Weltweit leidet jeder vierte Mensch an einer nicht-alkoholisch bedingten Lebererkrankung (NAFLD). Die nichtalkoholische Fettlebererkrankung ist damit die häufigste Lebererkrankung. Mehr als 90 Prozent der Übergewichtigen, 60 Prozent der Personen mit Diabetes und bis zu 20 Prozent der Normalgewichtigen entwickeln die Krankheit. Die Betroffenen haben häufig nicht nur einen Typ-2-Diabetes sondern auch ein erhöhtes Risiko für Leberzirrhose und kardiovaskuläre Erkrankungen. Zudem ist NAFLD mit einer erhöhten Sterblichkeit verbunden. Als eine Ursache für die Erkrankung wird eine Dysbalance von Energiezufuhr und -verbrauch diskutiert. Das führt zur Fettablagerung in der Leber und beeinträchtigt mit der Zeit die Funktion der Mitochondrien – beides Risikofaktoren für die Entstehung einer hepatischen Insulin-Resistenz und Leberentzündung. Die Fettansammlungen können zu einer nichtalkoholischen Steatohepatitis führen – einer aggressiven Form der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung, die mit Entzündungen und mitunter Fibrose einhergeht. Die nichtalkoholische Steatohepatitis wiederum kann zu weiteren Komplikationen wie Leberzirrhose und primärem Leberkrebs führen und lebensbedrohlich sein.

Wie Sport die Anpassung der Leber an eine erhöhte Energiezufuhr verändert
Um NAFLD vorzubeugen und zu behandeln, wird eine Veränderung des Lebensstils mit erhöhter körperlicher Aktivität empfohlen. Inwieweit regelmäßiger Sport die Anpassung der Leber an eine erhöhte Energiezufuhr verändert und welche Rolle der Skelettmuskel dabei spielt, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Institut für Klinische Chemie und Pathobiochemie am Universitätsklinikum Tübingen und am Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen bei Helmholtz Munich an der Universität Tübingen untersucht. Dabei haben sie mit dem Institut für Experimentelle Genetik (IEG) am Helmholtz Zentrum München, dem Leibniz Institut für Analytische Wissenschaften in Dortmund und dem Dalian Institute of Chemical Physics in China zusammengearbeitet.

Sport kann vor Leberfetterkrankungen durch zu viel Essen schützen
In der Studie wurden Mäuse mit einer energiereichen Nahrung gefüttert. Ein Teil der Mäuse erhielt zusätzlich regelmäßiges Laufbandtraining. Im Anschluss an die sechswöchige Intervention untersuchten die Forschenden die Lebern und Muskeln der Tiere auf Veränderungen bei den Genen, die abgelesen werden (Transkriptom), bei den in den Mitochondrien gebildeten Proteinen (mitochondriales Proteom), der Lipidzusammensetzung und der Mitochondrienfunktion.

Dabei zeigte sich, dass durch das Training in der Leber wichtige Enzyme des Glukose- und Fruktose-Abbaus sowie des mitochondrialen Pyruvatmetabolismus reguliert werden. So kann der Substratüberschuss für die mitochondriale Atmung und die Lipidsynthese verringert werden. Die Folge: Es wird weniger Fett in der Leber gespeichert – und weniger spezielle Lipide wie Diacylglycerol. Zudem verbessert sich die Glukosekontrolle in den trainierten Mäusen. Zusätzlich entlastet eine erhöhte Atmungskapazität der Skelettmuskeln den Stoffwechsel in der Leber.

Die systembiologischen Daten bieten einen umfassenden Einblick in die molekulare Anpassung von Leber und Muskel an eine energiereiche Diät, an Training, und kombinatorische Effekte. Die Forscher weisen darauf hin, dass die Ergebnisse sehr gut zu Ansätzen laufender klinischer Studien passen, in denen Inhibitoren gegen einige der in ihrer Studie gefundenen Targets wie z.B. den mitochondrialen Pyruvattransporter getestet werden. Sie würden auch zeigen, wie durch regelmäßige körperliche Aktivität gleichzeitig viele, kleine Veränderungen an zentralen Schaltstellen des Metabolismus stattfinden, was durch eine Monotherapie nicht erreicht werden könne.