Allgemeines
Braunes Fett ist eine Population besonders mitochondrienreicher Fettzellen, die auf die Erzeugung von Wärme spezialisiert sind. Die Fähigkeit brauner Fettzellen zur Thermogenese spielte in der Evolution der Säugetiere eine bedeutende Rolle. So schützen sie beispielsweise Tiere im Winterschlaf vor dem Erfrieren.
Neugeborenen hilft braunes Fett, ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Dies ist bereits unmittelbar nach der Geburt aufgrund des plötzlichen Temperaturabfalls von großer Bedeutung. Mit zunehmendem Alter nimmt die Bedeutung des braunen Fetts jedoch ab.
Auch Erwachsene besitzen, entgegen früheren Annahmen, noch braunes Fett. Darüber hinaus tragen „beige“ Fettzellen, die zur Bräunung von weißem Fettgewebe beitragen, ebenfalls zur Thermogenese ohne Muskelzittern bei. Thermogenetisch aktive Fettzellen eröffnen interessante und wahrscheinlich auch therapeutisch bedeutsame Perspektiven (siehe hier).
Braunes Fett beeinflusst über eine Signalverbindung zum Gehirn (Braunes-Fett-Gehirn-Achse) das Hungergefühl und die Nahrungsaufnahme. Dadurch moduliert es den Energiehaushalt des Körpers. Es wird daher nicht nur als Wärmeorgan angesehen, das an der Temperaturregulation beteiligt ist und überschüssige Kalorien abbaut, sondern auch als wichtiger Akteur bei der Steuerung der Nahrungsaufnahme 1.
→ facebook: Neues und Interessantes!
→ Labor-App Blutwerte PRO – mit Lexikonfunktion
Herkunft und Charakteristik
Braunes Fett entwickelt sich aus Myoblasten (Vorläuferzellen, die sich auch zu Muskelzellen entwickeln können). Es hat die Aufgabe, Fett zu verbrennen, um Wärme zu gewinnen.
Typisch für braunes Fett sind intrazellulär multilokuläre kleine Fetttröpfchen, eine große Anzahl von Mitochondrien (wegen ihrer Cytochrome verantwortlich für die bräunliche Färbung) in den Zellen und eine deutliche Abgrenzung der Zellnester vom umgebenden Fettgewebe durch eine Bindegewebskapsel 2 3. Charakteristisch und wesentlich für die Entwicklung von braunem Fett ist ein Komplex aus den Proteinen PRDM16 und C/EPB-ß 4.
Funktion
Während in gelbem Fett der Abbau von Fett der Bildung von ATP, also von Energie, dient, führt sie in braunem Fett zur Wärmeerzeugung, der „Thermogenese“. Ein „Entkopplungsprotein“ (uncoupling protein 1, UCP1) bewirkt, dass die beim Abbau von Fett frei werdende Energie in Form von Wärme „verpufft“ und nicht, wie in gelbem Fett zum ATP-Aufbau verwendet wird. UCP1 ist in der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert. Es wird durch Kälteexposition oder durch Nahrungsaufnahme aktiviert. Diese Stimuli führen damit zu einer Erhöhung der Oxidation freier Glukose und freier Fettsäuren und von Wärme 3.
Auf milde Kälteeinwirkung reagiert braunes Fett mit vermehrter Stoffwechselaktivität. Es beteiligt sich damit aktiv an der Temperaturregulation des Körpers. Seine Bedeutung steigt offenbar, je niedriger der Body-mass-Index ist; bei Adipositas ist die Menge an braunem Fett relativ gering 5 6 7.
Braunes Fett übt vor allem bei Neugeborenen eine existenzielle Funktion aus. Es ist zum Zeitpunkt der Geburt bereits voll ausgebildet und sorgt dafür, dass die Körpertemperatur ohne Muskelzittern trotz des geburtsbedingten Temperatursturzes konstant gehalten werden kann.
Die Funktion des braunen Fetts wird wesentlich vom Temperaturzentrum im Zwischenhirn aus über Fasern des Sympathicus gesteuert. Kälterezeptoren der Haut senden Signale über thermosensorische Neurone im Hinterhorn zu GABAergen Neuronen des Nucleus präopticus des Hypothalamus. Dort werden hemmende Wärme-sensitive Output-Neurone des präoptischen Areals (POA) in ihrer Aktivität unterdrückt. Es resultiert über die noradrenergen Fasern des Sympathicus eine Desinhibition (Enthemmung) des braunen Fetts und ein Anstieg seiner Thermogenese 8.
Lokalisation
Bei Säuglingen findet man stoffwechselaktives braunes Fett vor allem auf dem Rücken zwischen den Schulterblättern und in den Nierengegenden. Neuere Erkenntnisse besagen, dass auch Erwachsene noch braunes Fett besitzen. PET/CT-Untersuchungen weisen einen erhöhten Umsatz von 18F-FDG (18F-fluoro-2-desoxy-d-Glukose) in symmetrischen Arealen beidseits oberhalb des Schlüsselbeins (supraclavikulär) und neben der Wirbelsäule (paravertebral), die nicht durch einen Tumor erklärt werden können, sondern besonders stoffwechselaktivem braunen Fett entsprechen 9.
Dass beim Erwachsenen die Depots von braunem Fett zwischen den Schulterblättern verschwinden und oberhalb der Schlüsselbeine am Hals neue Depots erscheinen, wird durch einen möglichen evolutionären Vorteil erklärt: das Gewebe soll durch seine Wärmeerzeugung dazu beitragen, das Gehirn durch Aufwärmung seiner Blutzufuhr vor Kühle zu schützen 3.
Braune und beige Adipozyten
Es existieren zwei Formen Wärme erzeugender Fettzellen (Adipozyten); sie werden nach ihrer Färbung in braune und beige Fettzellen unterteilt.
- Braunes Fett, welches für die Thermogenese von Neugeborenen und Kleinkindern wesentlich ist, wird in zusammenhängenden und abgekapselten Depots gefunden, die sich bereits makroskopisch bräunlich abheben. Ihre Bildung ist mit der Geburt praktisch abgeschlossen.
- Demgegenüber finden sich beige zusammen mit weißen Fettzellen (Adipozyten) des normalen subkutanen Fettgewebes ohne Abgrenzung zu ihnen.
Beige Fettzellen enthalten eine erhöhte Anzahl von Mitochondrien, multilokulare Fetttröpfchen und das Entkopplungsprotein1 (UCP1). Sie sind hochgradig induzierbar. Unter längerer Kältereinwirkung kommt es zu einer starken Aktivierung mit erheblicher Vermehrung der Mitochondrien. Ein wesentlicher Reiz dazu kommt von (sympathischen, noradrenergen) Nervenfasern und letztlich vom Temperaturzentrum im Hypothalamus. Durch die deutliche Vermehrung der Mitochondrien färben sich Clustern solcher Zellen dunkler, so dass das weiße Fett bräunlicher erscheint (white adipose tissue browning, WAT browning). Ein auslösender Reiz ist kontinuierliche Kälte. Bei dauerhafter Wärme entwickeln sie sich wieder zurück 3.
Eine WAT-Bräunung, und damit eine Erhöhung der Kapazität, ohne Muskelzittern die Körpertemperatur zu erhöhen, wird durch verschiedene Auslöser angeregt, so durch chronische Kältereinwirkung, körperliche Arbeit und auch durch eine Langzeitbehandlung mit PPARγ-Agonisten 3.
Offenbar übt auch die Besiedlung des Darms mit Mikrobiota einen Einfluss auf die Fähigkeit zur „Bräunung von weißem Fett“ 10. Vermittelt werden die Bildung beiger Fettzellen und ihre Aktivierung u. a. durch Interleukin 4 (IL4).
Beiges und braunes Fett gegen Adipositas
Menschen und Versuchstiere, die viel braunes Fett besitzen, sind schlank. BMI und Menge an braunem Fett sind umgekehrt miteinander assoziiert. Ein Ansatz zur Behandlung von Adipositas liegt in der Vermehrung braunen Fetts.
Ein Ansatz dazu liegt in der Förderung der Umwandlung von weißen in beige und weiter in braune Fettzellen, die die Fettverbrennung von sonstigen ATP-abhängigen Stoffwechselprozessen entkoppeln können. Dem Ansatz liegt die Beobachtung zugrunde, dass beige Fettzellen des normalen Fettgewebes hochgradig induzierbar sind. Eine Überlegung betrifft eine mögliche medikamentöse Beeinflussung der an der Bildung der beigen Fettzellen beteiligten Transkriptionsfaktoren (wie PRDM16) und Cofaktoren (wie PGC-1α oder EBF2). Die Entwicklungen sind mit hohen Erwartungen verknüpft 11 12.
Ein besonderer Ansatz basiert auf dem Befund, dass künstlich hergestellte (kultivierte) antientzündlich wirkende Makrophagen nach ihrer Injektion in überfütterte adipöse Mäuse zu einer Bräunung des weißen Fettgewebes führten, verbunden mit einer Reduktion der erhöhten Entzündungsmarker und einer Erhöhung der reduzierten Insulinempfindlichkeit 13.
Mikro-RNAs
MicroRNA-203 (miR-203) ist ein neuer Ansatz zur Behandlung von Übergewicht. Es fördert die Bräunung des weißen Fettgewebes bei kälteexponierten Mäusen. Ein Ansatz über Mikro-RNA wird als erfolgversprechend angesehen. 14 15
Die Mikro-RNA miR-22 verringert die Fettansammlung als Reaktion auf eine high-fat-Diät, indem es die Differenzierung weißer Adipozyten verringert und die Aktivität braunen Fetts erhöht. miR-22 wird daher ebenfalls als potenzielles therapeutisches Ziel für Fettleibigkeit angesehen. 16
Lorsatan und braunes Fett
Lorsatan, ein Medikament, das vor allem zur Blutdruckeinstellung verwendet wird, kann den Stoffwechsel steigern und den Energieverbrauch erhöhen. Dies erfolgt durch Anregung des braunen Fetts im Körper, vor allem unter den Achseln. Damit verbunden ist eine Verbesserung des Zuckerstoffwechsels, der Blutfette und der Entzündungsmarker. Damit weisen die Ergebnisse auf eine bedeutende Erweiterung der Indikation von Lorsatan (vielleicht der gesamten Medikamentengruppe der Angiotensin-Rezeptorblocker). Ermöglicht wurden diese Erkenntnisse durch neue Techniken der Auswertung von Big Data durch künstliche Intelligenz 17.
→ facebook: Neues und Interessantes!
→ Labor-App Blutwerte PRO – mit Lexikonfunktion
Ergänzende Informationen
Weiteres
- Exp Physiol. 2020 Aug;105(8):1206-1213. doi: 10.1113/EP087878[↩]
- Nat Med. 2013;19(5):631–634[↩]
- J Clin Invest. 2015;125(2):478–486.[↩][↩][↩][↩][↩]
- Nature 2009; 460: 1154[↩]
- N Engl J Med. 2009;360(15):1500–1508[↩]
- N Engl J Med. 2009;360(15):1509–1517[↩]
- N Engl J Med. 2009;360(15):1518–1525.[↩]
- Frontiers in Endocrinology | Cellular Endocrinology January 2012|Volume3[↩]
- Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2002;29(10):1393–1398.[↩]
- Nat Med. 2015 Dec;21(12):1497-501[↩]
- Mol Metab. 2015 Nov 14;5(1):57-65[↩]
- Diabetes Metab J. 2016 Feb;40(1):12-21[↩]
- Adipocyte. 2015 Jan 7;4(2):123-8[↩]
- Mol Metab. 2019 Oct;28:36-47. doi: 10.1016/j.molmet.2019.07.002.[↩]
- Biology (Basel). 2022 Nov 13;11(11):1657. doi: 10.3390/biology11111657[↩]
- Metabolism. 2021 Apr;117:154723. doi: 10.1016/j.metabol.2021.154723[↩]
- Nature. 2026 Oct 14. doi: 10.1038/s41586-026-11162-7[↩]