung menschlicher Störungen entwickelt wurden: eine, die zwanghaftes Verhalten untersucht (Piepers Interessensgebiet), und die andere, um eine vererbte Form von Fettleibigkeit zu studieren (Lutters Spezialisierung).
Den zwanghaften Verhaltensmäusen fehlt ein Gehirnprotein namens SAPAP3, dessen Mangel dazu führt, dass sie sich übermäßig pflegen. Das Verhalten kann mit Fluoxetin, einem Medikament zur Behandlung von Zwangsstörungen bei Menschen, wirksam kontrolliert werden.

Bei den vererbten Adipositas-Mäusen fehlt ein Gehirnprotein namens MC4R. Mutationen im MC4R-Gen sind die größte Einzelgen-Ursache für Überernährung und krankhafte Fettleibigkeit bei Menschen.
Lutter, Assistenzprofessor für Psychiatrie am UI Carver College of Medicine, interessiert sich für MC4R-Signalwege und wie sie die Entwicklung von Fettleibigkeit beeinflussen.
"Ich bin auch daran interessiert, wie diese Moleküle die Stimmung und Angst und Belohnung beeinflussen, denn es ist bekannt, dass es einen Zusammenhang zwischen Depression und Angst und der Entwicklung von Fettleibigkeit gibt", erklärt er in einer Erklärung.

Was passierte, als die zwei Stämme miteinander wechselten

Lutter und Pieper, eine außerordentliche Professorin für Psychiatrie und Neurologie bei Carver, waren sich einer alten Studie bewusst, die nahelegte, dass MC4R nicht nur bei der Nahrungsaufnahme und Fettleibigkeit, sondern auch bei zwanghaftem Verhalten eine Rolle spielen könnte , wie Lutter erklärt:
"Wir wussten, dass man mit einer Maus übermäßiges Pflegen durch diesen MC4R-Signalweg stimulieren konnte und in einer anderen Maus verursachte ein anderer Signalweg (SAPAP3) eine zwanghafte Körperpflege."
"Also haben wir uns entschieden, die beiden Mäuse zusammen zu züchten, um zu sehen, ob sich das auf die zwanghafte Körperpflege auswirkt", fügt er hinzu.
Das Züchtungsexperiment brachte ihre Hypothese auf den Punkt: Das Ausschalten des MC4R-Proteins in OCD-Mäusen, denen SAPAP3 fehlte, normalisierte ihr Pflegeverhalten. Und sie fanden auch, dass die chemische Blockierung des Proteins den gleichen Effekt hatte, was sich in normalen Mustern in der Gehirnzellkommunikation widerspiegelte, die mit zwanghaftem Verhalten verbunden waren.

Unerwartetes Ergebnis: Sowohl SAPAP3 als auch MC4R wurden zu normalgewichtigen Mäusen gelöscht

Aber sie waren überrascht von einem weiteren völlig unerwarteten Ergebnis. Das Löschen von SAPAP3, dessen Fehlen eine zwanghafte Pflege verursacht, stellte bei Mäusen ohne MC4R das normale Gewicht wieder her, deren Fehlen sie normalerweise übergewichtig machen würde.
"Wir hatten diese andere, völlig schockierende Feststellung - wir haben das Körpergewicht und die Nahrungsaufnahme vollständig in der Doppel-Null-Maus gerettet", erklärt Lutter.
Es zeigte sich also, dass sie zwei bis dato unbekannte Hirnareale gleichzeitig beeinflussten: die eine in Körperpflege und Verhalten, die andere in Nahrungsaufnahme und Körpermasse.

Erklärung kann in der Evolution liegen

Lutter schlägt vor, dass, während eine Verbindung zwischen Fettleibigkeit und Zwangsstörungen zuerst nicht offensichtlich sein könnte, es eine evolutionäre Erklärung geben könnte. Überleben hängt davon ab, saubere, sichere Nahrung zu essen. Wenn diese reichlich vorhanden ist, erhöht sich der Antrieb und wenn er knapp wird, nimmt er ab.
"Obsessives Verhalten oder Angst vor Kontamination kann ein evolutionärer Schutz gegen das Essen von verdorbenem Essen sein", erklärt er.
Öle und Fette sind kalorien- und nährstoffreich, verderben aber auch schneller als Nahrungsmittel, die weniger Nährstoffe und Kalorien enthalten wie Zwiebeln, Äpfel und Kartoffeln.
(Kühlung, die das Kontaminationsrisiko verringert, war nicht lange genug, um die Entwicklung dieser Schaltkreise zu beeinflussen.)
Lutter fragt sich, ob die Schaltkreise, die sie gefunden haben, darüber entscheiden, ob sie kalorienreiche Nahrungsmittel essen sollen oder nicht.
Vielleicht kann eine Störung in den Schaltkreisen einerseits zu Fettleibigkeit führen, weil Menschen weniger ängstlich und zwanghaft sind und energiereiche Nahrungsmittel konsumieren, andererseits sind sie überängstlich und obsessiv und beschränken ihre Nahrungsauswahl oder -aufnahme, was zu Störungen führt wie Anorexia nervosa, Tourette-Syndrom oder OCD.
Pieper sagt, sie wollen jetzt herausfinden, ob die beiden Wege miteinander reden. Was auch immer die Antwort sein mag, es wird wahrscheinlich das Verständnis für neue Medikamente zur Behandlung einiger dieser Störungen erhöhen.
Mittel aus der Hartwell Foundation, der Brain and Behavior Foundation, den National Institutes of Health und einem NARSAD Young Investigator Award trugen zur Finanzierung der Studie bei.
In einer weiteren Studie, die im Januar 2013 veröffentlicht wurde, beschreiben Forscher am MIT, wie sie mittels optogenetischer Hirnstimulation zwanghaftes Verhalten bei Mäusen ohne SAPAP3 blockierten.
Geschrieben von Catharine Paddock