Übergewicht (Adipositas) – Ursachen
Pathogenese (Krankheitsentstehung)
Die Ursache der Adipositas ist ein Ungleichgewicht zwischen Energieaufnahme und Energieverbrauch, was zu einer positiven Energiebilanz und damit zur Gewichtszunahme führt. Überschüssige Energie wird primär als Depotfett in subkutanem (unter der Haut) und viszeralem Fettgewebe (Bauchhöhlenfett) gespeichert. Zusätzlich lagert sich ektope Fett an, das an untypischen Stellen wie in Leber, Muskulatur und Pankreas (Bauchspeicheldrüse) vorkommt.
Primäre pathophysiologische Mechanismen
- Genetische Prädisposition und Umweltfaktoren:
- Neben einem allgemeinen Kalorienüberschuss können genetische Faktoren in Kombination mit bestimmten Umweltfaktoren zur Adipositas beitragen. Genetische Dispositionen beeinflussen den Stoffwechsel und die Verteilung des Körperfetts.
- Mediatoren aus dem Fettgewebe:
- Adipöse Personen zeigen charakteristisch erhöhte Resistin- und verminderte Adiponektinwerte. Diese sind Mediatoren („Mittler“) aus dem Fettgewebe, die den Stoffwechsel regulieren und auf die Empfindlichkeit gegenüber Insulin Einfluss nehmen.
- Regulation des Hunger- und Sättigungsgefühls:
- Ein gestörtes Gleichgewicht der Sättigungshormone im Magen und Darm trägt zur Adipositas bei. Enteroendokrine Zellen im Magen-Darm-Trakt produzieren verschiedene Sättigungshormone:
- I-Zellen: Setzen Cholecystokinin (CCK) frei.
- L-Zellen: Produzieren Peptid YY (PYY) und die Glucagon-ähnlichen Peptide 1 und 2 (GLP-1, GLP-2).
- X/A-Zellen: Bilden Ghrelin, das zusammen mit Leptin und Cortisol das Hunger- und Sättigungsgefühl steuert.
- Eine verminderte Bildung dieser Hormone verzögert das Sättigungsgefühl und führt zu erhöhtem Nahrungsbedarf. Laboruntersuchungen bestätigen, dass adipöse Patienten nach einer Mahlzeit reduzierte Konzentrationen von CCK, GLP-1, PYY und vor allem von Ghrelin im Blut aufweisen [12].
- Ein gestörtes Gleichgewicht der Sättigungshormone im Magen und Darm trägt zur Adipositas bei. Enteroendokrine Zellen im Magen-Darm-Trakt produzieren verschiedene Sättigungshormone:
Sekundäre pathophysiologische Mechanismen
- Leptinresistenz und Fehlinformation des Gehirns:
- Bei extremer Adipositas (BMI ≥ 40), die bereits früh im Leben auftritt, können Fehler im Leptinstoffwechsel, wie eine Leptinresistenz im Gehirn oder ein Leptinmangel, auftreten. Diese Störungen führen zu einer falschen Einschätzung des Ernährungszustands des Körpers durch das Gehirn, was ein ständiges Hungergefühl zur Folge hat.
- Hormonelle und metabolische Faktoren:
- Ghrelin, bekannt als „Hungerhormon“, regelt das Hungergefühl und zeigt bei Adipositas häufig anhaltend hohe Werte, was zur Nahrungsaufnahme anregt. Auch Cortisol und Leptin beeinflussen das Hungergefühl, wobei die Wirkung bei adipösen Patienten oft gestört ist.
Klinische Relevanz und Zusammenfassung
Die Pathogenese der Adipositas umfasst ein komplexes Wechselspiel genetischer, hormoneller und verhaltensbedingter Faktoren. Die gestörte Produktion und Regulation von Hunger- und Sättigungshormonen wie Ghrelin, CCK und GLP-1 sowie die Beteiligung von Resistin und Adiponektin aus dem Fettgewebe tragen zur Entstehung und Aufrechterhaltung des Übergewichts bei. Veränderte hormonelle Signale führen zu anhaltendem Hungergefühl und vermindertem Sättigungsempfinden, was die Entwicklung und das Fortschreiten der Adipositas begünstigt.
Ätiologie (Ursachen)
Biographische Ursachen
- Genetische Belastung – Adipositas; Typ-2-Diabetes mellitus (insbesondere bei Verwandten ersten Grades); weitere genetische Ursachen:
- Genetisches Risiko abhängig von Genpolymorphismen:
- Gene/SNPs (Einzelnukleotid-Polymorphismus; engl.: single nucleotide polymorphism):
- Gene: FTO, MC4R
- SNP: rs1121980 im Gen FTO
- Allel-Konstellation: CT (1,67-fach)
- Allel-Konstellation: TT (2,76-fach)
- SNP: rs10871777 im Gen MC4R
- Allel-Konstellation: AG (1,22-fach)
- Allel-Konstellation: GG (1,5-fach)
- Gene: FTO, MC4R
- Genvariante: Punktmutation im FTO-Gen; begünstigt im Körper die Entwicklung von weißen Fettzellen, die im Gegensatz zu braunen Fettzellen Fett speichern, statt es in Wärme zu verwandeln [7]
- Mutation im BSN-Gen: Jeder zweite Mensch ist adipös; jeder zehnte hat sogar einen Body-Mass-Index von über 40 [23].
- Monogene Adipositas: Agouti-Signalprotein-Gen (ASIP), das mit der Kontrolle des Hungergefühls zusammenhängt (neuer Mechanismus, der mit starkem Übergewicht bei Kindern in Verbindung gebracht wird) [22]
- Gene/SNPs (Einzelnukleotid-Polymorphismus; engl.: single nucleotide polymorphism):
- Genetische Erkrankungen
- Beta-3-Rezeptor-Defekt – genetische Erkrankung mit unklarem Erbgang; der β3-Adrenozeptor wird vorwiegend im braunen Fettgewebe gefunden und führt dort zur Lipolyse (Fettspaltung) und Thermogenese (Wärmebildung)
- Klinefelter-Syndrom – genetische Erkrankung mit meist sporadischem Erbgang: numerische Chromosomenaberration (Aneuploidie) der Geschlechtschromosomen (Gonosomen-Anomalie), die nur bei Jungen bzw. Männern auftritt; in der Mehrzahl der Fälle durch ein überzähliges X-Chromosom (47, XXY) gekennzeichnet; klinisches Bild: Großwuchs und Hodenhypoplasie (kleiner Hoden), bedingt durch einen hypogonadotropen Hypogonadismus (Keimdrüsenunterfunktion); meist spontaner Pubertätsbeginn, jedoch schlechter Pubertätsfortschritt
- Laurence-Moon-Biedl-Bardet-Syndrom (LMBBS) – seltene genetische Erkrankung mit autosomal-rezessivem Erbgang; nach klinischer Symptomatik wird unterschieden in:
- Laurence-Moon-Syndrom (ohne Polydaktylie, d. h. ohne Auftreten überzähliger Finger oder Zehen, und Adipositas, dafür aber mit Paraplegie (Querschnittlähmung) und Muskelhypotonie/verminderte Muskelspannung) und
- Bardet-Biedl-Syndrom (BBS) (mit Polydaktylie, Adipositas und Besonderheiten der Nieren)
- Leptinresistenz – genetische Erkrankung mit autosomal-rezessivem Erbgang; Leptin hemmt das Auftreten von Hungergefühlen, bei einer Leptin-Resistenz unterbleibt die physiologische Wirkung des Leptins auf die Zielneuronen – die appetitzügelnde Wirkung tritt damit nicht ein
- Prader-Willi-Syndrom (PWS; Synonyme: Prader-Labhard-Willi-Fanconi-Syndrom, Urban-Syndrom und Urban-Rogers-Meyer-Syndrom) – genetische Erkrankung mit autosomal-dominantem Erbgang, die bei ca. 1 : 10.000 bis 1 : 20.000 Geburten auftritt; charakteristisch sind u. a. ein ausgeprägtes Übergewicht bei fehlendem Sättigungsgefühl, Minderwuchs und Intelligenzminderung; im Laufe des Lebens treten bedingt durch das Übergewicht Erkrankungen wie z. B. Diabetes mellitus Typ 2 auf
- Stewart-Morel-Morgagni-Syndrom (Morgagni-Stewart-Syndrom) – genetische Erkrankung mit autosomal-dominant oder X-chromosomal-rezessivem Erbgang, die mit einer frontalen Hyperostose (Verdickung der inneren Platte des Stirnbeins) sowie ggf. mit Adipositas (Übergewicht) und Virilisierung (Vermännlichung, d. h. Ausprägung männlicher Geschlechtsmerkmale bzw. eines männlichen Phänotyps bei einem genetisch weiblichen Individuum) einhergeht; betroffen sind vorwiegend Frauen
- Genetisches Risiko abhängig von Genpolymorphismen:
- Krankheiten der Mutter
- Übergewichtigkeit bzw. Adipositas
- Adipositas der Schwangeren geht mit einem vermehrten Wachstum des Feten einher; dieses war ab der 21. Schwangerschaftswoche nachweisbar und ging mit einem signifikant erhöhten Geburtsgewicht (100 g schwerer; Mittelwert 3.373 g versus 3.279 g) einher [13].
Fazit: Möglicherweise führt eine fetale Programmierung des Feten zu einem Übergewicht im späteren Leben. - Kinder von übergewichtigen bzw. adipösen Mütter, die vaginal geboren wurden, sind im Alter von 3 Jahren dreimal häufiger übergewichtig (Odds-Ratio von 3,07, 95-%-Konfidenzintervall: 1,58-5,96); nach Sectio caesarea war das Risiko sogar mehr als fünffach erhöht (Odds-Ratio 5,55; 2,55-12,04). Die Autoren konnten für die Art der Entbindung jeweils einen spezifischen Einfluss auf die Darmflora der Kinder nachweisen [14].
- Adipositas der Schwangeren geht mit einem vermehrten Wachstum des Feten einher; dieses war ab der 21. Schwangerschaftswoche nachweisbar und ging mit einem signifikant erhöhten Geburtsgewicht (100 g schwerer; Mittelwert 3.373 g versus 3.279 g) einher [13].
- Diabetes mellitus Typ 1
- Risiko für Übergewicht und Insulinresistenz ist bei Kindern von Müttern mit Typ-1-Diabetes signifikant erhöht [16].
- Übergewichtigkeit bzw. Adipositas
- Lebensalter
- Pubertät – weniger Kalorienverbrauch in Ruhe, als das zunehmende Wachstum erwarten lässt [10]
- sowohl bei Männern und Frauen als auch bei Kindern und Jugendlichen steigt mit zunehmendem Alter der BMI (Body-Mass-Index/Körpermasse-Index) an
- Soziale Faktoren – Allein lebend, nicht verheiratet und sozial inaktiv (kein soziales Netzwerk) [19]
- Soziokulturelle Faktoren – Menschen, die in einem Umfeld mit niedrigem Bildungsstand beziehungsweise niedrigem Sozialstatus aufgewachsen sind, weisen ein höheres Risiko für Adipositas auf. Unter diesen ist der Anteil von Kindern, Jugendlichen aus Migrantenfamilien, vor allem bei denen, die aus der Türkei, Polen, Mittel- und Südeuropa stammen, höher.
- Übergewicht bei der Geburt (Makrosomie: > 4.000 g) [3] → Verdopplung des Risikos, im späteren Leben übergewichtig zu werden
- Kinder, die nicht gestillt wurden, weisen ebenfalls ein höheres Erkrankungsrisiko auf [1]
- Hormonelle Faktoren – Gravidität (Schwangerschaft), Menopause (Wechseljahre)
Verhaltensbedingte Ursachen
- Ernährung
- Chronische Überernährung
- hohe Kalorienzufuhr ↑↑
- Fettreiche Ernährung (1 g Fett liefert 9,3 kcal); dadurch erfolgt eine Stimulation der Leptin- und Insulinsekretion. Diese hat zur Folge, dass die Beta-Rezeptoren anfangs zwar stimuliert werden, aber es dann zu einer Down-Regulation kommt, sodass die kompensatorische Aktivierung des Sympathikus – ein Energieverbrauch erhöhender Mechanismus – ausbleibt
- hoher Anteil gesättigter Fettsäuren (↑)
- hoher Anteil einfach ungesättigter Fettsäuren (↑)
- hoher Anteil mehrfach ungesättigter Fettsäuren?
- hoher Zuckerkonsum, insb. Mono- und Disaccharide (Einfach- und Mehrfachzucker), durch übermäßigen Konsum von Süßigkeiten und Süßgetränken; bei übermäßiger Zufuhr von Kohlenhydraten und Aminosäuren findet in der Leber eine Umwandlung in Fettsäuren statt. Die mit fettreicher Kost angebotenen Fettsäuren sowie die erhöhte Eigenproduktion von Fetten führen zu einer Ablagerung von Triglyceriden in den Leberzellen, die zu einer Steatosis hepatis (Fettleber) führen kann.
- Hoher Kochsalzkonsum?
- Hohe Alkoholaufnahme (↑)
- Zu geringer Anteil komplexer Kohlenhydrate
- Ballaststoffarme Ernährung
- Ständige Verfügbarkeit von Nahrung
- Essverhalten (zu schnell essen; essen bis zum Völlegefühl)
- Künstliche Süßstoffe wie Sucralose → kein Anstieg von GLP-1 (Glucagon-like Peptid 1; fördert die Abgabe von Insulin) und Hungergefühl dauert an: Appetithormon Ghrelin wurde weniger stark gehemmt als nach der Aufnahme von „echtem“ Zucker [20].
- Mikronährstoffmangel (Vitalstoffe) – siehe Prävention mit Mikronährstoffen
- Chronische Überernährung
- Genussmittelkonsum
- Alkohol – Übermäßiger Alkoholkonsum (Gewichtszunahme durch Alkoholaddition; 1 g Alkohol liefert 7,1 kcal)
- Tabak (Rauchen) – Raucher mit mehr als 20 Zigaretten täglich (starke Raucher) weisen sowohl ein höheres Körpergewicht als auch einen BMI signifikant über den Durchschnittswerten der Nichtraucher auf [5]
- Körperliche Aktivität
- Bewegungsmangel (vermehrt sitzende Tätigkeit) – es resultiert ein reduzierter Grundumsatz
Bei gleichem Essverhalten entsteht eine positive Energiebilanz (= Gewichtszunahme), beispielsweise Immobilisation nach Operationen etc.
- Bewegungsmangel (vermehrt sitzende Tätigkeit) – es resultiert ein reduzierter Grundumsatz
- Psycho-soziale Situation
- Seelische Gründe wie Frustration und Langeweile
- Stress – die Großhirnrinde sendet unter Stress verstärkt Signale an die Amygdala und den Hippocampus. Beide Areale aktivieren den Hypothalamus, der die vermehrte Ausschüttung von Stresshormonen wie beispielsweise Cortisol anregt. Diese lenken Glucose zum Gehirn und die Glucoseaufnahme im Körper wird gehemmt. Bei gestörter Informationsverarbeitung fordert das Gehirn so permanent Energie, mit der Folge eines Ungleichgewichts zwischen Energieaufnahme und Energieverbrauch. Das Ergebnis ist eine positive Energiebilanz und bedeutet Gewichtszunahme.
Achtung! Die vermehrte Glucocorticoidausschüttung führt vorrangig zur Bildung des viszeralen Fettes (Bauchfett). - Bei Kindern zeigten sich weiterhin übermäßiges Fernsehen und Videospielen sowie Schlafmangel als weitere Ursachen [1]
- Schlafqualität
- Schlafdauer < 5 Stunden [2]
- Schlafmangel bei Frauen [2]: Frauen mit fünf Stunden Schlaf hatten 1,1 kg und die mit sechs Stunden 0,7 kg mehr als die Vergleichsgruppe mit sieben Stunden. Insofern vermuten die Autoren, dass Schlafmangel den Grundumsatz senkt, indem er den Tag-Nacht-Rhythmus stört und damit auch den Glucose- und Hormonstoffwechsel.
- Zu wenig Schlaf (< 6 Stunden) beeinträchtigt nicht nur den Stoffwechsel des Insulins, sondern auch den des Leptins – ein Sättigungshormon –, wodurch sich ebenfalls das Risiko für Übergewicht bzw. Adipositas erhöht [17].
- Schwangerschaft
Krankheitsbedingte Ursachen
- Altersbedingte Hyperleptinämie, die sich bis zur Leptinresistenz entwickeln kann
- Depression
- Endokrine Störungen
- Cushing-Syndrom – Gruppe von Erkrankungen, die zum Hyperkortisolismus (Hypercortisolismus) – Überangebot von Cortisol – führen
- Diabetes mellitus Typ 2
- PCO-Syndrom (Stein-Leventhal-Syndrom, Syndrom der polycystischen Ovarien/Eierstöcke)
- HVL-Insuffizienz (Ausfall der endokrinen Funktionen des Hypophysenvorderlappens, HVL)
- Hyperinsulinismus (Inselzelladenom; sehr seltene, gutartige Geschwulst des Inselorgans der Bauchspeicheldrüse)
- Hypogonadismus des Mannes (Hodenunterfunktion): der Fettanteil ist erhöht (gynoider Habitus)
- Hypothyreose (Schilddrüsenunterfunktion)
- hypothalamische Störungen:
- Dystrophia adiposogenitalis (Synonym: Fröhlich-Syndrom; hypothalamisches Syndrom, Babinski-Fröhlich-Syndrom) – Syndrom, das mit Adipositas (Fettleibigkeit) des weiblichen Fettverteilungstyps, Minderwuchs und anderen endokrinen Störungen einhergeht. Ursache dieser Erkrankung ist ein Hypophysen- bzw. Hypothalamustumor; Häufigkeit: selten
- posttraumatische Schädigung: Z. n. Radiatio (Strahlentherapie), Operation
- Klinefelter-Syndrom – Gonosomen-Anomalie des männlichen Geschlechts, die zu einem primären Hypogonadismus (Funktionsstörung des Hodens) und damit einem Testosteronmangel führt
- Essstörungen – z. B. Binge Eating Disorder (BED)
- Hirntumor
Medikamente (Nachfolgende Medikamente steigern den Appetit oder vermindern den Energieverbrauch – erhöhtes Körpergewicht ist die Folge.)*
- Antidepressiva (Gewichtszunahme ist meistens im zweiten und dritten Behandlungsjahr)
- Monoaminoxidasehemmer (MAO-Hemmer) – Moclobemid
- Noradrenerge und spezifisch serotonerge Antidepressiva (NaSSA) – Mirtazapin (mäßig)
- Selektive Serotonin-Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer (SSNRI) – Duloxetin (mäßig), Venlafaxin (mäßig)
- Selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI) – Citalopram (mäßig), Escitalopram (mäßig), Fluoxetin (gering), Fluvoxamin, Paroxetin (mäßig), Sertralin (mäßig)
- Tetrazyklische Antidepressiva (Maprotilin, Mianserin)
- Trizyklische Antidepressiva (TZA) – Amitriptylin, Clomipramin, Doxepin, Imipramin, Nortriptylin, Opipramol, Trimipramin
- Antiepileptika
- AMPA-Rezeptor-Antagonist (Perampanel)
- KCNQ2/3-Öffner (Retigabin)
- Klassische Antiepileptika (Valproat)
- Antihistaminika (Ketotifen)
- Antipsychotika (Neuroleptika)*
- Amisulprid, Aripiprazol, Cariprazin, Clozapin, Brexpiprazol, Haloperidol, Lumateperon, Lurasidon, Melperon, Olanzapin (stark), Quetiapin, Risperidon (mäßig), Ziprasidon (gering), Zuclopenthixol
- Alimemazin, Chlorpromazin (stark), Perphenazin, Promethazin (mittel), Promazin (leicht), Thioridazin, Triflupromazin
- Aripiprazol, Olanzapin und Risperidon führten bei Kindern und Jugendlichen im Alter von 6 bis 19 Jahren schon nach 12 Wochen zur Zunahme des Gesamtkörperfetts sowie des viszeralen und subkutanen Fetts [15]
- Hormone
- Anabole Steroide (stark)
- Androgene: Testosteron und Androstendion (mittel)
- Cortisol und deren Derivate (stark)
- Gestagene (Chlormadinonacetat, Cyproteronacetat, Desogestrel, Dienogest, Drospirenon, Gestoden, Levonorgestrel, Norethisteron, Norgestimat, Nomegestrol) (sehr gering)
- GnRH-Analoga (Goserelinacetat, Leuporelinacetat, Buderelinacetat, Nafarelinacetat, Triptorelinacetat)
- Insulin (stark)
- Kontrazeptiva: Ethinylöstradiol (gering)
- Östrogene, außer Ethinylöstradiol (sehr gering)
- Pizotifen
- Phasenprophylaktika*
- Lithium, Valproat (stark), Carbamzepin (mäßig), Gabapentin, Lamotrigin, Topiramat (gering)
- Weitere Pharmaka mit adipogener Wirkung
- Alpha-2-Agonisten (α2-Adrenozeptor-Agonisten) (sehr gering) wie beispielsweise Midodrin
- Betablocker (gering): Nicht selektive Betablocker (z. B. Carvedilol, Propranolol, Soltalol) [Hemmung der Insulinausschüttung; stärker als die selektiven Betablocker]; selektive Betablocker (z. B. Atenolol, Bisoprolol, Metoprolol)
- Glinide (Nateglinid, Repaglinid)
- Glitazone (Thiazolidindione: Pioglitazon, Rosiglitazon)
- Sulfonylharnstoffe (mittel) (Glibenclamid, Gliclazid, Glimepirid, Gliquidon, Tolbutamid)
- Thiazolidindione (gering) wie beispielsweise Rosiglitazon
*Psychopharmakaassoziierte Gewichtszunahme (PAGZ)
Operationen
- Einige Operationen können zu Immobilisation (Bettlägerigkeit) führen und dadurch Adipositas begünstigen
- Bestimmte Operationen: z. B. Sectio caesarea (Kaiserschnitt) [9]; Hinweis: Der Darm enthält weniger Bifidobakterien und mehr Staphylokokken.
Umweltbelastung – Intoxikationen (Vergiftungen)
- Handystrahlen: Handystrahlen versus Scheinstrahlung: Die Exposition gegenüber Handystrahlung erhöht die gesamte Kalorienaufnahme im Vergleich zur Scheinbedingung signifikant um 22-27 %. Der höhere Kalorienverbrauch war hauptsächlich auf eine erhöhte Kohlenhydrataufnahme zurückzuführen [21].
- Bisphenol A (BPA) sowie Bisphenol S (BPS) und Bisphenol F (BPF) sind bei Kindern mit Adipositas assoziiert; Nachweis von BPF (versus keinen Nachweis) zeigte eine Assoziation mit abdomineller Adipositas (OR 1,29) und dem BMI (BPA gilt als endokriner Disruptor und Obesogen) [18]
- Phthalate (Weichmacher, die in der Kunststoffindustrie eingesetzt werden), diese treten insbesondere in fetthaltige Produkte (Käse, Wurst etc.) über [8]
Hinweis: Phthalate gehören zu den endokrinen Disruptoren (Synonym: Xenohormone), die bereits in geringsten Mengen durch Veränderung des Hormonsystems die Gesundheit schädigen können.
Weitere Ursachen
- Antibiotikatherapie über längere Zeiträume [4]
- Häufige Infektionen im ersten Lebensjahr: jede unbehandelte Infektion im ersten Lebensjahr erhöhte das Risiko um 25 % (Odds-Ratio 1,25; 95-Prozent-Konfidenzintervall 95 % CI 1,20-1,29), nicht jedoch eine Antibiotikatherapie [11]
- Schädel-Hirn-Trauma (SHT)
- Schwangerschaft (Gravidität) – ca. 20-30 % der Schwangeren sind von einer Adipositas betroffen
- Klimakterium/Menopause (Wechseljahre der Frau)
- Neurotizismus und Impulsivität – d. h. übergewichtige Menschen können ihr Handeln schlechter an langfristigen Konsequenzen ausrichten. Übergewichtige sind auch extrovertierter und empfänglicher für Belohnungen als Normalgewichtige [6].
Literatur
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