Warum Diäten oft scheitern: Der Jo-Jo-Effekt

Warum ist es eigentlich so schwer, das Gewicht nach einer Diät zu halten? Meist sind die Pfunde, die man mühsam abgenommen hat schon nach wenigen Wochen wieder da. Grund dafür ist der Jo-Jo-Effekt.

Ein Mechanismus, der dafür sorgt, dass wir nach einer erfolgreichen Diät wieder zunehmen? Forschende der ETH Zürich haben nun einen zentralen Zusammenhang aufgedeckt, der zum Jo-Jo-Effekt beiträgt. Die Ursache liegt in der Epigenetik.

Die Epigenetik ist jener Teil der Genetik, der nicht auf der Abfolge von Gen-Bausteinen, sondern auf kleinen, aber charakteristischen chemischen Markierungen an diesen Bausteinen beruht.

Einfluss auf epigenetische Marker: Umwelt und Lebensstil

Gene haben sich über einen langen Zeitraum im Laufe der Evolution entwickelt. Epigenetische Markierungen hingegen sind dynamischer: Umwelteinflüsse und Ernährungsgewohnheiten haben hier einen Einfluss. Aber auch der Zustand des Körpers, wie etwa bei Übergewicht und Fettleibigkeit, spielt hier eine Rolle.

Epigenetische Markierungen können sich im Laufe des Lebens verändern. Sie bleiben aber über viele Jahre, mitunter Jahrzehnte stabil. In dieser Zeit bestimmen sie wesentlich mit, welche Gene in unseren Zellen aktiv sind und welche nicht.

„Die Epigenetik sagt einer Zelle, was für eine Zelle sie ist und was sie tun soll", sagt Laura Hinte. Sie ist Doktorandin in der Gruppe von Ferdinand von Meyenn, Professor für Ernährung und metabolische Epigenetik.

Markierungen in Fettzellen bleiben auch nach Diät bestehen

Hinte, von Meyenn und ihr ehemaliger Kollege Daniel Castellano Castillo suchten bei Mäusen nach den molekularen Ursachen des Jo-Jo-Effekts. Dazu erforschten sie Fettzellen von übergewichtigen Mäusen und solchen, die nach einer Diät ihr Übergewicht verloren hatten.

Das zeigte, dass Fettleibigkeit zu charakteristischen epigenetischen Markierungen im Kern der Fettzellen führt. Das Besondere daran: Auch nach einer Diät bleiben diese Markierungen bestehen.

Fettzellen erinnern sich an übergewichtigen Zustand

„Die Fettzellen erinnern sich an den übergewichtigen Zustand und können leichter in diesen zurückversetzt werden", sagt von Meyenn. So konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass Mäuse mit dieser epigenetischen Markierung schneller Gewicht zulegten, wenn sie wieder Zugang zu fettreicher Nahrung hatten. „Damit haben wir eine molekulare Grundlage für den Jo-Jo-Effekt gefunden."

Mechanismus des Jo-Jo-Effekts beim Menschen erforscht

Auch beim Menschen gibt es Hinweise auf diesen Mechanismus: Die Forschenden analysierten Fettgewebe-Biopsien von ehemals übergewichtigen Personen, die sich einer Magenverkleinerung oder einer Magenbypass-Operation unterzogen hatten.

Die Gewebeproben stammten aus verschiedenen Studien, die am Karolinska-Institut in Stockholm und an Kliniken in Leipzig, Dresden und Karlsruhe durchgeführt wurden.

In diesen Proben untersuchten die Forschenden jedoch nicht die epigenetischen Marker, sondern die Genaktivität. Trotzdem stimmen die Ergebnisse mit jenen der Mäuse überein.

Wie lange sich Fettzellen an Fettleibigkeit erinnern können, haben die Forschenden bisher nicht untersucht. „Fettzellen sind langlebige Zellen. Sie werden im Schnitt zehn Jahre alt, bevor unser Körper sie durch neue Zellen ersetzt", sagt Hinte.

Prävention: Wirksam gegen Übergewicht und Jo-Jo-Effekt

Zum jetzigen Zeitpunkt ist es noch nicht möglich, die epigenetischen Markierungen im Zellkern mit Medikamenten zu verändern und damit das epigenetische Gedächtnis zu löschen. Ein Medikament gegen den Jo-Jo-Effekt gibt es also vorerst nicht.

„Vielleicht wird das in Zukunft möglich werden", sagt Hinte. „Aber vorerst müssen wir mit diesem Gedächtniseffekt leben." Von Meyenn ergänzt: „Gerade weil es den Gedächtniseffekt gibt, ist es so wichtig, Übergewicht von vornherein zu vermeiden." Besonders im Kinder- und Jugendalter sei die Prävention von Übergewicht wichtig.

Mit ihrer Arbeit haben die Forschenden zum ersten Mal gezeigt, dass Fettzellen ein epigenetisches Gedächtnis für Fettleibigkeit besitzen. Sie gehen aber nicht davon aus, dass die Fettzellen die einzigen Zellen mit einem solchen Erinnerungsvermögen sind.

„Auch andere Körperzellen könnten zum Jo-Jo-Effekt beitragen", sagt von Meyenn. Es wäre durchaus denkbar, dass sich auch Zellen im Gehirn, in den Blutgefässen oder weiteren Organen an Fettleibigkeit erinnern und zum Effekt beitragen. Ob das tatsächlich so ist, wollen die Forschenden in einem nächsten Projekt herausfinden.

Originalpublikation:
Hinte, L. C., Castellano Castillo, D., Ghosh, A., Melrose, K., Gasser, E., Noé, F., Massier, L., Dong, H., Sun, W., Hoffmann, A., Wolfrum, C., Rydén, M., Mejhert, N., Blüher, M., & von Meyenn, F. (2024). Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity that persists after weight loss. Nature. doi.org/10.1038/s41586-024-08165-7

Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich