HSL: Das fettverbrennende Enzym schützt auch gesundes Fettgewebe

Forschende haben herausgefunden, dass ein fettverbrennendes Enzym zugleich dazu beiträgt, gesundes Körperfett zu erhalten. Damit wird seine seit Langem angenommene Funktion als bloßer Schalter zur Freisetzung von Energie infrage gestellt.

Die Entdeckung erklärt, weshalb der Verlust dieses Enzyms Fettgewebe schrumpfen lassen und Stoffwechselprobleme auslösen kann, die denen bei Adipositas ähneln.

Fettzellen und HSL-Enzyme

In Fettzellen von Mäusen und Menschen wurde das Enzym nicht nur in der Nähe gespeicherter Fette entdeckt, sondern auch an Orten, an denen Gene reguliert werden.

Durch die Nachverfolgung dieses Signals zeigte Dominique Langin, Ph.D., von der Université de Toulouse im Südwesten Frankreichs, dass die hormonsensitive Lipase (HSL) zwei unterschiedliche Aufgaben erfüllt.

Diese zweite Funktion erklärt, warum das Fehlen des Enzyms Fett nicht einfach in den Zellen einschloss, wie Forschende ursprünglich erwartet hatten.

Der Befund verweist auf ein grundlegenderes Problem in Fettzellen: Die Speicherung hängt nicht allein vom eingelagerten Brennstoff ab, sondern von der Gesundheit der Zellen.

Fettgewebe ist aktiv

Gesundes Fettgewebe – das wichtigste Speichergewebe für Körperfett – lagert Energie ein, gibt Hormone ab und trägt zur Regulierung der Blutwerte bei. Seine zentralen Zellen, die Adipozyten, verpacken überschüssige Energie in winzige Tröpfchen innerhalb jeder Zelle.

Zwischen den Mahlzeiten veranlassen Hormone diese Tröpfchen, Fettsäuren freizusetzen, also kleine Brennstoffmoleküle aus Fett, die Muskeln und Leber versorgen.

Eine sichere Speicherung setzt funktionierende Fettzellen voraus und nicht lediglich große Fettreserven.

HSL ist nicht nur ein fettverbrennendes Enzym

„HSL ist seit den 1960er-Jahren als fettmobilisierendes Enzym bekannt“, sagte Langin.

Aus dieser Annahme ergab sich eine einfache Erwartung: Ohne HSL müsste sich Fett ansammeln, weil die Zellen ihre Speicher nicht entleeren können.

Frühere Beobachtungen bei Mäusen und Menschen zeigten jedoch bei fehlender oder geschädigter HSL eine Lipodystrophie – also zu wenig funktionsfähiges Fettgewebe.

Forschende führten diesen Widerspruch auf den Zellkern zurück, den Bereich, der die Genaktivität steuert.

Wenn Fettgewebe schwindet

Eine Lipodystrophie erscheint als Gegenteil von Adipositas, weil der Körper dabei nicht zu viel, sondern zu wenig Fettgewebe besitzt.

Bei beiden Erkrankungen können Fettzellen Energie jedoch nicht zuverlässig speichern und freisetzen. Dadurch häufen sich Zucker und Fettsäuren im Blut an.

Fehlt ausreichend funktionsfähiges Fettgewebe, kann es zu Insulinresistenz kommen – einer verminderten Reaktion auf das Hormon, das Zucker aus dem Blut entfernt – und in der Folge zu Problemen mit dem Blutzucker.

Diese gemeinsamen Schäden erklären, weshalb ein Enzym, das mit Fettabbau verbunden ist, dennoch für die Adipositasforschung relevant sein kann.

HSL-Enzyme übernehmen eine weitere Aufgabe

Die entscheidende Wende kam, als HSL im Zellkern von Adipozyten nachgewiesen wurde, wo die Genaktivität das Verhalten der Zellen verändert.

Dort verband sich HSL mit anderen Proteinen und half dabei, das Programm aufrechtzuerhalten, das Fettgewebe in einer gesunden Größe hält.

„Aber wir wissen jetzt, dass es auch im Zellkern von Adipozyten eine wesentliche Rolle spielt, wo es zur Erhaltung gesunden Fettgewebes beiträgt“, sagte Langin.

Damit ist das Enzym weniger ein Fettverbrenner mit nur einer Aufgabe als vielmehr ein Regulator der Identität von Fettzellen.

Hormonsignale verschieben HSL

HSL wechselte seinen Einsatzort, weil die Zelle Hormonsignale nutzte, um das Protein zwischen seinen Aufgaben zu bewegen.

Während des Fastens trug Adrenalin dazu bei, HSL zu aktivieren und aus dem Zellkern herauszubewegen.

Außerhalb des Zellkerns kehrte das Enzym zu den Fetttröpfchen zurück, wo es gespeicherten Brennstoff für die Organe freisetzen half.

Eine fettreiche Ernährung bei Mäusen veränderte dieses Gleichgewicht: Mehr HSL verblieb im Zellkern, was darauf hindeutet, dass Krankheiten seine Bewegung beeinflussen können.

Gene reagieren auf Veränderungen

Im Zellkern beeinflusste das Enzym Gene, die mit Mitochondrien – Zellbestandteilen zur Bereitstellung nutzbarer Energie – sowie mit der Struktur rund um Fettzellen verknüpft sind.

Als Forschende HSL in menschlichen Adipozyten verringerten, wurden die Mitochondrien aktiver.

Dieselben Zellen reduzierten Signale, die mit der extrazellulären Matrix zusammenhängen, dem stützenden Material um sie herum, wenn sich Gewebe ausdehnt.

Diese kombinierten Effekte legen nahe, dass HSL im Zellkern die Verbrennung von Brennstoff mit der strukturellen Erhaltung des Fettgewebes ausbalanciert.

Adipositas erhöht den Druck

Die Entdeckung erfolgt zu einer Zeit, in der Adipositasfälle bereits Kliniken, Familien und Budgets belasten. Weltweit hatten 2022 etwa 2,5 Milliarden Erwachsene Übergewicht, darunter mehr als 890 Millionen Menschen mit Adipositas.

In Frankreich hatten laut Obepi-Roche – einer nationalen Erhebung zu Gewichtstrends bei Erwachsenen – 47,3 Prozent der Erwachsenen Übergewicht. Das entspricht nahezu jeder zweiten erwachsenen Person.

Diese Zahlen machen die Gesundheit von Fettzellen zu mehr als einem wissenschaftlichen Rätsel, denn eine gestörte Speicherung kann Diabetes und Herzkrankheiten langfristig verschlimmern.

Eine Warnung für Behandlungen

Der Befund bedeutet nicht, dass Ärztinnen und Ärzte HSL im Fettgewebe einfach erhöhen oder senken sollten.

Experimente an Mäusen zeigten, dass erhaltene HSL im Zellkern die Fettmasse schützte, zusätzliches HSL im Zellkern jedoch die Blutzuckerkontrolle verschlechterte.

Studien am Menschen müssen erst noch belegen, ob dieselben Muster im Zellkern bei unterschiedlichen Formen und Stadien von Adipositas auftreten.

Künftige Therapien müssten daher Ort und Menge sorgfältig einstellen, statt das Enzym lediglich ein- oder auszuschalten.

Ein präziseres Ziel für HSL

HSL wirkt nun weniger wie ein Werkzeug zur Fettverbrennung und mehr wie ein beweglicher Regulator, der Fettzellen beim Speichern, Freisetzen, Reparieren oder Nutzen von Brennstoff unterstützt.

Die Adipositasforschung kann diese Erkenntnis nutzen, um gezielter nach der Qualität von Zellen zu fragen. Behandlungen müssen zugleich das enge Gleichgewicht des Enzyms in lebendem Gewebe berücksichtigen.