Die sexuellen Dimorphismen in der Epidemiologie und Pathophysiologie der Fettleibigkeit

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in der Grenzen der Immunologieuntersuchten Forscher die sexuellen Dimorphismen bei Fettleibigkeit.

Studie: Sexualhormone, Darmentzündungen und das Darmmikrobiom: Haupteinflussfaktoren der sexuellen Dimorphismen bei Fettleibigkeitj. Bildnachweis: SHISANUPONG1986/Shutterstock

Hintergrund

Fettleibigkeit, also die Ansammlung von überschüssigem Körperfett, ist mit einem höheren Risiko für Gesundheitsprobleme wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) und Schlaganfall verbunden. Die Prävalenz von Fettleibigkeit hat sich in den letzten vier Jahrzehnten verdreifacht und weltweit sind rund 30 % der Erwachsenen betroffen. Insbesondere gibt es sexuelle Dimorphismen in der Pathophysiologie und Epidemiologie von Fettleibigkeit.

Frauen sind im Allgemeinen besser vor Fettleibigkeit geschützt als Männer, was auf verschiedene biologische Prozesse wie das Darmimmunsystem, das Darmmikrobiom, Sexualhormone/Chromosomen und Auswirkungen der Fettverteilung zurückzuführen ist. In der vorliegenden Übersicht fassten die Forscher die Beweise für sexuelle Dimorphismen zusammen und diskutierten das Zusammenspiel zwischen dem Darmmikrobiom, Darmentzündungen und Sexualhormonen.

Sexuelle Dimorphismen in der Fettgewebeverteilung, den Geschlechtschromosomen und den Hormonen

Historisch gesehen waren Frauen in der präklinischen Forschung und klinischen Studien unterrepräsentiert. Dies lag zum Teil an der falschen Vorstellung, dass Frauen und Männer gleich seien. Dass Männchen und Weibchen auf zellulärer Ebene einzigartig sind, ist jetzt offensichtlich. Obwohl sie bei Frauen etwas häufiger auftritt als bei Männern, sind Frauen vor Stoffwechselstörungen und Folgeerscheinungen geschützt, die mit dem Fortschreiten der Krankheit bei Fettleibigkeit einhergehen.

Tierstudien haben gezeigt, dass männliche Nagetiere anfälliger für einen frühen Beginn und ein höheres Maß an Fettleibigkeit sind als ihre weiblichen Artgenossen. Interessanterweise sind ältere weibliche oder ovarektomierte Tiere weniger geschützt als jüngere Tiere mit intakten Eierstöcken. Dies korreliert mit der Epidemiologie der Fettleibigkeit beim Menschen, wobei Männer und Frauen nach der Menopause das höchste Risiko für Fettleibigkeitskomplikationen haben, was darauf hindeutet, dass Sexualhormone (bei Frauen vor der Menopause) vor Fettleibigkeit schützen.

Die Verteilung des Fettgewebes unterscheidet sich zwischen Frauen und Männern. Bei Frauen ist das subkutane Fett vor allem im Gesäßbereich ausgeprägter, während bei Männern viszerales Fett vor allem im Bauchbereich anfällt. Eine höhere viszerale Adipositas bei Männern verstärkt die Sekretion entzündungsfördernder Moleküle in den systemischen Kreislauf, was zu einem Dominoeffekt führt, der das Risiko kardiovaskulärer Ereignisse deutlich erhöht.

Geschlechtschromosomen tragen entscheidend zu sexuellen Dimorphismen der Fettgewebeverteilung bei. In einem Mausmodell zeigten gonadektomierte weibliche und männliche Mäuse mit XX-Chromosomenkomplement schlechtere Ergebnisse bei Fettleibigkeit als gonadektomierte Mäuse mit XY-Chromosomenkomplement.

Darüber hinaus zeigten gonadektomierte Mäuse mit XO- und XXY-Komplementen, dass die Unterschiede zwischen XY- und XX-Mäusen auf das zusätzliche X-Chromosom zurückzuführen waren. Daher könnte das X-Chromosom neben Sexualhormonen/Gonaden ein wichtiger Faktor für sexuelle Dimorphismen bei Fettleibigkeit sein.

Veränderungen des Darmmikrobioms bei Fettleibigkeit

Darüber hinaus wurden die Geschlechtsunterschiede bei Fettleibigkeit teilweise auf den intergeschlechtlichen Dimorphismus in der Darmflora zurückgeführt. Eine Ernährung, die reich an schlechten Fetten und wenig Ballaststoffen ist, könnte die mikrobielle Population innerhalb von 24 Stunden verändern. Dysbiose tritt aufgrund einer schlechten Ernährung auf und kann durch den Verlust nützlicher Bakterien und eine erhöhte Prävalenz schädlicher Bakterien identifiziert werden.

Nützliche Bakterien wie die Mitglieder von Bifidobacterium und Akkermansia muciniphila korrelieren negativ mit Fettleibigkeit, wohingegen schädliche Bakterien wie die Mitglieder der Gattungen Fusobacterium, Bilophila und Desulfovibrio positiv mit Fettleibigkeit korrelieren. Es ist bekannt, dass Sexualsteroidhormone sexuelle Dimorphismen bei Frauen und Männern hervorrufen.

Eine Beobachtungsstudie legt nahe, dass Sexualhormone die Darmmikrobiota beeinflussen. Erhöhte Hormonspiegel waren mit einer größeren mikrobiellen Diversität im Darm verbunden als diejenigen mit niedrigeren Hormonspiegeln bei beiden Geschlechtern. Östradiol wird in Hormontherapien zur Behandlung des Östrogenverlusts in den Eierstöcken eingesetzt, typischerweise bei Frauen in den Wechseljahren.

Bei Mäusen waren mit fettreichem Futter gefütterte, mit Östradiol behandelte Weibchen im Vergleich zu unbehandelten Mäusen vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen geschützt. Darüber hinaus beeinflusst Östradiol die Zusammensetzung des Darmmikrobioms, indem es den Anstieg des Verhältnisses von Firmicutes zu Bacteroidetes verlangsamt (ein erhöhtes Verhältnis tritt typischerweise bei Fettleibigkeit auf).

Geschlechtsunterschiede bei Darmentzündungen

Bei Adipositas kommt es häufig zu einer leichten systemischen Entzündung. Mehrere Studien zu Fettleibigkeit haben sich darauf konzentriert, dass viszerales Fettgewebe Entzündungen verursacht. Dennoch treten Darmentzündungen vor Fettleibigkeit und Fettgewebsentzündungen auf. Dies ist besonders wichtig, da sich ein beträchtlicher Anteil der systemischen angeborenen und adaptiven Immunzellen im Darmtrakt befindet.

Darüber hinaus beeinflusst die Darmmikrobiota auch die Darmimmunität. Aufgrund ihrer Nähe ist bekannt, dass sich das Darmimmunsystem und die Darmmikrobiota gegenseitig entwickeln und formen. Dies wird bei keimfreien Mäusen deutlich, denen es an Darmmikroben mangelt und die daher über schlecht entwickelte Immunzellpopulationen und intestinales Lymphgewebe verfügen.

Obwohl eine starke Immunantwort mit einem erhöhten Entzündungsprofil verbunden ist, könnte dies bei Fettleibigkeit und Darmentzündungen von Vorteil sein. Frauen sind beispielsweise besser darin, opportunistische und pathogene Darmbakterien zu eliminieren, die ein Nebenprodukt der verstärkten Immunantwort sein könnten.

Diese verstärkte Reaktion könnte bei Frauen der Faktor sein, der die Entwicklung von Störungen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit verzögert oder sie davor schützt. Umgekehrt ist die intestinale Immunantwort bei Männern relativ gering, was schädliche Mikroben ermöglicht und möglicherweise die Entwicklung von Fettleibigkeit verschlimmert.

Abschließende Bemerkungen

Aufgrund der geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Pathophysiologie und Epidemiologie von Fettleibigkeit sind Männer und Frauen nach der Menopause dem höchsten Risiko für Stoffwechselstörungen ausgesetzt. Obwohl Sexualhormone/-chromosomen und die Fettverteilung als Grundlage für sexuelle Dimorphismen dienen, sind diese Dimorphismen auch auf die Funktion und Zusammensetzung der Darmmikrobiota und des intestinalen Immunsystems zurückzuführen. In Zukunft sind weitere Studien erforderlich, um die Kausalität der spezifischen Ungleichgewichte im Darmmikrobiom, die Fettleibigkeit verursachen, zu untersuchen und zu identifizieren.

Referenz:

• Brettle, H. et al. (2022) „Sexualhormone, Darmentzündungen und das Darmmikrobiom: Haupteinflussfaktoren der sexuellen Dimorphismen bei Fettleibigkeit“, Frontiers in Immunology, 13. doi: 10.3389/fimmu.2022.971048. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2022.971048/full