Strukturelle Veränderungen im Gehirn im Zusammenhang mit Übergewicht und Fettleibigkeit Teil 1

Fettleibigkeit ist ein globales Gesundheitsproblem mit einer Vielzahl von Begleiterkrankungen wie Unterernährung, metabolischem Syndrom, Diabetes, systemischem Bluthochdruck, Herzinsuffizienz und Nierenversagen. /Dieser Review beschreibt aktuelle Erkenntnisse der Neurobildgebung und zwei Studien zur Zelldichte hinsichtlich der Rolle von durch Überernährung verursachten hypothalamischen Entzündungen bei der Neurodegeneration. Diese Studien lieferten konsistente Hinweise auf eine geringere kortikale Dicke oder eine Verringerung des Volumens der grauen Substanz bei Menschen mit Übergewicht und Adipositas; die untersuchten Gehirnregionen variierten jedoch in den Studien.

Systemische Hypertonie ist eine häufige chronische Erkrankung, die durch einen langfristigen Anstieg des Blutdrucks gekennzeichnet ist und der menschlichen Gesundheit großen Schaden zufügt. Das Gedächtnis ist eine der unverzichtbaren und wichtigen Funktionen im täglichen Leben des Menschen. Es spielt eine wichtige Rolle in der Arbeit, im Studium, im Leben und in anderen Aspekten. Welcher Zusammenhang besteht also zwischen systemischer Hypertonie und dem Gedächtnis?

Untersuchungen zeigen, dass tatsächlich ein Zusammenhang zwischen systemischer Hypertonie und dem Gedächtnis besteht. Hoher Blutdruck kann sich direkt auf die Gehirngesundheit von Menschen auswirken. Eine durch langfristig erhöhten Blutdruck verursachte unzureichende Blutversorgung des Gehirns führt zu direkten Schäden an Neuronen und Gefäßzellen im Gehirn. Darüber hinaus geht hoher Blutdruck häufig mit mehreren Begleiterkrankungen wie Hyperlipidämie, koronarer Herzkrankheit, Schlaganfall und Diabetes einher. Diese Erkrankungen verstärken auch die Auswirkungen von Bluthochdruck auf das Gehirn. Diese Faktoren wirken sich direkt oder indirekt auf die Entwicklung und Denkfähigkeit der Menschen aus und hemmen die Entwicklung des Gedächtnisses.

Seien Sie jedoch nicht zu pessimistisch. Tatsächlich ist es bei den meisten Patienten mit Bluthochdruck durchaus möglich, die Gehirnfunktion zu schützen, solange sie rechtzeitig und wirksame Maßnahmen ergreifen, den Blutdruck aktiv behandeln und wissenschaftlich kontrollieren. Verschiedene Anpassungen des Lebensstils, wie eine vernünftige Ernährung, angemessene Bewegung, Stressabbau und ausreichend Schlaf, sind sehr wirksame Mittel zur Vorbeugung und Behandlung von Bluthochdruck. Darüber hinaus müssen ärztlich verordnete blutdrucksenkende Medikamente ebenfalls nach ärztlicher Anweisung eingenommen werden und die Medikamente dürfen nicht willkürlich verändert oder abgesetzt werden.

Kurz gesagt, der Zusammenhang zwischen systemischem Bluthochdruck und Gedächtnis hängt tatsächlich bis zu einem gewissen Grad zusammen, aber das bedeutet nicht, dass Bluthochdruck die Ursache für den Gedächtnisverlust ist. Solange wir wirksame Behandlungsmaßnahmen ergreifen und den Bluthochdruck wissenschaftlich und rational kontrollieren, werden ein gesundes Gehirn und ein scharfes Gedächtnis zu wichtigen Vorteilen in unserem Leben und unserer Arbeit. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen, und Cistanche deserticola kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche deserticola ein traditionelles chinesisches Arzneimittel ist, das viele einzigartige Wirkungen hat, darunter die Verbesserung des Gedächtnisses. Die Wirksamkeit von Cistanche deserticola beruht auf den zahlreichen darin enthaltenen Wirkstoffen, darunter Gerbsäure, Polysaccharide, Flavonoidglykoside usw. Diese Inhaltsstoffe können die Gesundheit des Gehirns auf verschiedene Weise fördern.

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Im Allgemeinen sind bilaterale Frontal- und Temporalbereiche, Basalkerne und das Kleinhirn häufiger betroffen. Mechanismen der Volumenreduktion sind unbekannt und eine durch Fettleibigkeit verursachte Neuroinflammation führt wahrscheinlich zu einem neuronalen Verlust.

Adipozyten, Makrophagen des Fettgewebes und Darmdysbiose bei übergewichtigen und fettleibigen Personen führen zur Sekretion von Zytokinen und Chemokinen, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden und Mikroglia stimulieren können, die wiederum proinflammatorische Zytokine freisetzen. /is führt zu einer chronischen, leichten Neuroinflammation und kann ein wichtiger Faktor für die apoptotische Signalübertragung und den neuronalen Tod sein.

Darüber hinaus könnte die in Rattenmodellen beobachtete signifikante Mikroangiopathie ein weiterer wichtiger Mechanismus zur Induktion von Apoptose sein. Neuroinflammationen bei neurodegenerativen Erkrankungen (z. B. Alzheimer und Parkinson) ähneln möglicherweise denen bei Stoffwechselerkrankungen, die durch Unterernährung verursacht werden.

Auch eine schlechte kognitive Leistung, vor allem in exekutiven Funktionen, bei Personen mit Adipositas wird diskutiert. /Dieser Bericht beleuchtet die mit Fettleibigkeit verbundenen neuroinflammatorischen und neurodegenerativen Mechanismen und betont die Bedeutung der Entwicklung wirksamer Präventions- und Behandlungsinterventionsstrategien für übergewichtige und fettleibige Personen.

1. Einleitung

Fettleibigkeit ist ein großes globales Problem, das eng mit biologischen, physiologischen, verhaltensbezogenen, sozialen, ökologischen, wirtschaftlichen und politischen Faktoren zusammenhängt [1]. Bis zum Ende des Jahrhunderts hat die Fettleibigkeit epidemische Ausmaße erreicht, da Fettleibigkeit zu einer der häufigsten Todesursachen, einer weltweiten Behinderung [2] und einer erheblichen finanziellen Belastung geworden ist [3].

In den 1970er Jahren betonten Spezialistengruppen aus Großbritannien und den USA, dass das neue Phänomen der Fettleibigkeit als eine wichtige Krankheit betrachtet werden müsse, die damals nur Erwachsene, insbesondere Frauen, betraf [4]. Darüber hinaus wird Fettleibigkeit durch den Mangel an wirksamen Behandlungsmöglichkeiten verschlimmert [5]. Im Jahr 2016 waren mehr als 1,9 Milliarden Erwachsene ab 18 Jahren übergewichtig, von denen mehr als 650 Millionen an Fettleibigkeit litten. / Diese Zahlen entsprechen 39 % der Erwachsenen über 18 Jahren (39 % Männer und 40 % Frauen), die übergewichtig waren, und 13 % der erwachsenen Weltbevölkerung (11 % Männer und 15 % Frauen) entwickelten Fettleibigkeit [6].

In den letzten vier Jahrzehnten hat sich die Prävalenz von Fettleibigkeit weltweit fast verdreifacht. Mehr als 340 Millionen Kinder und Jugendliche im Alter von fünf bis neunzehn Jahren waren im Jahr 2016 übergewichtig oder fettleibig, und schätzungsweise 38,2 Millionen Kinder unter fünf Jahren waren im Jahr 2019 übergewichtig oder fettleibig [6]. Wenn sich die jüngsten Trends fortsetzen, wird geschätzt, dass bis 2030 60 % der Weltbevölkerung (3,3 Milliarden Menschen) übergewichtig (2,2 Milliarden) oder fettleibig (1,1 Milliarden) sein werden [7].

Übergewicht und Fettleibigkeit sind weltweit mit einer höheren Zahl an Todesfällen verbunden als Untergewicht, wobei die Fettleibigkeitsrate in vielen Ländern 50 % übersteigt [8]. Der Body-Mass-Index (BMI) ist eine der am häufigsten verwendeten Messgrößen zur Identifizierung von Übergewicht in Bezug auf Größe und Alter. Die Weltgesundheitsorganisation kategorisiert Fettleibigkeit anhand des BMI: Untergewicht (BMI unter 18,5 kg/m2), Normalgewicht (Bereich von 18,5 bis 25 kg/m2), Übergewicht (Bereich von 26 bis 30 kg/m2) und Fettleibigkeit (Bereich von 18,5 bis 25 kg/m2). mehr als 30 kg/m2) [6, 9].

Allerdings ist die Verwendung des BMI als Index für Übergewicht oder Fettleibigkeit nicht für alle Personen zuverlässig. Der BMI wurde hauptsächlich bei Erwachsenen verwendet, obwohl er jetzt auch bei Kindern und älteren Personen eingesetzt wird. Bei Kindern und Jugendlichen werden BMI-Z-Scores verwendet, da der BMI in dieser Bevölkerungsgruppe je nach Alter und Geschlecht variiert [10] (der BMI-Z-Score ist definiert als Index des relativen Gewichts, angepasst an Alter und Geschlecht des Kindes in Bezug auf eine Referenzbevölkerung). Das Taille-Hüft-Verhältnis (WHR) ist ein weiteres weit verbreitetes Maß, das die Verteilung des Fettgewebes indiziert [11].

Das zentrale Körperfett ist mit einer erhöhten Ablagerung von intraabdominalem Fettgewebe verbunden, obwohl auch eine Zunahme des insubkutanen abdominalen Fettgewebes beteiligt ist. Allerdings ist die WHR kein einwandfreies Maß, da der Bauchumfang allein die gleichen Informationen liefern kann [11]. Dual-Energy Die Röntgenabsorptiometrie (DXA) ist eine Technik, die in der Klinik häufig zur Beurteilung der Körperzusammensetzung (Knochenmineral, Fett, mageres und weiches Gewebe) mithilfe eines emissionsarmen Röntgenscans eingesetzt wird. DXA liefert Informationen über übermäßige Adipositas und quantifiziert das Gesamtfett und das magere Weichgewebe[12].

Die Luftverdrängungsplethysmographie (ADP) ist eine weitere nützliche Technik zur Beurteilung der Körperzusammensetzung (Knochendichte, Muskelmasse und Gesamtkörperfett). ADP schätzt das Körpervolumen einer Person, indem es das Luftvolumen in einer leeren Kammer abzüglich des Luftvolumens einer in der Kammer sitzenden Person berechnet [13].

Hautfalten sind eine gängige anthropometrische Methode zur Messung der Dicke des subkutanen Fetts, obwohl sie bei manchen Erwachsenen mit Übergewicht und Fettleibigkeit keinen sehr aussagekräftigen Wert haben. Darüber hinaus fehlen standardisierte Hautfalten-Messwerte; Daher besteht kein Konsens über die tatsächliche Verteilung der subkutanen Fettmessungen in der Bevölkerung [11].

2. Pathogenese der Fettleibigkeit

Fettleibigkeit entsteht als Folge eines mangelnden Gleichgewichts zwischen Nahrungsaufnahme und Energieverbrauch [14]. Der Energieaufwand umfasst die Energie, die zur Aufrechterhaltung lebenswichtiger Funktionen (Stoffwechselrate im Ruhezustand), zur Durchführung körperlicher Aktivität und zur Bereitstellung einer ernährungsbedingten Thermogenese erforderlich ist.

Veröffentlichte Studien stützen nicht die Annahme, dass Fettleibigkeit durch Störungen des Energieverbrauchs im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel und/oder der ernährungsbedingten Thermogenese verursacht wird; Stattdessen deuten Beweise darauf hin, dass eine verminderte körperliche Aktivität erheblich zur Gewichtszunahme beitragen kann [15]. Der zur Aufrechterhaltung des Gewichts erforderliche Energieaufwand variiert stark zwischen den einzelnen Personen, auch bei Menschen mit ähnlicher Konstitution. Unterschiede in der Stoffwechseleffizienz könnten diese Variabilität erklären und eine Rolle bei der Anfälligkeit für Gewichtszunahme spielen [15].

Die Umwandlung der Lipide und Kohlenhydrate in die tatsächliche Aufgabenerfüllung erfordert die Oxidation der Nährstoffe zu Adenosintriphosphat (ATP), das als Stoffwechselwährung dient [15], und ATP wird anschließend zur Durchführung tatsächlicher Aufgaben (z. B. lebenswichtige Körperfunktionen und körperliche Aktivität) verwendet [15]. ]. Bei beiden Stoffwechselvorgängen wird Wärme erzeugt. /us, metabolische Effizienz bezieht sich auf das Verhältnis von ATP zur Wärmeproduktion, die für die Ausführung einer bestimmten Aufgabe entsteht [16]. Die Fähigkeit, einen Teil der überschüssigen Energie als Wärme zu entsorgen, verringert die Fähigkeit, überschüssige Energie als Fett zu speichern und verhindert somit eine Gewichtszunahme [16]. Eine niedrige Stoffwechseleffizienz impliziert eine Steigerung der Wärmeproduktion auf Kosten der ATP-Produktion [16].

Es wurde berichtet, dass eine erhöhte Stoffwechseleffizienz zur Fettleibigkeit beiträgt [16]. Das sympathische Nervensystem (SNS) ist an der homöostatischen Kontrolle beteiligt. Fasten verringert die SNS-Aktivität, während Essen, insbesondere eine übermäßige Kohlenhydratzufuhr, die SNS-Aktivität erhöht. /e SNS innerviert und moduliert die Lipolyse im Fettgewebe [17]. Parasympathische Eingaben können die Entstehung von Fettleibigkeit beeinflussen, indem sie den Stoffwechselzustand des Fettgewebes direkt beeinflussen.

Neuroimmuninteraktionen zwischen dem SNS und Makrophagen sind für die Homöostase mehrerer Gewebe, einschließlich des Fettgewebes, erforderlich [18]. /us,SNS-vermittelte Reduktion der Fettgewebe-Lipolyse trägt zur Lipidakkumulation und damit zu Übergewicht bei [17]./e Gehirn und Magen-Darm-Trakt sind über den Vagusnerv verbunden. Intraabdominale Adipozyten fördern die Aufnahme von Glukose und Fettsäuren, indem sie das SNS stimulieren; Diese Zellen exprimieren adrenerge Rezeptoren, die auf Katecholamine des sympathischen Systems reagieren können. Der cholinerge Teil des Vagusnervs ist an der Regulierung von Glukose und Insulin beteiligt [17].

Acetylcholin wirkt über den Vagusnerv und aktiviert die M3-Muskarinrezeptoren der Bauchspeicheldrüse, um die Insulinsekretion zu erhöhen, die Synthese von Zelllipiden und die Absorption von Glukose zu verbessern, was zu einer Speicherung von Kalorien und einer Zunahme von Lipiden führt [17]. /Das enterische Nervensystem produziert mehr als 30 Neurotransmitter; Diese Hormone und Peptide werden in den Blutkreislauf freigesetzt, passieren die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​und stimulieren das Zentralnervensystem (ZNS). Bei der Einnahme werden durch die Aufblähung des Magens Darmhormone freigesetzt, etwa die Peptide Cholecystokinin, Ghrelin und Leptin, die das Hunger- und Sättigungsgefühl regulieren. Ghrelin stimuliert die Nahrungsaufnahme, indem es die vagalen Signale hemmt und die Freisetzung von Insulin unterdrückt [17].

An diesen Auswirkungen auf die SNS-Aktivität sind Leptin und Insulin beteiligt. Leptin ist ein von Adipozyten produziertes Hormon, das bei Fettleibigkeit hochreguliert ist [19]. Leptin signalisiert im Gehirn, größtenteils auf der Ebene des Hypothalamus, die Aktivität spezifischer neuronaler Untergruppen (einschließlich orexigener Agouti-verwandter Peptid-Neuronen (AgRP) und anorexigener Proopiomelanocortin-Neuronen (POMC)) zu modulieren, den Appetit zu reduzieren und den Energieverbrauch zu erhöhen [20].
Leptin fungiert als Signal zur Zirkulation von Energiereserven, indem es eine Rückkopplungshemmung im hypothalamischen oder exigenen Weg bewirkt; Daher ist Fettleibigkeit stark mit Hyperleptinämie verbunden [5]. Fettleibigkeit ist gekennzeichnet durch eine beeinträchtigte Leptinsignalisierung trotz erhöhter Leptinspiegel, d. h. Leptinresistenz, was erklärt, warum die Verabreichung von Leptin bei den meisten Menschen mit Fettleibigkeit nicht wirksam ist [20].

Es wird angenommen, dass die Leptinresistenz eine Folge von Entzündungen und hypothalamischer Gliose ist [20–22]. Die langfristige Fütterung einer fettreichen Diät an Ratten erhöht die mediobasale hypothalamische Aktivierung der Entzündungssignalzwischenprodukte c-Jun N-terminale Kinase (Jnk) und Kernfaktor κB (NF-κB), was zur Produktion von proinflammatorischen Zytokinen und einer Beeinträchtigung von führt Insulin- und Leptinsignalisierung [22].

Darüber hinaus beinhaltet die zelluläre Reaktion auf eine fettreiche Ernährung im Hypothalamus eine reaktive Gliose [18], einen ZNS-spezifischen Prozess der Rekrutierung, Proliferation und morphologischen Transformation von Astrozyten und Mikroglia als Reaktion auf eine Hirnverletzung. Die zelluläre Reaktion verändert die neurovaskuläre Kopplung von POMC-Neuronen aufgrund der Umhüllung der Synapsen, um die Neurotransmitterdynamik zu modifizieren, indem sie die Astrozytenexpression von Glutamat- und Glukosetransportern verändert, um die Feueraktivität von POMC-Neuronen zu verändern[22].

Komplexe Systeme, die das Essverhalten regulieren, gleichen die Beziehungen zwischen Aufnahme (Ernährung) und Energieaufwand aus. Diese Systeme sind anfällig für Störungen, die durch ein Energieungleichgewicht verursacht werden. Hedonische und homöostatische Wege steuern das Essverhalten. Das hedonische System basiert auf dem Striatum und hat enge Verbindungen zum Hypothalamus und zum homöostatischen System [23].

Man geht davon aus, dass ein Belohnungsdefizit ein Ungleichgewicht zwischen homöostatischer und hedonischer Regulation verursacht. Diese Hypothese legt nahe, dass eine verminderte dopaminerge Signalübertragung, die typischerweise die belohnenden Aspekte von (lebensmittelbezogenen) Reizen überträgt, den übermäßigen Verzehr schmackhafter Lebensmittel über den homöostatischen Bedarf hinaus fördert, um die geringere Empfindlichkeit gegenüber der Belohnung auszugleichen[24].

Es wird angenommen, dass eine verminderte Serotoninsignalisierung im Hypothalamus zu Fettleibigkeit beiträgt, indem sie eine negative Rückkopplung der bei der Nahrungsaufnahme aufgenommenen Energie beeinflusst und dadurch einen übermäßigen Verzehr fördert [25]. Der paraventrikuläre Kern des Hypothalamus produziert Peptide, die mit der Nahrungsaufnahme abnehmen, darunter das Thyrotropin-Releasing-Hormon Corticotropin -Releasingfaktor und Oxytocin. Cannabinoide regulieren den Appetit und entzündliche Zytokine sind auch an der Regulierung des Magen-Darm-Nervensystems beteiligt [19].

Eine Entzündung des Hypothalamus kann sehr unterschiedliche Auswirkungen auf das Verhalten haben. In Tiermodellen mit tiefer Anorexie wurden erhebliche Erhöhungen der hypothalamischen Zytokinspiegel sowohl abhängig als auch unabhängig von Leptin beobachtet [5]. Die hypothalamische Resistenz gegenüber den Auswirkungen von Leptin auf das Fettgewebe ist für Fettleibigkeit von wesentlicher Bedeutung. Hypothalamische Entzündungen werden als Reaktion auf den täglichen Verzehr großer Fettmengen ausgelöst und sind ein wichtiger Mechanismus bei der Entwicklung einer Leptinresistenz [26]. de Araujo et al. [27] betrachteten die wichtigen Auswirkungen des Energiegehalts von Nahrungsmitteln, die durch den Darm innervierende sensorische Vagusneuronen (den Darm-Hirn-Achsenweg) vermittelt werden, die als eine Art interozeptives Belohnungssystem fungieren, das unabhängig von der Schmackhaftigkeit ist.

Personen mit Fettleibigkeit geben nicht an, dass sie Essen mehr mögen als ihre gesunden Kollegen. Die Schmackhaftigkeit beeinflusst, was eine Person isst, spiegelt jedoch nicht wider, wie viel diese Person isst. Der Energiegehalt der Nahrung ist verstärkend. Laut de Araujo et al.[27] erfassen subkortikale Darm-Hirn-Bahnen nahrhafte Eigenschaften unabhängig von der Schmackhaftigkeit und aktivieren die Belohnungsschaltkreise des Gehirns. Die Motivationskraft der Energiedichte scheint bei Menschen mit Fettleibigkeit stärker zu sein.

Es wird jedoch angenommen, dass die Darmmikrobiota eine Rolle bei den Mechanismen spielt, die die Stressreaktion über die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA) steuern, und die Deregulierung dieser Achse wurde auch mit Fettleibigkeit in Verbindung gebracht [28]. Die Darm-Hirn-Achse ist ein komplexes System, das die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn über hormonelle, immunologische und neuronale Signale ermöglicht. /e ZNS, autonomes Nervensystem, enterisches Nervensystem, HPA-Achse und Darmmikrobiota sind Bestandteile der Darm-Hirn-Achse.

Alle diese Komponenten stellen eine bidirektionale Kommunikation vom ZNS zum Darm und vom Darm zum ZNS her [29].

Darmhormone werden von enteroendokrinen Zellen freigesetzt, die als Reaktion auf präabsorptive Nährstoffe eine Signalübertragung im ZNS auslösen und anschließend die Energiehomöostase beeinflussen [29]. Als Teil der Darm-Hirn-Achse spielen die Darmmikrobiota (Mikroorganismen, die im menschlichen Verdauungstrakt leben) eine wichtige Rolle Rolle bei Adipositas und Gewichtszunahme durch Energiegewinnung, nachträgliche Bildung verschiedener Metaboliten (z. B. kurzkettige Fettsäuren), Veränderungen im Wirtsverhalten und Sättigung durch die Darm-Hirn-Achse, die Entzündungsreaktionen auslöst [29].

Fettleibigkeit, Stoffwechselerkrankungen, einige psychiatrische Störungen und kognitive Beeinträchtigungen können aus einer Fehlregulation dieses Systems resultieren [28, 29]./Es gibt positive Zusammenhänge zwischen Stress (hohe Glukokortikoidspiegel), Gewichtszunahme, Adipositas, BMI [30], Basalglukose, Basalinsulin und Insulinresistenz [31]. Der Zusammenhang zwischen Stress und metabolischer Dysfunktion ist bei Personen mit höherem BMI stärker als bei Personen mit niedrigerem BMI [32], was darauf hindeutet, dass Stress das Fettleibigkeitsrisiko erhöht, insbesondere bei Personen mit höherem BMI.

Chronisch hohe Glukokortikoid- und Insulinspiegel führen zu einem Anstieg der Aufnahme von ungenießbaren Nahrungsmitteln und der Ablagerung von Bauchfett [33]. Stress kann Stoffwechselstörungen auslösen und das Essverhalten verändern; Darüber hinaus reagieren Menschen mit Adipositas empfindlicher auf Stress. /e Die HPA-Achse spielt eine wichtige Rolle beim Auftreten von Stoffwechselveränderungen und Fettleibigkeit [34].

3. Fettleibigkeit und Neuroinflammation

Makrophagen regulieren Entzündungen je nach Differenzierungszustand anhand verschiedener Aktivierungszustände. So initiieren klassisch aktivierte Makrophagen (M1) den Prozess durch die Sekretion proinflammatorischer Zytokine und reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) [35], während nachfolgende Phasen der Immunantwort durch „alternativ“ gesteuert werden „aktivierte Makrophagen (M2), um Entzündungen zu reduzieren und den Gewebeumbau und die Freisetzung von Wachstumsfaktoren zu fördern [35].

Bei gesunden, nicht adipösen Menschen funktionieren Makrophagen im Fettgewebe ähnlich wie M2-Makrophagen; das heißt, sie produzieren wenig bis gar keine proinflammatorischen Zytokine und exprimieren Arginase, was die Stickoxidproduktion hemmt und zur Polyaminbildung führt [36]. Allerdings können Fettgewebe-assoziierte Makrophagen, die sich an den Stellen chronischer Entzündung bei Fettleibigkeit befinden, als Quellen für proinflammatorische Zytokine fungieren [37].

Sowohl M1- als auch M2-Makrophagen können nebeneinander existieren, was zu anhaltender Entzündung und Fibrose führt [38]. Die Ansammlung von Fettgewebe bei Fettleibigkeit ist der Schlüsselfaktor für systemische Entzündungen. Sowohl hypertrophe Adipozyten als auch im Fettgewebe ansässige Immunzellen (hauptsächlich Lymphozyten und Makrophagen) tragen über einen Anstieg der Spiegel von Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-), Plasminogenaktivator-Inhibitor-1 und C- zum aproinflammatorischen Zustand bei. reaktives Protein, Interleukin-1-beta (IL-1-beta) und Interleukin-6 (IL-6) [39, 40]. Die durch M1 bei Fettleibigkeit vermittelte Entzündungsreaktion kann analog zu den Mechanismen der nekrotischen Clearance sein [41, 42].

Makrophagen sezernieren Zytokine, insbesondere TNF und IL-6, und Chemokine wie CC-Chemokin-Ligand 2 (CCL2; früher bekannt als Monozyten-chemotaktisches Protein-1 (MCP1)). TNF und IL-6können die Insulinsignalisierung in Adipozyten stören und zu Typ-2-Diabetes (T2DM) führen [43]. Makrophagen sammeln im Laufe der Zeit Fettgewebe an, und die von ihnen produzierten Zytokine können zu Insulinresistenz und T2DM führen [36, 37].

Die Überexpression von prokoagulierenden Proteinen durch diese entzündlichen Makrophagen kann zu atherogenen und kardiovaskulären Risiken beitragen, die Teil des Adipositas-assoziierten metabolischen Syndroms sind [43]. Adipositas-assoziierte Darmmikrobiota können jedoch auch zu neurochemischen und entzündlichen Veränderungen beitragen [28, 44]. Die Darmmikrobiota ist ein Zwischenfaktor zwischen Umweltbelastungen (z. B. Ernährung und Lebensstil) und der Physiologie des Wirts, und ihre Veränderung (z. B. Dysbiose) kann Fettleibigkeit teilweise erklären [28].

Darmdysbiose (Ungleichgewicht in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota, verursacht durch die Genetik des Wirts, den Lebensstil und die Exposition gegenüber Mikroorganismen) [45] kann ernährungsbedingte Fettleibigkeit und Stoffwechselkomplikationen über eine Vielzahl von Mechanismen fördern, darunter Immunschwäche, veränderte Energieregulation, veränderte Darmhormonregulation und proinflammatorische Mechanismen (wie Lipopolysaccharid-Endotoxine, die die Darmbarriere überwinden und in den Pfortaderkreislauf gelangen) [44, 46].

Jüngste Studien haben gezeigt, dass Veränderungen in der Zusammensetzung des Darms und Entzündungen im Zusammenhang mit einem Leaky-Gut (ein Verlust der Integrität der Darmbarriere, der die Fähigkeit zum Schutz der inneren Umgebung verringert) zur Pathophysiologie mehrerer Krankheiten wie Depression, chronischem Müdigkeitssyndrom, Fettleibigkeit oder Typ-2-Diabetes beitragen können. 47].Eine durch Fettleibigkeit verursachte Entzündung kann Gehirnstrukturen wie den Hippocampus, die Großhirnrinde, den Hirnstamm und die Amygdala beeinträchtigen [48].

Eine für Fettleibigkeit charakteristische geringgradige Entzündung kann über verschiedene Mechanismen, einschließlich der Plexus choroideus und einer Störung der Blut-Hirn-Schranke, zu einer Neuroinflammation führen [49]. Bei Adipositas beobachtete periphere Entzündungen führen zu einer Insulinresistenz [36, 37]. /Das Gehirn ist ein privilegiertes Organ für die Immunität; Es wurde jedoch über Übergänge zwischen peripherer und zentraler Entzündung berichtet.

Adipokine werden vom Fettgewebe produziert und können auch im ZNS exprimiert werden, wo Rezeptoren für diese Faktoren vorhanden sind. In der Peripherie produzierte Adipokine können die Blut-Hirn-Schranke passieren oder ihre Physiologie verändern, indem sie auf die Zellen einwirken, die die Blut-Hirn-Schranke bilden, und so das ZNS beeinflussen.

Adipokine können Neuroinflammation und oxidativen Stress regulieren, zwei wichtige physiologische Prozesse, die an der Neurodegeneration beteiligt sind und mit vielen chronischen neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden [50]. Schäden an der Blut-Hirn-Schranke und Alterung können auch zu Entzündungen im Gehirn führen. Neuroinflammation ist möglicherweise die wichtigste Ursache kognitiver Dysfunktion und kann daher zu einem zentralen pathologischen Mechanismus im Zusammenhang mit dem Altern führen [51].

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