Ein Forscherteam der Universität Genf hat entdeckt, dass im Tagesverlauf die Zusammensetzung unterschiedlicher Fettmoleküle im Muskelgewebe periodisch schwankt. Das deutet auf eine eigene biologische Uhr in den Muskeln hin, wie die Wissenschafter im Fachblatt "PNAS" berichteten.
Solche sogenannten "zirkadianen Uhren" existieren in verschiedenen Geweben unseres Körpers, alle synchronisiert durch eine Hauptuhr im Gehirn. Sie regeln unter anderem den Rhythmus von Schlaf und Wachzustand und beeinflussen die Verdauung im Wechsel von Fasten- und Essenszeiten.
Die Wissenschafter untersuchten zunächst das Muskelgewebe von freiwilligen Probanden, die sich zuvor an einen geregelten Tagesablauf in Bezug auf Mahlzeiten und Lichtexposition halten mussten, teilte am Montag der Schweizerischen Nationalfonds (SNF) mit, der die Studie unterstützt hat. Dadurch wurde die Hauptuhr der Teilnehmer synchronisiert. Alle vier Stunden entnahmen die Forscher eine kleine Gewebeprobe aus dem Oberschenkelmuskel der Probanden.
Signalen folgend
Nach der Analyse des Muskelgewebes stellten sie fest, dass die Zusammensetzung an Fettmolekülen (Lipiden) offenbar mit der Tageszeit zusammenhängt. "Da die Lipidzusammensetzung innerhalb der Probandengruppe stark schwankte, benötigten wir weitere Belege zur Untermauerung dieser These", erklärte Forscher Howard Riezman.
Deshalb führten die Wissenschafter ein weiteres Experiment mit menschlichen Muskelzellen in der Kulturschale durch: Diese synchronisierten sie künstlich mithilfe eines Signalmoleküls, das normalerweise im Körper ausgeschüttet wird. Auch hier entdeckten die Forscher periodische Schwankungen der Lipide.
Weil Fettmoleküle ein wichtiger Bestandteil von Zellmembranen sind, vermuten Riezman, Charna Dibner und ihre Kollegen, dass sich die Zusammensetzung und damit Durchlässigkeit der Membranen der Muskelzellen im Tagesverlauf ändern. Und damit ihre Fähigkeit, bestimmte Moleküle wie beispielsweise das Hormon Insulin aufzunehmen, das den Zuckerstoffwechsel reguliert.
Interessant für Diabetes-Forschung
Sprechen die Muskeln nicht auf Insulin an, spricht man von einer Insulinresistenz. Diese ist wiederum eine bekannte Ursache von Typ-2-Diabetes (im Volksmund auch "Alterszucker"). "Studien zufolge besteht eine Verbindung zwischen zirkadianen Uhren, Insulinresistenz und der Entstehung von Diabetes", erläuterte Dibner.
Falls sich die Vermutung der Forscher bestätigen sollte, dass die innere Uhr der Muskeln über den Lipidstoffwechsel mit der Entstehung von Typ-2-Diabetes zusammenhängt, wäre dies für neue Therapieansätze von Bedeutung. Dies wollen die Wissenschafter in einer Folgestudie untersuchen. (APA, 2.10.2017)
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