In unserer Muskelmasse tickt eine biologische Uhr

Stellt sich heraus, messen unsere Muskeln die Tageszeit.

Stellt sich heraus, messen unsere Muskeln die Tageszeit. Überall in unserem Körper ticken biologische Uhren. Sie lösen während des Schlafes die Ausschüttung des Hormons Melatonin aus, begünstigen die Sekretion von Verdauungsenzymen in der Mittagspause oder halten uns in den geschäftigsten Momenten des Tages wach. Eine "Hauptuhr" im Gehirn synchronisiert alle Nebenfunktionen in verschiedenen Organen. Forscher der Universität Genf (UNIGE), Schweiz, haben zusammen mit ihren Kollegen von der Universität von Bath, der Universität Claude Bernard in Lyon, der EPFL, der Universität von Surrey und dem Nestle Institut für Gesundheitswissenschaften herausgefunden, dass ein solcher circadianer ist Die Uhr arbeitet in unseren Muskeln.

Die Forscher entdeckten, dass die Konzentrationen der verschiedenen Fettarten (Lipide), die in unseren Muskelzellen enthalten sind, im Laufe des Tages variieren und manchmal eine Art von Fett gegenüber einem anderen bevorzugen. Könnte eine biologische Uhr im Spiel sein? Das internationale Team hat die Hypothese mit freiwilligen Probanden getestet. Sie synchronisierten die Hauptuhr jedes Probanden, indem sie sie eine Woche vor dem Experiment aufforderten, sich an eine tägliche Ess- und Schlafroutine zu halten. Alle vier Stunden würden die Forscher eine sehr kleine Probe des Oberschenkelmuskelgewebes nehmen und ihre Lipidzusammensetzung analysieren. Das Team beobachtete eine klare Korrelation zwischen der Lipidzusammensetzung der Muskelzelle und der Tageszeit, erklärte der Forscher Howard Riezman. "Da die Kombination der Lipide von Mensch zu Mensch stark variierte, brauchten wir weitere Beweise, um diese Ergebnisse zu untermauern." Lesen Sie hier Stellen Sie Ihre Körperuhr auf einen gesunden Schlafzyklus ein

In einem zweiten Schritt wechselten die Forscher zu einem In-vitro-Experiment. Sie kultivierten menschliche Muskelzellen und synchronisierten sie künstlich in Abwesenheit einer Hauptuhr mit einem Signalmolekül, das normalerweise im Körper ausgeschieden wird. Die Forscher beobachteten eine periodische Variation in der Lipidzusammensetzung der Zelle, ähnlich der, die sie bei Menschen beobachteten. Aber wenn sie den Uhrmechanismus durch Hemmung der verantwortlichen Gene unterbrachen, gingen die sich periodisch verändernden Lipidvariationen meist verloren.

"Wir haben deutlich gezeigt, dass diese Variation der Lipidtypen in unseren Muskeln auf unseren zirkadianen Rhythmus zurückzuführen ist", erklärte die Erstautorin Ursula Loizides-Mangold. "Aber die Hauptfrage ist noch zu beantworten: Wozu dient dieser Mechanismus?" Riezman glaubt, dass die biologische Uhr im Muskel mit ihrer Auswirkung auf die Lipide dazu beitragen könnte, die Empfindlichkeit der Zellen gegenüber Insulin zu regulieren. In der Tat beeinflussen Lipide - die eine Komponente der Zellmembran sind - die Fähigkeit der Moleküle, in die Muskelzellen hinein und aus diesen heraus zu wandern. Änderungen in seiner Zusammensetzung könnten die Empfindlichkeit des Muskels auf das Hormon sowie seine Fähigkeit, Blutzucker aufzunehmen, abstimmen.

Eine geringe Empfindlichkeit des Muskels gegenüber Insulin führt zu einer als Insulinresistenz bezeichneten Erkrankung, von der bekannt ist, dass sie eine Ursache für Typ-2-Diabetes ist. "Studien deuten stark auf eine Verbindung zwischen zirkadianen Uhren, Insulinresistenz und Diabetesentwicklung hin", erklärte Ko-Direktorin Charna Dibner. "Wenn wir über den Fettstoffwechsel eine Verbindung zwischen zirkadianen Mechanismen und Typ-2-Diabetes herstellen, könnte dies wichtige therapeutische Implikationen haben. Dank unserer neuen Werkzeuge zur Untersuchung von menschlichen Muskelzelluhren in vitro haben wir nun die Möglichkeit, diese Hypothese in unserer nächsten Studie zu untersuchen. "

Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht, PNAS.

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