Adipositas stellt eine Erkrankung dar, die in hohem Maße durch Lebensgewohnheiten, aber auch durch genetische Prädispositionen beeinflusst wird. Die Untersuchung eineiiger Zwillinge, deren Geschlecht, Alter, genetische Voraussetzungen sowie in der Regel die frühkindlichen Lebensumstände identisch sind, erlaubt bei unterschiedlicher Entwicklung des Körpergewichtes der Geschwister Einblicke in die körperlichen Folgen und Ursachen eines erhöhten Körpergewichtes.

In Finnland gibt es seit langem umfangreiche Zwillingsstudien, die als longitudinale Kohortenstudien angelegt sind und auf wiederholten Untersuchungen sowie Datenerhebungen aus medizinischen Registern basieren. Die Autoren dieses Übersichtsartikels beziehen sich im Wesentlichen auf die FinnTwin16-Studie, in die Zwillingspaare aus fünf Geburtenkohorten der Jahre 1975 bis 1979 einbezogen wurden. Von 658 monozygotischen Zwillingspaaren fanden sich im Alter von 25 Jahren nur 18 Paare, deren Körpergewicht sich deutlich unterschied (BMI Differenz ≥ 3 kg/m²). Dies betont die Bedeutung der genetischen Komponente bei der Entstehung eines erhöhten BMI.

Das Wachstum der Zwillingspaare verlief bis zum Alter von 18 Jahren ähnlich, erst danach fanden sich signifikant unterschiedliche Entwicklungen des BMI. Die Geschwister aus Zwillingspaaren, deren Gewicht sich später voneinander unterschieden, waren im Alter von acht Jahren schwerer als der Durchschnitt der Population, was ungünstige Lebensgewohnheiten oder eine genetische Prädisposition für Übergewicht vermuten lässt. Eine genetische Ursache könnte sich im Gen des Hormons Ghrelin finden, das u.a. die Nahrungsaufnahme steuert: Dort wurde bei den Zwillingspaaren, deren Gewicht sich deutlich unterschied, gehäuft ein Polymorphismus beobachtet.

Ergebnisse aus Befragungen der Paare deuten an, dass die schlanken Geschwister bewusst Anstrengungen unternahmen, Gewichtszunahmen zu vermeiden, während die korpulenten Geschwister eher ungesunde Verhaltensweisen zeigten. Dass sich die Gewichtsunterschiede erst ab einem Alter von 18 Jahren manifestieren, könnte dadurch bedingt sein, dass sich mit zunehmendem Alter unterschiedliche Lebensgewohnheiten stärker ausprägen. Dafür spricht auch die Beobachtung, dass der BMI von Zwillingspaaren stark korreliert, diese Korrelation mit dem Alter jedoch abnimmt.

Eine Messung der körperlichen Aktivität mit Hilfe eines Akzelerometers über eine Woche hinweg ergab, dass die korpulenten Geschwister im Vergleich zu ihren schlanken Zwillingen wesentlich inaktiver waren (nur etwa 50% der Aktivität der schlankeren Geschwister). Physikalische Inaktivität stellt jedoch eine wichtige Ursache für Übergewicht dar, und infolge von Übergewicht kommt es zusätzlich häufig zur weiteren Reduktion der körperlichen Aktivität. Physische Aktivität birgt viele günstige Wirkungen auf den Stoffwechsel in sich: Das Risiko für Typ II Diabetes und Adipositas wird gesenkt, Blutfette und Insulinsensitivität positiv beeinflusst. Die Ergebnisse der Zwillingsstudie deuten darauf hin, dass das Risiko für Übergewicht durch eine genetische Prädisposition mit Hilfe vermehrter körperlicher Aktivität deutlich reduziert werden kann. So wiesen inaktive Zwillingspartner 170% mehr Leberfett und 54% mehr intramuskuläres Fett auf als ihre körperlich aktiven Geschwister.

Bei 14 Zwillingspaaren, deren BMI mehr als 3 kg/m² Differenz betrug, unterschied sich die Fettverteilung deutlich: Die schwereren Geschwister wiesen 64% mehr Bauchfett, 93% mehr intraabdominales Fett und 284% mehr Leberfett (ohne erhöhten Alkoholkonsum) auf. Die Einlagerung von Leberfett scheint genetisch beeinflusst zu sein, da nicht alle korpulenten Zwillinge derart hohe Werte aufwiesen. Die korpulenten Geschwister zeigten veränderte Insulinspiegel in nüchternem Zustand, ein Hinweis auf prädiabetische Veränderungen. Auch wurden bei ihnen vermehrt proinflammatorische Lysophosphatidylcholine nachgewiesen, die eine Erhöhung der vaskulären Permeabilität bewirken. Eine endotheliale Dysfunktion wurde auch mit intraabdominaler Adipositas in Verbindung gebracht, was möglicherweise durch niedrige Adiponektinspiegel bei adipösen Personen verursacht wird. Über lange Zeiträume hinweg führen die Veränderungen an den Gefäßwänden zur Arteriosklerose.

Durch Einlagerung von Triglyzeriden hypertrophierende Fettzellen zeigen veränderte Expressionsmuster und mitochondriale Dysfunktion: Bei den korpulenten Zwillingen war die Konzentration mitochondrialer DNA im Vergleich zu den schlanken Geschwistern um 53% reduziert. Dies war mit einer Reduktion des Katabolismus verzweigtkettiger Aminosäuren im Fett- und Muskelgewebe assoziiert, welche sekretionsfördernd für Insulin wirken, was zur Hyperinsulinämie führen könnte. Hypertrophierende Adipozyten geben zudem proinflammatorische Zytokine wie beispielsweise Osteopontin ab, die zu einer Ansammlung von Makrophagen führen und damit eine geringfügige chronische Entzündung bewirken.

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Quellen

J. Naukkarinen^1,2,3, A. Rissanen¹, J. Kaprio^2,4,5, KH Pietiläinen^1,2,4; kirsi.Pietiläinen@helsinki.fi

 ¹Obesity Research Unit, Department of Medicine, Division of Internal Medicine and Department of Psychiatry, Helsinki University Central Hospital; ²FIMM, Institute for Molecular Medicine Finland, University of Helsinki; ³Public Health Genomics Unit, National Institute for Health and Welfare, Helsinki, Finland; ⁴Finnish Twin Cohort Study, Department of Public Health, University of Helsinki; ⁵National Institute for Health and Welfare, Helsinki, Finland.

International Journal of Obesity (2012) 36, 1017-1024