Umwelteinflüsse die vor der Zeugung stattfinden, können sich auf den Anteil von braunem Fettgewebe bei Nachkommen und ihren körperlichen Umgang mit überschüssiger Energie auswirken. Schweizer Forscher konnten mittels In-vitro-Fertilisation und Untersuchungen bei spezifischen Spermien eine sogenannte epigenetische Prägung der Spermien des Vaters feststellen, welche sich unter bestimmten Temperatureinflüssen bildet. Bestimmte genetische Muster verändern sich hierbei durch chemische Markierungen an der Erbsubstanz. Diese Prägung überträgt demnach die Informationen zum Aufenthaltsort des Zeugers auf die Nachkommen und entscheidet somit über den Anteil von braunem Fettgewebe. Aktives braunes Fettgewebe ist bekannt dafür, vor Übergewicht und Stoffwechselerkrankungen zu schützen. Den Zusammenhang zwischen Umwelteinflüssen, epigenetischen Veränderungen und der Bildung brauner Fettzellen konnte eine schweizerische Forschergruppe der ETH-Zürich um Professor Christian Wolfrum gemeinsam mit Wissenschaftlern des Universitätsspitals Zürich durch Untersuchungen an Mäusen nachweisen. Bei Nachkommen von Mäusen, die sich vor der Paarung in kalter Umgebung aufgehalten hatten, zeigte sich mehr aktives braunes Fettgewebe als bei Nachkommen von Mäusen die sich in deutlich milderer Umgebung aufgehalten hatten. Gleiche Ergebnisse konnten Forscher auch bei Menschen feststellen. Hierzu analysierten die Forscher computertomographische Bilder von 8400 erwachsenen Patienten. Auffällig war, dass bei Personen die im Winterhalbjahr geboren wurden (Juli bis November), signifikant mehr aktives braunes Fettgewebe festgestellt werden konnte als bei Personen, deren Geburtstage in den Zeitraum des Sommerhalbjahres fielen (Januar bis Juni). Dieser Zusammenhang wurde in den Untersuchungen bei Mäusen entsprechend berücksichtigt, in dem man sie unter unterschiedlichen Bedingungen fortpflanzen ließ. Dabei zeigte sich, dass lediglich die Aufenthaltstemperatur der Väter einer Rolle im Anteil am braunem Wettgewebe hat. Die Nachkommen von Männchen, welche sich in der Kälte aufhielten, waren besser geschützt vor Übergewicht, konnten fettreiche Ernährung besser Verbrennen und waren zudem auch besser vor Stoffwechselerkrankungen geschützt. Die Veränderung epigenetischer Muster in Spermien unter bestimmten Umwelteinflüssen ist der Wissenschaft bereits länger bekannt. Nun jedoch steht durch die Untersuchungen der Forscher fest, dass auch Temperaturen zu solchen Änderungen führen können. Braune Fettzellen ermöglichen Mäusen bei kalten Temperaturen eine bessere Regulation der Körpertemperatur, da diese bei Verbrennung von Energie Körperwärme produzieren. Prof. Wolfrum erkennt hierin einen evolutionsbiologischen Sinn. «Möglicherweise sind sie dadurch vor Eiseskälte geschützt, was erklären könnte, warum sich dieser epigenetische Mechanismus in der Evolutionsgeschichte durchsetzte», so der ETH-Professor. Schon zuvor zeigten wissenschaftliche Untersuchungen, das Menschen in kalten Regionen einen höheren Anteil an aktivem braunem Fettgewebe haben.

 

ETH-Zürich

Literatur:

Sun W et al.: Cold-induced epigenetic programming of the sperm enhances brown adipose tissue activity in the offspring, Nature Medicine, 9. Juli 2018, doi: 10.1038/s41591-018-0102-y

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