Fett ist vielleicht eines der am meisten unterschätzten Gewebe im Körper. Es besteht aus lipidbeladenen reifen Fettzellen und Vorläufer-Stammzellen sowie anderen spezialisierten Zelltypen, die alle in ein Netz aus extrazellulärer Matrix, Blutgefäßen und Nerven eingebunden sind. Das Fettgewebe ist also nicht der träge Klumpen Speck, der es zu sein scheint. Tatsächlich wird die entscheidende Rolle, die das Fettgewebe für die menschliche Gesundheit spielt, immer noch häufig übersehen. Stattdessen wird es als irrelevant, als kosmetische Unvollkommenheit oder als „schlechtes Ding“ abgetan, obwohl es in Wirklichkeit eine Reihe bemerkenswerter und komplexer Funktionen erfüllt (oder erfüllen sollte).

ADIPOCYTES ALS ERWEITERUNGSFÄHIGE SPEICHER

Die Bedeutung eines angemessen funktionierenden Fettgewebes wird am deutlichsten durch die seltenen Individuen veranschaulicht, die an einem allgemeinen Fettmangel, der Lipodystrophie, leiden, was zu vielfältigen endokrinen und metabolischen Problemen führt.

Gegenläufig sind die Mechanismen, die diesen Problemen zugrunde liegen, wahrscheinlich auch bei fettleibigen Individuen zu finden. Dies wurde wahrscheinlich schon 1946 von R. D. Lawrence zum ersten Mal beschrieben.1 Bei der Beschreibung eines Patienten mit Lipodystrophie, Fettleber und Diabetes stellte er fest, dass „kein Fett in den üblichen Depots gespeichert werden konnte, so dass es im Übermaß zirkulierte und eine Lipämie verursachte. Er fuhr fort, Diabetes bei Fettleibigkeit zu erörtern, und stellte die Hypothese auf, dass dies auf eine „solche Überfüllung der Fettdepots zurückzuführen ist, dass sie nicht mehr in der Lage sind, einen Überschuss an Zucker aus der Nahrung aufzunehmen und zu absorbieren“. Damit hat er auf elegante Weise herausgefunden, dass der Mangel an Speicherkapazität ein Mechanismus ist, durch den eine mangelnde Fettentwicklung oder eine übermäßige Ausdehnung des Fettgewebes ähnliche Gesundheitsprobleme verursachen kann.

Die erste und mit Sicherheit wichtigste Aufgabe des Fettgewebes besteht also darin, als sicherer Speicher für Lipide zu dienen. Der Verlust dieser Fähigkeit führt zu einer unangemessenen Anhäufung von Lipiden und zu Funktionsstörungen in anderen Geweben.

Das Fettgewebe stellt bei Bedarf auch eine leicht mobilisierbare Energiequelle dar. Dies erfordert eine komplexe, koordinierte Reaktion auf endokrine und neuronale Signale, um Nährstoffaufnahme, -verarbeitung, -speicherung, -abbau und -abgabe genau zu regulieren.2 Der typische weiße Fettzelle kann einen Durchmesser von über 0,1 mm haben. Mindestens 90 % seines Volumens nimmt ein einziger, riesiger Lipidtropfen ein. Alles andere, was diese Zelle tun muss, wird in einer dünnen, sie umgebenden „Haut“ aus Zytoplasma erledigt. Angesichts der Bandbreite ihrer Fähigkeiten ist dies eine bemerkenswerte Leistung.

Eine weitere Schlüsselrolle des Adipozyten ist die Sekretion lokaler und systemisch wirkender endokriner Faktoren.3 Am bekanntesten sind wohl der zentral wirkende Sättigungsfaktor Leptin und das Protein Adiponektin, dessen Spiegel eng mit der Insulinempfindlichkeit korreliert. Es wurden jedoch noch viele weitere Faktoren mit einer verwirrenden Vielfalt von Wirkungen beschrieben, von denen sich einige positiv und andere negativ auf die metabolische Gesundheit des Einzelnen auswirken. Zusätzlich zu diesen Funktionen kann Fettgewebe als mechanische Barriere gegen Verletzungen fungieren und Kälte isolieren.

3D-Rendering eines 100 µm dicken Schnitts des murinen Fettgewebes in der Niere. Die Immunofloreszenzfärbung für das Lipidtröpfchenprotein Perilipin ist in Cyan. Ein Cre-induziertes tdTomato fluoreszierendes Protein markiert eine Untergruppe von Adipozyten rot. In der Mitte ist der Zellkern einer residenten Fettstammzelle grün markiert. ©J. Rochford

Ort, Ort, Ort

Wo sich das Fett im Körper ansammelt, kann sich sehr unterschiedlich auf die Gesundheit auswirken. Subkutanes weißes Fettgewebe ist im Allgemeinen vorteilhaft, während die Ausdehnung des viszeralen weißen Fettgewebes bei Adipositas stark mit Stoffwechselkrankheiten korreliert ist. Hinter dieser pauschalen Aussage verbirgt sich jedoch die Tatsache, dass die verschiedenen Fettdepots hochspezialisiert sind und unterschiedliche Funktionen haben.

Im Gegensatz zu anderen Fettgeweben nimmt beispielsweise das Fettgewebe des Knochenmarks während einer Kalorienrestriktion zu.4 Tatsächlich kann das Knochenmarkfett in mindestens zwei anatomisch und funktionell unterschiedliche Typen unterteilt werden. Es gibt mehrere Depots mit thermogenem braunem Fettgewebe sowie Zellen, die einige Merkmale von weißen und braunen Adipozyten aufweisen (so genannte Brite- oder Beige-Adipozyten). Ihr Vorhandensein bei erwachsenen Menschen hat zu einem intensiven Interesse an der Nutzung ihrer Fähigkeit geführt, gespeicherte Fette zu „verbrennen“ und die Energie dann abzugeben, um die Fettleibigkeit zu bekämpfen.5 Insgesamt könnte die gezielte Beeinflussung der Entwicklung oder Funktion bestimmter Fettgewebetypen stoffwechselgesundes Fettgewebe begünstigen und damit den Gesundheitszustand bei Fettleibigkeit erheblich verbessern.

UNDEREXPLORED DEPOTS: FAT IN FUNNY PLACES

Neben den systemischen Effekten kann das Fettgewebe auch spezifischere Auswirkungen auf eng verbundene Gewebe haben. Perivaskuläres Fettgewebe kann die Gefäßfunktion lokal beeinflussen. Das Fettgewebe in den Gelenken spielt eine Schlüsselrolle bei der Erhaltung der Gelenke, wobei Veränderungen in seiner Funktion zu Gelenkerkrankungen wie Arthrose beitragen. Kleine Depots von Fettzellen befinden sich unter anderem im oder in der Nähe des Herzens, der Nieren und der Augen. Wenn man herausfindet, was jedes einzelne an seinem spezifischen Ort tut, wird man wahrscheinlich neue Erkenntnisse über die Funktion der Adipozyten gewinnen, die bei allgemeineren Analysen gut untersuchter Fettdepots übersehen wurden.

Die Adipozyten, die die verschiedenen Depots bilden, können sich aus mehreren unterschiedlichen Populationen von Stammzellen entwickeln, deren Natur die Gesamtfunktion der von ihnen erzeugten Gewebe bestimmen kann.6 Das Verständnis ihrer Identität und ihres Potenzials ist nicht nur für die Funktion des Fettgewebes von Bedeutung, da aus dem Fettgewebe isolierte Stammzellen therapeutisch eingesetzt werden, um eine Vielzahl von Zelltypen zu erzeugen.

So komplex sind die Ursprünge und Funktionen der Fettzellen zwischen und innerhalb der verschiedenen Depots. Einige dienen der Langzeitspeicherung, andere als Brennstoffquelle, wieder andere setzen endokrine Signale frei oder erzeugen Wärme. Die Bandbreite der Fähigkeiten ist bemerkenswert. Nicht schlecht für die bescheidene Fettzelle.

Justin Rochford, Reader in Metabolic Health, Rowett Institute, University of Aberdeen, UK

1. Lawrence RD 1946 Lancet 247 773-775.
2. Morigny P et al. 2016 Biochimie 125 259-266.
3. Choi CHJ & Cohen P 2017 Experimental Cell Research doi:10.1016/ j.yexcr.2017.04.022.
4. Scheller EL et al. 2016 Trends in Endocrinology and Metabolism 27 392-403.
5. Kajimura S et al. 2015 Cell Metabolism 22 546-559.
6. Sanchez-Gurmaches J & Guertin DA 2014 Biochimica et Biophysica Acta 1842 340-351.