In seinem weniger bekannten Gedicht über einen imaginären Ort der Kindheit, Locksley Hall (1842), schreibt Alfred, Lord Tennyson, der berühmte Poet Laureate von England: „Die Wissenschaft bewegt sich, aber langsam, langsam, schleichend von Punkt zu Punkt weiter.“ In der Wissenschaft gibt es viele Punkte – unter anderem Divergenz- und Konvergenzpunkte, Reflexions- und Brechungspunkte sowie Punktmutationen -, aber der Punkt, der am engsten mit Gewicht verbunden ist, ist der Sollwert. Ist der Sollwert ein brauchbares Konzept oder nur eines von Tennysons „Märchen der Wissenschaft“?“ Die meisten Menschen haben von diesem Konzept gehört, aber nur wenige verstehen vielleicht wirklich, was Forscher damit meinen.
Das Konzept eines Sollwerts für das Gewicht, d.h. eines internen physiologisch regulierten Systems, wurde jedoch in einer Reihe von Veröffentlichungen von Dr. Richard E. Keesey und seinen Kollegen in den 1970er und 1980er Jahren definiert. Ursprünglich wurde es einem technischen Modell entnommen und als homöostatisches Kontrollsystem mit Rückkopplung (Mrosovsky und Powley, Behavioral Biology, 1977) und als Analogie zu einem Sollwert für die Körpertemperatur oder sogar den Blutdruck betrachtet – obwohl das Gewicht bei den Menschen wesentlich stärker schwankt als der Blutdruck oder die Körpertemperatur. Sie entstand aus der Beobachtung, dass unser Gewicht bemerkenswerterweise in einem relativ konstanten Bereich bleibt, obwohl unser Aktivitätsniveau sowie die Art und Menge der Nahrung, die unser Körper täglich, kurzfristig und langfristig verarbeitet, starken Schwankungen unterworfen sind. Jules Hirsch (2003, Vortrag der Dana Foundation), einer der frühen Pioniere der Adipositas-Forschung an der Rockefeller University, stellte beispielsweise einmal fest, dass unser Körper während unseres Lebens etwa 70 Millionen Kalorien oder rund 14 Tonnen Nahrung verarbeitet.
Spekulationen über einen Kontrollmechanismus, der die Fettmenge im Körper reguliert, begannen jedoch in den 1950er Jahren. So schlug GC Kennedy (Proceedings of the Royal Society of London, Biological Sciences, 1953), der mit Ratten arbeitete, vor, dass das Fett selbst ein Signal an das Gehirn senden könnte, um die Fettmenge in unserem Körper zu regulieren. Doch erst in den 1970er Jahren wurde das vom Fettgewebe produzierte Hormon Leptin in den Labors von Jeffrey Friedman an der Rockefeller University isoliert und „lieferte starke molekulare Beweise für ein solches Rückkopplungssystem.“ (Speakman et al, 2011, Disease Models and Mechanisms)
Weitere Beweise für einen Sollwert ergaben sich aus menschlichen Daten, die zeigen, dass der Körper das ursprüngliche Gewicht zu „verteidigen“ scheint, wenn Menschen an Gewicht zu- oder abnehmen (d. h. „das System ist gestört“). Aus diesem Grund neigen viele Menschen nach einer Gewichtsabnahme dazu, das verlorene Gewicht wieder zuzunehmen. (Speakman et al., 2011) Allerdings gibt es bei diesem Prozess eine „Asymmetrie“, d. h. der Körper scheint sich viel effektiver gegen einen Gewichtsverlust als gegen eine Gewichtszunahme zu wehren, wahrscheinlich als evolutionärer Vorteil, als die Nahrungszyklen noch variabler waren. Niemand hat jedoch den schwer fassbaren Sollwert lokalisiert, oder ob es sich überhaupt um einen Bereich handelt, obwohl in der Vergangenheit vereinfachend spekuliert wurde, dass er sich im Hypothalamus befindet.
Maclean und Kollegen (2004, 2006) schreiben im American Journal Physiology: Regulatory, Integrated and Comparative Physiology, untersuchten Ratten, die zu Fettleibigkeit neigen, und stellten fest, dass Stoffwechselfaktoren bei Ratten leichter zu untersuchen sind, weil es keine verunreinigenden menschlichen Motivationsfaktoren gibt (z. B. Gruppenzwang, dünn zu sein; Wünsche nach einem idealen Körperbau). Die Forscher stellten fest, dass ihre Ratten nach einer Periode der Kalorienrestriktion und anschließendem Gewichtsverlust eine „metabolische Neigung“ hatten, wieder zuzunehmen, und zwar sowohl durch einen gesteigerten Appetit als auch durch einen Rückgang des Ruheumsatzes. MacLean et al. wiesen jedoch darauf hin, dass Studien mit Menschen uneinheitlich sein können, und fanden es „beruhigend“, dass Menschen in der Lage sind, einer metabolischen Tendenz zur Gewichtszunahme entgegenzuwirken, indem sie ihr Verhalten ändern (z. B. bewusst Sport treiben, weniger essen und sogar Medikamente zur Gewichtsabnahme einnehmen). Levin (2004, in derselben Zeitschrift) fasste die Kontroverse zusammen, indem er feststellte, dass die Regulierung der Fettansammlung beim Menschen sehr kompliziert ist und von „genetischen, geschlechtsspezifischen, perinatalen, entwicklungsbedingten, diätetischen, umweltbedingten, neuronalen und psychosozialen Faktoren“ bestimmt wird.
William Bennett (New England Journal of Medicine, Editorial, 1995) stellte fest, dass der Sollwert eher langsam „als schnell auf Abweichungen vom inneren Ideal“ zu reagieren scheint und sowohl das Essen als auch die körperliche Aktivität einbezieht. Bennett stellte klar, dass diese beiden Verhaltensweisen zwar als „weitgehend freiwillig“ angesehen werden, dass es aber bei beiden Aktivitäten erhebliche Unklarheiten über den Grad der Freiwilligkeit geben kann und dass „ein solches Verhalten eine gewisse biologische Zwangsläufigkeit voraussetzt.“
Das Sollwertmodell hat Grenzen. Es erklärt nicht, warum unser Sollwert in gewissem Maße anpassbar ist, d.h. warum die meisten Menschen im Laufe ihres Lebens etwas an Gewicht zunehmen, insbesondere unter bestimmten Umweltbedingungen, wie z.B. Veränderungen des Familienstandes, des Alters, der sozialen Schicht oder auch wenn sie „Stubenhocker“ sind. Mit anderen Worten: Obwohl die Set-Point-Theorie „in der Physiologie, Genetik und Molekularbiologie verwurzelt ist“ und „einen aktiven Rückkopplungsmechanismus postuliert, der das Fettgewebe (gespeicherte Energie) mit der Aufnahme und dem Verbrauch verbindet“, erklärt sie nicht ausreichend den Beitrag des so genannten „adipogenen Umfelds“ und sozialer Aspekte, die zur Gewichtszunahme beitragen. (Speakman et al, 2011)
Es gibt ein weiteres Modell, das „Settling Point“-Modell, das ein passives (und nicht aktiv reguliertes) Rückkopplungssystem vorschlägt, in dem das Gewicht „driften“ kann (Farias et al, Metabolic Syndrome and Related Disorders, 2011.) Dieses Modell konzentriert sich zwar auf Umwelt- und soziale Aspekte, geht aber nicht ausreichend auf die eher genetischen und biologischen Aspekte ein, so dass die beiden Modelle eine „künstliche“ Trennung zwischen Genetik und Umwelt schaffen. (Speakman et al., 2011) Ein anderes vorgeschlagenes Modell, das allgemeine Aufnahmemodell, betont, dass es „kompensierte Faktoren“ (z. B. in erster Linie physiologische) und „unkompensierte Faktoren“ (in erster Linie Umweltfaktoren) gibt, die sich auf die Gewichtsregulierung auswirken und von Person zu Person erheblich variieren können, geht aber nicht von einem festen Punkt aus. Ein viertes Modell ist das duale Interventionspunktmodell – eine „realistischere Version des Set-Point-Modells“ (Speakman et al., 2011), das sowohl genetische als auch umweltbedingte Beiträge berücksichtigen kann, bei denen es obere und untere Grenzen gibt, an denen die „physiologische Regulierung von Gewicht und/oder Fett“ aktiv wird.
Bottom Line: In Locksley Hall schrieb Tennyson: „Das Wissen kommt, aber die Weisheit verweilt.“ Ob wir den anatomischen Ort oder die Orte für einen Set-Point finden, bleibt abzuwarten. Für viele Forscher ist das Konzept des Sollwerts zu simpel, um die komplexen Zusammenhänge und die entmutigende Wissenschaft der Gewichtskontrolle zu erklären. Für manche Menschen wird ein funktionierender Set-Point jedoch zu einer Art Ankerpunkt für ihr Gewicht; für die weniger Glücklichen, deren Gewicht weiter steigt und deren Set-Point dysfunktional zu sein scheint, kann er ein Punkt ohne Wiederkehr sein.
Anmerkung: Ich konnte in den letzten Jahren nicht viele Abhandlungen über den Sollwert finden, aber der Begriff taucht in der Literatur weiterhin auf. Für eine Arbeit siehe Ravussin et al, Molecular Metabolism (2014), über Ratten, denen Leptin exogen verabreicht wurde, und die Beziehung zum Set-Point.