Adipositas ist eine komplexe Erkrankung mit multifaktorieller Ätiologie, in der das Gleichgewicht zwischen Nahrungsaufnahme und Energieaufwand gestört ist. Der Hypothalamus ist eine zentrale Schaltstation in der Aufrechterhaltung dieser Energiebalance und spielt höchstwahrscheinlich eine bedeutsame Rolle in der Pathophysiologie der Adipositas. Ergebnisse aus Tierstudien legen nahe, dass es im Rahmen hyperkalorischer Ernährung zu einer inflammationsähnlichen Begleitreaktion im Hypothalamus kommen kann, die ihrerseits anhaltende mikrostrukturelle Veränderungen begünstigt. Inwieweit auch bei adipösen Menschen makro- und mikrostrukturelle Alterationen im Hypothalamus festzustellen und mittels nichtinvasiver Methoden erfassbar sind, wurde bisher nicht ausreichend erforscht. Daher wurde hier als nicht-invasiver Zugang die Magnetresonanztomographie (MRT) gewählt und mittels eines detaillierten Segmentierungsprotokolls für T1-gewichtete Daten an einer großen Stichprobe aus der Kohorte des Leipziger Forschungszentrums für Zivilisationserkrankungen (LIFE) der Hypothalamus zunächst semi-automatisch erfasst (n = 338, 21–78 Jahre, mittlerer Body-Mass-Index (BMI) 26.41 ± 3.92 Standardabweichung (SD)). Im Anschluss konnten adjustierte Analysen Aufschluss darüber geben, inwieweit makrostrukturelle Veränderungen bei Adipösen vorzufinden sind. Darüber hinaus wurde mit diffusionsgewichteten MRT-Sequenzen (DWI) auch die Mikrostruktur des Hypothalamus auf Veränderungen im Rahmen von Adipositas untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen einen Geschlechterunterschied im Gesamtvolumen des Hypothalamus mit größeren Werten für Männer sowie einen Seitenunterschied mit größeren Volumina für den linken Hypothalamus. Der BMI hatte keinen Einfluss auf das hypothalamische Gesamtvolumen, nachdem für Alter und Geschlecht korrigiert wurde. Allerdings zeigte sich, dass steigende BMI-Werte höhere Werte in der mittleren Diffusionsrate (MD) des Hypothalamus vorhersagten. Selbst unter Berücksichtigung zahlreicher konfundierender Variablen (wie z.B. Geschlecht, Alter, Partialvolumeneffekte durch den dritten Ventrikel, MD des Hippocampus) änderte sich dieses Ergebnis nicht. Vielmehr war es uns möglich dieses Ergebnis in einer zweiten Stichprobe (n = 236) zu replizieren, innerhalb derer die Hypothalami mittels einer automatisierten Segmentierungsprozedur erfasst wurden. Das Volumen an viszeralem Fettgewebe –ein alternativer Biomarker für Adipositas – lieferte in unseren Stichproben vergleichbare Resultate wie der BMI. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse anhand zweier bevölkerungsrepräsentativer Stichproben, dass Adipositas mit anhaltenden mikrostrukturellen Veränderungen im Hypothalamus bei Menschen einhergeht. Diese sind darüber hinaus unabhängig von adipositas-assoziierten Komorbiditäten wie Bluthochdruck oder Diabetes. Somit liefern wir einen replizierbaren Algorithmus, welcher mittels diffusionsgewichteter MRT-Sequenzen dazu dienen kann, subtile Veränderungen im Hypothalamus hochsensitiv zu erfassen. Dies könnte in Zukunft dazu beitragen zentrale pathologische Veränderungen bei Menschen besser zu visualisieren und deren Relevanz in der Pathogenese der Adipositas einzuordnen.