Neue Art von Fettzellen entdeckt

Ein internationales Forschungsteam um Tongtong Wang aus der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Christian Wolfrum von der ETH Zürich hat eine bislang unbekannte Art von beigen Fettzellen (Adipozyten) entdeckt und in einer Publikation beschrieben, die jetzt im Journal »Cell Metabolism« erschienen ist. Diese Zellen unterscheiden sich von den bisher bekannten beigen Fettzellen.

Im Körper gibt es drei Arten von Fettzellen: Weiß, braun und beige. Die weißen Fettzellen speichern vor allem Fett als Energiereserve. Die braunen Fettzellen haben besonders viele Mitochondrien, die »Kraftwerke der Zellen«. Daher auch die braune Farbe. Anders als weiße Fettzellen produzieren sie in diesen nicht nur das Molekül ATP, das als Energiespeicher dient, sondern wandeln über die Oxidation von Fettsäuren und ein spezielles Membranprotein (UCP1) Energie in Wärme um. UCP1 bildet in der inneren Membran der Mitochondrien einen engen Kanal, durch den Protonen in das Innere strömen. Dabei entsteht Reibungswärme. 

Braune Fettzellen tragen also dazu bei, eine physiologische Körpertemperatur aufrecht zu erhalten. Dies ist besonders wichtig für Babys, die dementsprechend viel braunes Fett aufweisen. Im Laufe des Lebens nimmt das braune Fettgewebe allerdings ab. 

Die bisher bekannten beigen Fettzellen können ebenfalls Wärme erzeugen, wenn auch etwas weniger effektiv. Dazu nutzen sie wie die braunen Zellen das Protein UCP1. Beige Fettzellen kommen auch bei Erwachsenen vor – eingestreut ins weiße Fettgewebe, vor allem im Nacken- und Schulterbereich.

Forschende haben nun einen neuen Typ beiger Fettzellen identifiziert, der unabhängig von dem Protein UCP1 Wärme erzeugt. Diese bezeichnen sie als FC-Fettzellen, um sie von den anderen beigen Adipozyten zu unterscheiden. FC steht für Futile Cycle (deutsch: nutzloser Zyklus).

In Untersuchungen zeigte sich, dass die meisten dieser beigen Fettzellen kein UCP1 exprimieren, aber durch ATP-abhängige Mechanismen eine hohe Stoffwechselaktivität aufweisen. Die Zellen nutzen dazu scheinbar sinnlos hin- und herlaufende Zyklen, um Wärme zu produzieren. Sie wandeln beispielsweise Fette in ihre Bestandteile um und bauen anschließend wieder neue Fette auf. Die Zyklen verbrauchen ATP und der Energieverlust resultiert in Wärme. Die beigen Zellen tragen somit auch zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur bei.

Die Forschenden beschrieben den neuen Typ beiger Fettzellen zunächst bei Mäusen. Anschließend wiesen sie den neu entdeckten Zelltyp auch beim Menschen nach. Dabei stellten sie fest, dass die FC-Fettzellen – anders als braune Fettzellen – bei fast allen Menschen vorkommen.

Nicht jeder Mensch hat allerdings gleich viele beige FC-Fettzellen, was sich offenbar auf die Gesundheit auswirken kann. Denn eine hohe Anzahl dieser Zellen war mit einer besseren Stoffwechselgesundheit und einem gesunden Körpergewicht verknüpft.

»Indem beige Fettzellen Energie in Wärme umwandeln, bauen sie überschüssiges Fett ab«, erklärt Doktorandin Wang. Dies könnte sich auch therapeutisch bei Gewichtsproblemen oder Stoffwechselstörungen wie Diabetes nutzen lassen, indem versucht wird, die Prozesse in beigen Fettzellen medikamentös anzuregen. Auch eine Transplantation von beigen Fettzellen sei denkbar.