Rauchen wird seit Jahrhunderten mit Gewichtsverlust in Verbindung gebracht. In der modernen Welt verbinden Werbung und andere Aspekte der Populärkultur Schlankheit oft mit Zigaretten. Auch die wissenschaftliche Forschung unterstützt diese Verbindung im Allgemeinen; Forscher haben herausgefunden, dass Raucher einen niedrigeren Body-Mass-Index haben als Nichtraucher, und sie haben herausgefunden, dass Nikotin die Futtermenge verringert, die Tiere fressen.
Während Nikotin als Appetitzügler gilt, ist über seinen tatsächlichen Wirkmechanismus im Gehirn wenig bekannt. Erstautor Yann Mineur von der Yale University School of Medicine und seine Kollegen haben Licht ins Dunkel gebracht. Sie haben einen Weg gefunden, der regelt, wie Nikotin die Nahrungsaufnahme verringert. Ihre Entdeckung, die in einer kürzlich erschienenen Ausgabe von erscheint Wissenschaftkönnte möglicherweise Menschen helfen, mit dem Rauchen aufzuhören, und zu neuen Wegen der Behandlung von Fettleibigkeit führen.
Mineur fand heraus, dass sowohl Nikotin als auch ein Medikament namens Cytisin die Nahrungsaufnahme von Mäusen um bis zu 50 Prozent verringern und die Körperfettmasse um etwa 15 bis 20 Prozent senken. Nikotin bindet an die nikotinischen Acetylcholinrezeptoren im zentralen und peripheren Nervensystem, und Cytisin bindet sogar noch selektiver an diese nikotinischen Rezeptoren. Wenn eine Chemikalie hinzugefügt wird, die die Bindung von Cytisin an die Nikotinrezeptoren blockiert, zeigten die Mäuse weniger magersüchtiges Verhalten. Dies veranlasste Mineur und seine Kollegen zu dem Schluss, dass die Aktivierung der nikotinischen Acetylcholinrezeptoren für die Verringerung des Appetits unerlässlich ist.
Bei weiteren Experimenten fanden Mineur und sein Team heraus, dass eine bestimmte Untereinheit (die β4-Untereinheit) in den nikotinischen Acetylcholinrezeptoren direkt an der Erzeugung von magersüchtigen Wirkungen beteiligt ist. Als die Forscher die Expression dieser Untereinheit unterdrückten, hatte ein nikotinhaltiges Medikament wie Cytosin keine magersüchtige Wirkung auf Mäuse. Diese Untereinheit wird in einem Bündel von Neuronen (dem bogenförmigen Kern) im mediobasalen Hypothalamus exprimiert, was darauf hindeutet, dass Nikotin speziell auf diese Zellen wirkt.
Die Knockdown-Ergebnisse veranlassten die Forscher, die Funktionen verschiedener Neuronen im mediobasalen Hypothalamus zu untersuchen. Die β4-Untereinheit in seinen nikotinischen Acetylcholinrezeptoren wird von einem Neuronentyp, den Pro-Opiomelanocortin (POMC)-Zellen, exprimiert. Die Forscher fanden heraus, dass nikotinhaltige Medikamente an nikotinhaltige Acetylcholinrezeptoren auf POMC-Neuronen binden und diese Neuronen zum Feuern bringen.
Wenn die Forscher ein bis zwei Minuten lang Nikotin auf POMC-Neuronen applizierten, feuerten die POMC-Neuronen häufiger. Die Wirkung hängt davon ab, wie viel Nikotin vorhanden ist. Eine kleine Dosis von 0,5 µM bewirkt eine Steigerung von etwa 173 Prozent, während eine größere Dosis von 50 µM die Feuerung um etwa 456 Prozent erhöht. Es ist bekannt, dass die Aktivierung von POMC-Neuronen Appetitlosigkeit und einen Anstieg des Energieverbrauchs verursacht. Insbesondere fanden Mineur und sein Team heraus, dass eine Art von Hormon namens Melanocortin, das von POMC-Neuronen produziert wird, entscheidend dafür ist, dass Nikotin eine magersüchtige Wirkung hat.
Um den Prozess zusammenzufassen, entdeckte Mineur, dass Nikotin und andere nikotinhaltige Medikamente eine magersüchtige Wirkung haben, indem sie zuerst mit der β4-Untereinheit von nikotinischen Acetylcholinrezeptoren interagieren, die von POMC-Neuronen exprimiert werden. Dadurch werden die POMC-Neuronen aktiviert, wodurch das Hormon Melanocortin freigesetzt wird. Die Autoren merken an, dass die β4-Untereinheit möglicherweise nicht die einzige ist, die beteiligt ist. Weitere Forschungen könnten zeigen, dass auch andere Untereinheiten der nikotinischen Acetylcholinrezeptoren eine wichtige Rolle spielen.
Durch die Bereitstellung eines Mechanismus, der regelt, wie Nikotin den Appetit unterdrückt, haben Mineur und seine Kollegen die Möglichkeit eröffnet, verschiedene Therapien maßzuschneidern, um Menschen beim Abnehmen ohne die negativen Auswirkungen des Konsums von Tabakprodukten zu unterstützen. Beispielsweise könnte es möglich sein, Medikamente zu synthetisieren, die weniger toxisch sind oder weniger abhängig machen als Nikotin, aber einen ähnlichen Wirkmechanismus im Gehirn haben. Solche Medikamente könnten Menschen helfen, Fettleibigkeit zu bekämpfen.
Wissenschaft2011. DOI: 10.1126/science.1201889 (Über DOIs)