Es ist allgemein bekannt, dass zu viel Cholesterin und andere Fette zu Krankheiten führen können und dass zu einer gesunden Ernährung gehört, darauf zu achten, wie viel fetthaltige Lebensmittel wir essen. Unser Körper braucht jedoch eine bestimmte Menge an Fett, um zu funktionieren – und wir können es nicht von Grund auf selbst herstellen.
Triglyceride, Cholesterin und andere essentielle Fettsäuren – der wissenschaftliche Begriff für Fette, die der Körper nicht selbst herstellen kann – speichern Energie, isolieren uns und schützen unsere lebenswichtigen Organe. Sie fungieren als Botenstoffe, die Proteinen helfen, ihre Aufgaben zu erfüllen. Sie setzen auch chemische Reaktionen in Gang, die das Wachstum, die Immunfunktion, die Fortpflanzung und andere Aspekte des Grundstoffwechsels steuern.
Der Zyklus von Herstellung, Abbau, Speicherung und Mobilisierung von Fetten ist das Herzstück der Energieregulierung des Menschen und aller Tiere. Ein Ungleichgewicht in jedem Schritt kann zu Krankheiten führen, einschließlich Herzerkrankungen und Diabetes. Wenn wir beispielsweise zu viele Triglyceride im Blut haben, erhöht sich unser Risiko für verstopfte Arterien, was zu Herzinfarkt und Schlaganfall führen kann.
Fette helfen dem Körper auch, bestimmte Nährstoffe zu speichern. Die sogenannten „fettlöslichen“ Vitamine – A, D, E und K – werden in der Leber und im Fettgewebe gespeichert.
Da Fette eine so wichtige Rolle für viele grundlegende Funktionen im Körper spielen, untersuchen Forscher, die von den National Institutes of Health finanziert werden, sie bei Menschen und anderen Organismen, um mehr über die normale und abnorme Biologie zu erfahren.
Insekten geben Einblicke in die Fettregulation
Trotz der Bedeutung von Fett versteht noch niemand genau, wie der Mensch es speichert und einsetzt. Auf der Suche nach Erkenntnissen untersucht die Biochemikerin Estela Arrese von der Oklahoma State University den Triglycerid-Stoffwechsel an unerwarteten Orten: Seidenraupen, Fruchtfliegen und Moskitos.
Die Hauptfettart, die wir zu uns nehmen, Triglyceride eignen sich besonders gut für die Energiespeicherung, da sie mehr als doppelt so viel Energie enthalten wie Kohlenhydrate oder Proteine.
Nachdem Triglyceride bei der Verdauung abgebaut wurden, werden sie über die Blutbahn in die Zellen transportiert. Ein Teil des Fetts wird sofort zur Energiegewinnung genutzt. Der Rest wird in den Zellen in sogenannten Lipidtröpfchen gespeichert.
Wenn wir zusätzliche Energie benötigen – zum Beispiel bei einem Marathonlauf – nutzt unser Körper Enzyme, sogenannte Lipasen, um die gespeicherten Triglyceride abzubauen. Die Kraftwerke der Zelle, die Mitochondrien, können dann mehr von der Hauptenergiequelle des Körpers herstellen: Adenosintriphosphat (ATP).
Arrese arbeitet daran, die Rolle einzelner Proteine, die am Triglycerid-Stoffwechsel beteiligt sind, zu identifizieren, zu reinigen und zu bestimmen. Ihr Labor war das erste, das das wichtigste Protein zur Fettregulierung in Insekten, TGL, aufgereinigt hat, und nun versucht sie herauszufinden, was es tut. Sie entdeckte auch die Funktion eines wichtigen Lipidtröpfchen-Proteins namens Lsd1 und untersucht dessen Schwester, Lsd2.
Arrese’s Arbeit könnte uns mehr über Krankheiten wie Diabetes, Fettleibigkeit und Herzerkrankungen lehren. Und indem sie versteht, wie Insekten bei der Metamorphose und der Eiablage Fett verbrauchen, und Hypothesen aufstellt, wie man diese Prozesse stören kann, könnten ihre Entdeckungen zu neuen Möglichkeiten für Landwirte führen, ihre Ernten vor Schädlingen zu schützen, und für Gesundheitsbehörden, von Mücken übertragene Krankheiten wie Malaria und das West-Nil-Virus zu bekämpfen.
Aber bevor das geschehen kann, sagt Arrese: „Wir müssen viel studieren und Informationen auf molekularer Ebene haben.“
Cholesterin und Zellmembranen
Eine von Arreses Herausforderungen ist der Versuch, ölige Substanzen wie Fett in Labortests zum Laufen zu bringen, die normalerweise auf Wasser basieren. Unsere Zellen könnten jedoch ohne die gegenseitige Abneigung von Fett und Wasser nicht funktionieren.
Zellmembranen umhüllen unsere Zellen und die Organellen in ihnen. Fett – genauer gesagt Cholesterin – macht diese Membranen möglich. Die fetthaltigen Enden der Membranmoleküle entfernen sich vom Wasser innerhalb und außerhalb der Zelle, während die nicht fetthaltigen Enden sich dem Wasser annähern. Die Moleküle reihen sich spontan auf und bilden eine halbdurchlässige Membran. Das Ergebnis: flexible Schutzbarrieren, die wie Türsteher in einem Club nur die passenden Moleküle in die Zelle hinein und aus ihr heraus lassen.
Kauen Sie darauf, wenn Sie das nächste Mal über das Schicksal des Fettes in einer Pommes frites nachdenken.
Mehr erfahren:
- Fette und Fliegen: Profil von Estela Arrese
- Du bist, was du isst: Die Rolle von Lipiden und Kohlenhydraten im Körper
Dieser Inside Life Science-Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health, zur Verfügung gestellt.
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