Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Durch verschiedene Studien konnte nachgewiesen werden, dass unser Körperbau zwischen 50 und 70 Prozent von unserer DNA abhängt. Es wurden beispielsweise eineiige Zwillinge direkt nach der Geburt in verschiedene Familien gegeben. Trotzdem zeigten sie später auffallende Gemeinsamkeiten bei ihrem Gewicht und ihrer Körperform.

DNA und das Hormon Leptin

Das Hormon Leptin ist für unser Sättigungsgefühl verantwortlich. Nur wenigen Menschen, weltweit circa zwei Dutzend, fehlt dieses Hormon. Diese Menschen nehmen zu, da sie kein Sättigungsgefühl verspüren. Es kann gentechnisch erzeugtes Leptin hergestellt werden, jedoch hilft das nur Menschen bei der Gewichtsabnahme, denen das Leptin komplett fehlt. Bei Menschen, die fettleibig sind, wurde ein erhöhter Leptin Gehalt im Blut nachgewiesen. Das ist ein Hinweis darauf, dass der Körper versucht die Energieaufnahme zu reduzieren. Leptin soll jedoch nicht nur das Hungergefühl steuern, sondern auch im Zustand des Hungerns den Stoffwechsel drosseln. Das konnte bei Magersüchtigen nachgewiesen werden, die über einen besonders niedrigen Leptin Gehalt verfügten. Zudem gibt es Hinweise darauf, dass ein niedriger Leptin-Gehalt für die hohe Aktivität vieler Magersüchtiger verantwortlich ist.

Der Malanokortin-4-Rezeptor

Womit Übergewicht noch zutun haben kann, ist das Ausfallen der Erbanlage für den Melanokortin-4-Rezeptor. Es ist ein Protein, das unter dem Hypothalamus liegt und das für das Übermitteln von Sättigungssignalen verantwortlich ist. Durch Untersuchungen konnte herausgefunden werden, dass bei ungefähr zwei Prozent der Untersuchten eine Mutation dieses Gens vorhanden war. Die Auswirkungen der Mutation können jedoch ganz unterschiedlich zwischen ein bis zwei Kilogramm bis hin zu 28 Kilogramm betragen. Generell kann man sagen, dass das Aussehen der Figur nicht von der Mutation eines speziellen Erbfaktors abhängt, sondern, dass jeder individuelle Abweichungen im Genom besitzt.

Was bisher nicht bekannt ist

Momentan wird noch davon ausgegangen, dass viele Gene, die Auswirkungen auf das Gewicht haben, noch nicht bekannt sind. Es wird davon ausgegangen, dass einige Genversionen sich nur dann auf das Gewicht auswirken, wenn ein zweites Gen in einer ganz bestimmten Variante vorliegt.

Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Gehörst Du auch zu den Schmerzgeplagten? Kopf- oder Rückenschmerzen? Stelle Dir mal vor, Du könntest keinen Schmerz empfinden. Das klingt zunächst mal toll. Aber will man das wirklich? Schmerz ist ja eigentlich ein relevantes Signal zum Schutz vor Verletzungen.

Du hast sicher auch schon von Menschen gelesen, die ein vermindertes Schmerzempfinden haben und sich infolgedessen häufig schwere Blessuren zuziehen. Interessant wäre es aber den Schmerz gezielt und zuverlässig ausschalten zu können.

Ein mutiertes Gen befreit von Schmerzen 

Der Fall eines damals vierjährigen Mädchens brachte die Wissenschaftler auf die Spur und gab den Anstoß für eine Studie. Enrico Leipold von der Universität Jena hat die Ergebnisse im Fachmagazin „Nature Genetics“ veröffentlicht. Leiter der Studie war der Jenaer Humangenetiker Ingo Kurth. Aber zurück zu dem Mädchen: Es sei völlig schmerzfrei gewesen. Als Ursache ermittelten die Forscher eine Veränderung des Gens SCN11A. Diese führt zu einer Überfunktion des Natriumkanals in der Hülle von Nervenzellen.

Die Nervenzelle wird dadurch überlastet und gelähmt. Die Ionenströme in den Natriumkanälen haben die relevante Funktion elektrische Signale entlang der Fortsätze von Nervenzellen weiterzuleiten. Die betroffenen Zellen sitzen im Rückenmark. Von dort  aus werden normalerweise Schmerzsignale an das Gehirn weitergeleitet.

Der Versuch zur Klärung dieser Hypothese wurde auf Mäuse im Labor übertragen, die mit der genetischen Veränderung versehen wurden. In Experimenten konnten die Forscher beobachten, wie sich die Nervenzelle durch diese Mutation verändert. Enrico Leipold meint dazu, dass der Befund überraschend gewesen sei. Eigentlich hätte die Überfunktion des Natriumkanals das genaue Gegenteil erwarten lassen.

“Ähnliche Erkrankungen führen bei Patienten ausnahmslos zu einer erhöhten Schmerzwahrnehmung.” Doch hier war der Fall anders. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts stießen die Wissenschaftler auf den Fall eines schwedischen Jungen, der dieselbe Mutation des SCN11-Gens aufweist. Die Genveränderung sei spontan aufgetreten und konnte in den Genen der Eltern der Kinder nicht entdeckt werden. Allerdings würden Betroffene die Mutation an ihre Kinder weitergeben.

Chancen für die Medizin

Wie eingangs erwähnt, könnte das eine interessante Möglichkeit für die Schmerztherapie sein. Die Forscher hoffen zukünftig den Natriumkanal durch neu zu entwickelnde Medikamente gezielt ausschalten zu können und somit Schmerzpatienten, die körperlich belastende Behandlung mit Analgetika ersparen zu können. Diese haben zum einen häufig starke Nebenwirkungen, zum anderen wirken sie nicht bei jedem Patienten. Welche Gefahren allerdings ein derartig schwerwiegender Eingriff in das menschliche Erbgut mit sich bringen könnte, ist allerdings zum gegenwärtigen Zeitpunkt auch noch unklar.

Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Magenkrebs ist eine der aggressivsten Krebsarten überhaupt. An dritter Stelle der Krebs-Todesursachen steht die Magengeschwulst. Jedes Jahr sterben weltweilt 700.000 Menschen an Magenkrebs und trotzdem gibt es bislang lediglich eine einheitliche Therapie, um diesem Leiden beizukommen. Forscher fordern spezifischere Behandlungsmöglichkeiten, um jeder individuellen Krebsform begegnen zu können. Magenkrebs tritt nämlich in ganz unterschiedlichen Formen auf, sodass sich die Therapie dieser Tatsache anpassen muss.

Die Genetik ist der Schlüsselwert für eine individuelle Therapie gegen Magentumore

Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat sich der Erforschung der Krebszelle gewidmet. Das Cancer Genom Atlas Research Network versucht unterschiedliche Krebsarten zu klassifzieren und hat nun die vier Haupttypen von Magenkrebs vorgelegt. Diese Unterteilung beruht auf den genetischen Eigenschaft der Krebsarten.

Dies ist insofern eine Neuerung, da die bisherige Klassifikation aufgrund des Aussehens, der Größe sowie des Wuchsverhaltens der Tumore beruhte. Die Kollegen vom Cancer-Atlas verwerfen diese Herangehensweise und schreiben der Entwicklung von Krebszellen eine genetische Ursache zu. Die Veränderung von Erbgut sei erst Auslöser für die Entstehung von Krebs.

Die vier Kategorien von Magentumoren

Dafür wurden Gewebeproben von 295 bösartigen Magentumoren genommen und mit Hilfe von molekulargenetischen Verfahren untersucht. Diese Untersuchung und etwaige Ähnlichkeiten, wie das Mutationsmuster der Tumorzellen oder andere molekulare Eigenschaften, führten zu der Klassifikation der Tumortypen in vier Kategorien. Die erste Gruppe, die etwa zehn Prozent der Magentumore umfasst, basiert auf dem Erbmaterial des Epstein-Barr-Virus und dessen Mutationen.

Die zweite Kategorie betrifft etwa 20 Prozent der Tumore, die durch Defekte im Erbgut-Reparatursystem und daraus entstandene Mutationen ausgelöst wurden. Die dritte und mit 50 Prozent die größte Kategorie, umfasst Tumore mit brüchigem Erbgut. Dies führt zu Mutationen unterschiedlichster Art oder auch dem Verlust von genetischem Material. Diese Tumorart siedelt sich häufig am Übergang zwischen Speiseröhre und Magen an. Die vierte Kategorie umfasst 20 Prozent der Tumorerkrankungen im Magen und dessen Genetik scheint weitgehend stabil zu sein.

Behandlungsweisen durch genetische Erforschung Die genetische Analyse soll eine gezieltere Therapie gegen Magentumore ermöglichen. Bestimmte genetische Veränderungen können durch speziell ausgerichtete Medikamente einen besseren Therapieverlauf ermöglichen. Die vorgenommene Kategorisierung von Tumorarten führt im zweiten Schritt zu Medikamentenstudien, die speziell auf diese Tumorarten zugeschnitten sind.

Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Erst vor Kurzem haben die bahnbrechenden Forschungsergebnisse des Teams um den amerikanischen Zellbiologen Dr. Shoukhrat Mitalipov von der Oregon Health & Science University für Furore gesorgt: Die Forscher hatten die letzte biochemische Hürde genommen und das Klonen von menschlichen Embryonen möglich gemacht.

Auch heute enthalten die Neuigkeiten ethischen Zündstoff: Eine neue Befruchtungsmethode soll die mitochondriale Weitergabe bestimmter Gendefekte verhindern und durch Modifikation die von Kritikern gefürchteten „Drei-Eltern-Babies“ hervorbringen. Großbritannien ist hierbei auf dem Vormarsch.

Die neue und umstrittene Methode im Detail

Im Rahmen dieser neuartigen Technik während der künstlichen Befruchtung sollen zukünftig seltene Gendefekte in der mitochondrialen DNA nicht mehr von den Müttern auf ihre Kinder übertragen werden. Bei den Mitochondrien handelt es sich um einen bestimmten Zellbestandteil mit eigenem Erbgut. Dieser wird bei der Fortpflanzung jedoch nur von der Mutter an ihre Söhne oder Töchter weitergegeben, Männer können einen Gendefekt in diesem Zellbestandteil also nur empfangen, aber nicht weitervererben.

Durch den seltenen Gendefekt werden lebenswichtige Funktionen in Gehirn, zentralem Nervensystem und der Skelettmuskulatur geschädigt, was oft zum frühzeitigen Tod des Kindes führt. Erst durch die Schwere der Folgen von Weitervererbung des defekten Erbmaterials ist die Überlegung und schließlich Durchführung der neuen Methode entstanden. Bei der künstlichen Befruchtung betroffener Frauen soll in Zukunft das gesunde Erbmaterial (ohne die defekte mitochondriale DNA) aus Eizelle oder Embryo entfernt werden und in eine („mitochondrial gesunde“) gespendete Eizelle oder einen Embryo implantiert werden. Diesen wurde natürlich vorher das von der Mutter einzusetzende Erbmaterial entfernt. Die derart modifizierte Eizelle bzw. der Embryo wird nun wieder in die Gebärmutter der Mutter eingesetzt und der Vorgang ist abgeschlossen.

Die ethische Debatte um die „Drei-Eltern-Babies“

Vollzieht man die einzelnen methodischen Schritte nun noch einmal genau nach, so wird der ethische Knackpunkt schnell deutlich: Nicht nur werden menschliche Eizellen in einer Art und Weise manipuliert, die es so noch nie gegeben hat, sondern es entstehen aus diesen Befruchtungen so genannte „Drei-Eltern-Babies“. Sie erhalten schließlich genetische Informationen vom leiblichen Vater, der leiblichen Mutter und der Spenderin. Den Begriff prägte die britische Presse mit ihrer Antwort auf die Bekanntmachung der Methode durch die leitende Gesundheitsbeamtin des Landes, Sally Davis.

Diese spricht sich nämlich nach eigenen Aussagen voll und ganz für das neuartige Verfahren aus und empfindet es als notwendig und richtig, „diese lebensrettende Behandlung so schnell wie möglich einzuführen“. Kritiker wie Lisa Jardine jedoch sehen in der neuen Methode vor allem eins: Einen Drahtseilakt, bei dem der Wunsch nach gesunden Kindern auf der einen Seite dem potenten Risiko für die Gesundheit der Kinder selbst, aber auch für die Gesellschaft allgemein gegenübergestellt werden muss – was nach Ansicht der Kritiker nach heutigem Kenntnisstand nicht im vollen Umfang möglich sei.

Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Tuberkulose, kurz „TBC“ genannt, ist eine stark infektiöse Erkrankung der Atemwege. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben an Tuberkulose weltweit noch immer Millionen Menschen pro Jahr. Und auch für Deutschland weist die Statistik des Robert-Koch-Instituts für 2012 noch über 4.000 Sterbefälle in Folge einer TBC-Infektion aus.

Mit dem Verschwinden der großen Tuberkulose-Epidemien ist bei uns das Wissen über die Krankheit ebenfalls in Vergessenheit geraten. Es bleiben blasse Erinnerungen an Bilder aus Filmen.

Beispielsweise wenn Greta Garbo als „Kameliendame“ in ihr Taschentuch hustet und die Kamera einen dunklen Blutfleck zeigt. Dann weiß jeder, dass sie an der „Schwindsucht“, wie TBC auch genannt wird, leidet – und dass sie daran sterben wird.

Dieser Automatismus wurde durch den Einsatz von Antibiotika durchbrochen. Medikamente bewirkten eine Eindämmung der Infektion, gleichzeitig verschwindet aber auch eine erhöhte Wachsamkeit gegenüber TBC. Denn wie alle Bakterien sind auch die Erreger der Tuberkulose in der Lage, ihre Gen-Struktur an neue Umweltbedingungen anzupassen und Resistenzen zu entwickeln. So ist es heute nicht nur wichtig, die Krankheit an sich, sondern auch den sie auslösenden Bakterienstamm zweifelsfrei zu identifizieren. Nur so lässt sich ohne Zeitverlust die richtige Therapie finden und erfolgreich anwenden.

Versteckte Tuberkulose

Tuberkulose ist besonders tückisch, da sie über lange Zeit im Organismus „versteckt“ sein kann, bevor sie ausbricht. Bei einer Infektion werden die Erreger vom Immunsystem sofort in sogenannten „Tuberkeln“ isoliert. Die Erreger bleiben jedoch am Leben und können bei einer längerfristigen Schwächung des Immunsystems, den um sie errichteten Schutzwall durchbrechen. So können sie sich ungehindert vermehren und sich weiter im Körper verbreiten. Es sind daher ständig verschiedene Bakterienstämme gleichzeitig in der Bevölkerung präsent, die jeweils über unterschiedliche Eigenschaften verfügen.

Nun haben Wissenschaftler ein einfaches Verfahren entwickelt, dass bei der frühzeitigen Erkennung der Krankheit hilft. Es wird nicht nur durch einen Gentest bestimmt, um welchen TBC-Erregerstamm es sich jeweils handelt, sondern auch, welche Besonderheiten der jeweilige Stamm aufweist. Die Informationen werden dann eingesetzt, um die richtigen Medikamente zu finden. Außerdem können so die Infektionswege zwischen Erkrankten nachvollzogen werden, was die Chancen einer raschen, zielgerichteten und daher erfolgreichen Behandlung wesentlich erhöht.

Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Auch in diesem Jahr werden wieder die Nobelpreise verliehen. Den Auftakt bilden dabei jährlich die Medizin Nobelpreise, gefolgt von Physik, Chemie, Literatur und dem Friedensnobelpreis. Gerade der diesjährige Nobelpreis in Medizin würdigt dabei eine zukunftsträchtige Technologie. Ausgezeichnet werden der Brite John Gurdon sowie der Japaner Shinya Yamanaka, die auf dem Gebiet der Stammzellenforschung arbeiten.

Die Leistung der Preisträger

Der Nobelpreis wird traditionell am 10. Dezember überreicht. Zu diesem Datum starb Alfred Nobel, der Stifter des Preises. Geehrt werden herausragende Leistungen, wie sie auch von den beiden Geehrten erbracht wurden. Diese Leistungen sollen im vergangenen Jahr den Menschen großen Nutzen gebracht haben. Die beiden Wissenschaftler widmeten sich der Stammzellenforschung.

Unter Stammzellen werden Körperzellen verstanden, die in alle Körpergewebe differenzieren können. Allgemein handelt es sich daher um Zellen, die sich laienhaft ausgedrückt noch nicht entschieden haben, welches Gewebe sie später werden. Auf den Stammzellen basieren Technologien, wie beispielsweise das Klonen, bei dem die Zellen dazu verwendet werden, Lebewesen und Pflanzen aus Zellen zu erzeugen, die bereits leben. Eine Befruchtung findet dabei nicht statt. Die Forscher hatten während ihrer Arbeit entdeckt, wie reife Zellen in Pluripotenz umprogrammiert werden können. Dies bedeutet im Klartext, die Forscher haben die Grundlage dafür geschaffen, dass normale Körperzellen wieder in Stammzellen umgewandelt werden können. Diese Technologie bedeutet für die Medizin eine große Hoffnung. Ärzte auf der ganzen Welt hoffen, dass daduch eine effektive Behandlung von Alzheimer möglich wird. Zugleich ermöglicht die Entdeckung auch, auf embryonale Stammzellen zu verzichten – Eine Methode, die stark umstritten ist. Erste Schritte wurden bereits getätigt. Den Forschern gelang es bereits, die erschaffenen Stammzellen zu differenzieren und auch Mäuse konnten bereits auf diese Weise gezüchtet werden.

Diesjährige Preisträger und Alfred Nobel

Beide Wissenschaftler sind nicht unbekannt, geht es um die Forschung an Stammzellen. Bereits 1962 hatte Gurdon einen Frosch geklont. 2006 gelang es seinem japanischen Kollegen, vier Gene in die Hautzellen von Mäusen einzuschleusen. Diese Hautzellen wandelten sich dann in Stammzellen um. Später gelang ihm dies auch bei menschlichen Zellen. Die Arbeit der Forscher brachte ihnen im Jahr 2009 bereits einen gemeinsamen Preis ein. Sie erhielten den Lasker-Preis, der in den USA für die medizinische Grundlagenforschung verliehen wird. Bis die Stammzellen-Technologie allerdings so weit entwickelt ist, dass sie zur Stammzellentherapie verwendet werden kann, werden noch viele Jahre vergehen. Dennoch handelt es sich um eine bahnbrechende Technologie, sodass der Nobelpreis gerechtfertigt ist. Erstmals wurde dieser im Jahr 1901 verliehen. Der erste Preisträger war Emil Adolf von Behring, der für die Entdeckung der Serumtherapie gegen Diphterie geehrt wurde. Danach folgten viele herausragende Preisträger.

Der Preis selbst wurde genau für diese Persönlichkeiten geschaffen. Alfred Nobel war ein schwedischer Chemiker und Erfinder, der im Verlauf seines Lebens mehr als 350 Patente anmeldete. Nobel selbst hatte keine Kinder, jedoch ein beträchtliches Vermögen, das er vor allem durch die Erfindung eines Zünders für Nitroglyzerin verdiente. Sein Vermögen von mehr als 31 Millionen Kronen sollte allerdings nicht einfach dem Staat übergeben werden. Ein Jahr vor seinem Tod, im Jahr 1895, verfügte er daher per Testament, dass sein Vermögen in eine Stiftung übergehen solle. Mehr als 90 Prozent seines damaligen Vermögens flossen direkt in die Stiftung. Die Dotierung, die in diesem Jahr acht Millionen Kronen alleine im Bereich Medizin beträgt, resultiert noch immer aus dem Nachlass Nobels. Das Geld wurde in sichere Aktien und Ähnliches angelegt. Die Gewinne und Renditen sind jene Summen, die für die Preise ausgezahlt werden. In der Regel wird für den Bereich Medizin ein Preisgeld von zehn Millionen Kronen ausgezahlt. Durch die Wirtschaftskrise wurde dieser Betrag in diesem Jahr allerdings gekürzt.

Ist Übergewicht genetisch bedingt?

Was ist die Epigenik?

Jeder Mensch hat einen genetischen Code. Die Entscheidung, wie ein Mensch “tickt”, ist allerdings von mehr Kriterien abhängig, die ebenfalls im genetischen Gefüge zu finden sind. So gibt es neben den vier priorisierten Bausteinen für die DNS auch so genannte Epigenik,  epigenetische dynamische Codes, welche in erster Linie dafür verantwortlich sind, den Einfluss von ererbtem Genmaterial zu unterstützen oder auch auszuschalten.

Der epigenetische Anteil unseres genetischen Strickmusters kann also darüber entscheiden, ob mütterliche oder väterliche Einflüsse überwiegen, wobei sich diese Auswahl auch auf einzelne Bereiche beziehen kann.

Die Veranlagung

So kann es dazu kommen, dass ein Mensch die Friedfertigkeit vom Vater, Durchsetzungsfähigkeit von der Mutter, die Neigung zu Übergewicht wieder vom Vater und die Veranlagung zu bestimmten Erkrankungen wieder von der Mutter hat. Klingt ganz so, als ob man dagegen nichts machen könne. Stimmt es also, wenn jemand sich auf seine Epigenetik bezieht, um bestimmte Verhaltensweisen, Angewohnheiten oder körperlichen Gegebenheiten zu erklären? Forscher haben herausgefunden, dass Umwelt, zwischenmenschliche Beziehungen und auch die eigene Willenskraft unser genetisches Muster verändern können, ohne dass Einfluss auf die Stamm-DNS genommen wird.

Es ist durchaus möglich, ganz bewusst daran zu arbeiten, bestimmte Eigenschaften abzulegen oder anzunehmen. Dabei handelt es sich um viel mehr, als eine reine Kopfsache, denn unser epigenetisches Material erfährt dadurch eine dauerhafte Veränderung. Das gilt auch für unbewusste Prozesse, die beispielsweise Erfahrungen innerhalb einer glücklichen Beziehung auslösen können. Das veränderte epigenetische Strickmuster bleibt allerdings nicht in uns isoliert. Es wird in dieser veränderten Form weiter vererbt und trägt somit zur DNS unserer Nachfahren bei. Bis in die dritte Generation kann eine vererbte Genetik wirken. Unsere Gene sind also nicht unser unabwendbares Schicksal, wie man noch vor einiger Zeit in der Welt der Wissenschaft glaubte. Es gibt immer wieder Raum für Veränderungen, von der sogar unsere Nachwelt profitieren kann.