In den vergangenen Jahren haben Tierstudien gezeigt, dass fettreiche, kohlenhydratarme "ketogene" Diät nachweisbare Veränderungen im Stoffwechsel und die anschließende Gewichtsverlust verursachen.
Nun haben Forscher am Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) einen zentralen Mechanismus hinter dieser Wendung der Ereignisse identifiziert. Ihre Erkenntnisse, die in der Juni-Ausgabe 2007 des Cell Metabolism erscheinen, zeigen, dass eine Leber-Hormon als FGF21 bekannt erforderlich ist, um Fettsäuren oxidieren - und damit Kalorien zu verbrennen.
"Wenn die Ernährung extrem niedrig in Stärke und Zucker ist, den Blutzuckerspiegel erheblich, so fallen, dass Muskel und Gehirn, auf alternative Kraftstoffe wiederum haben", erklärt Senior-Autor Eleftheria Maratos-Flier, MD, ein Ermittler in der Abteilung für Endokrinologie, Diabetes und Stoffwechsel bei BIDMC und Associate Professor of Medicine an der Harvard Medical School. "Folglich sind Fettsäuren in der Leber abgebaut und umgewandelt in Ketone, die dann als eine wichtige Energiequelle dienen."
Bekannt als Ketose, diese metabolischen Zustand durch extrem niedrige Insulinspiegel gekennzeichnet ist, würde als in Zeiten des Fastens oder Hunger auftreten oder während Verzehr einer Low-Carb-Diät, wie die beliebten Atkins-Diät-Modell.
In den vergangenen Jahren hat Maratos-Flier Labor erforscht die physiologischen Zustände der Tiere konsumieren verschiedene Arten von Diäten - einschließlich Standard "animal chow" Ernährung und Diäten mäßig hohen sowohl in Fetten und Kohlenhydraten sowie ketogene Diäten. Und sie hat durch ihre Experimente gefunden, dass, obwohl Mäuse genau die gleiche Anzahl von Kalorien zugeführt werden, die Zusammensetzung der Kalorien sie Gewicht auf verschiedene Arten gewinnen Ursachen.
"Die Unterschiede bei der Gewichtszunahme die Unterschiede in der metabolischen Raten", erklärt sie. "Diese wiederum führen zu hormonellen Veränderungen, die auf unterschiedliche Anordnung der Kalorien führen."
In dieser neuesten Papier, studierte Maratos-Flier und Kollegen Mäuse, die eine ketogene Diät mit hohem sowohl gesättigte Fettsäuren und ungesättigten Fettsäuren und praktisch frei von Kohlenhydraten gefüttert hatte. "Trotz der hohen Fettgehalt dieser Diät, die Versuchstiere ein normales Niveau der zirkulierenden Lipide erhalten", erklärt sie. "Wir wollten erfahren, welche Faktoren verantwortlich sein könnte für die Erstellung dieser Zustand, in dem Kalorien wurden off in der Leber und nicht als Fett gespeichert verbrannt verbraucht."
Da die physiologischen Veränderungen bei den Tieren offenbar nicht von den typischen hormonellen Regulatoren erklärt werden - Neurotransmitter, der normalerweise reguliert Appetit - die Forscher, welche Gene nur in dieser ketogene Phänotyp wurden, die Erkundung der Möglichkeit, dass Hepatozyten spielten eine aktive gesetzt Rolle im Prozess.
Und mit micoarray Genanalyse, entdeckten sie, dass ihre Vermutung richtig war: FGF21, eine Leber-derived Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Gens wurde signifikant in den Mäusen, die ketogene Diäten gefüttert erhöht.
"FGF21 zuvor als potenzielle metabolische Regulator von Wissenschaftlern bei Eli Lilly, der, dass transgene Mäuse, die FGF21 aus ernährungsbedingte Fettleibigkeit geschützt wurden überexprimiert zeigte, identifiziert hatte kleinere Fettzellen und hatte mehr braunen Fettgewebe", sagt Maratos-Flier. "Aber kaum war eigentlich über physiologische Rolle FGF21 ist bekannt. Arbeiten mit Jeffrey Flier Labor konnten wir zeigen, dass FGF21 essentiell für die Oxidation von Fettsäuren ist. "