Forscher beleuchten die Wirkung von Insulin im Tagesverlauf
GENF - Die biologische Uhr steuert zahlreiche Körperfunktionen und beeinflusst die Wirkung des Blutzucker-regulierenden Hormons Insulin. Eine neue Studie könnte einen Denkanstoss für Mediziner und Diabetes-Patienten liefern, die Tageszeit in der Berechnung der Insulinmenge zu berücksichtigen.
Das Hormon Insulin steuert - fein justiert im Tagesverlauf - die Aufnahme von Zucker aus dem Blut ins Gewebe, um dort Energie zu liefern. Reagieren Körperzellen weniger oder nicht mehr auf dieses Signal, spricht man von einer Insulinresistenz. Damit kündigt sich ein sich entwickelnder Typ-2-Diabetes an.
Das Diabetes-Risiko scheint zudem mit Störungen der inneren Uhr zusammenzuhängen. Beispielsweise erhöht Schichtarbeit das Risiko für Stoffwechselerkrankungen.
Forschende um Robert Coppari von der Universität Genf haben diesen Zusammenhang zwischen der inneren Uhr und der Wirkung von Insulin nun unter die Lupe genommen, um die zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen. Wie sie im Fachblatt "Cell Reports" berichten, steuert eine Hirnregion im Hypothalamus die Wirkung von Insulin im Wechselspiel zwischen biologischer Uhr und dem Bedarf der Organe.
Hypothalamus steuert Insulinsensitivität
Für ihre Untersuchungen nutzten die Forschenden Mäuse, denen ein bestimmtes Gen (SIRT1) für die biologische Uhr in sogenannten VMH SF1 Neuronen im Hypothalamus fehlte. Bereits zuvor hatten andere Studien gezeigt, dass diese genetische Veränderung den Tieren eine Veranlagung zu Insulinresistenz und damit Diabetes vermittelt.
Zunächst massen die Wissenschaftler die Aufnahme von Blutzucker in verschiedene Muskelgeweben, in Fettgewebe und der Leber der Tiere, während diese im regelmässigen Wechsel je 12 Stunden im Hellen und 12 Stunden im Dunklen gehalten wurden, wie die Uni Genf am Dienstag mitteilte. Dies sind die Gewebe, die vor allem von Insulinresistenz betroffen sind. Dabei stellten die Forschenden wie erwartet tageszeitliche Schwankungen fest.
Variierten sie den Licht-Dunkel-Rhythmus und störten die Ruhephase beispielsweise durch eine Stunde Licht in der Nacht oder hielten die Tiere zwei Tage nur im Dunklen, wirkte sich dies bereits negativ auf die Fähigkeit des Muskelgewebes aus, auf Insulin zu reagieren und Glukose aufzunehmen.
Insulin-Berechnung auch nach Tageszeit
Demnach spielen VMH SF1 Neuronen im Hypothalamus offenbar eine Schlüsselrolle, die Sensitivität bestimmter Muskelzellen auf Insulin im Tagesverlauf zu steuern - nicht jedoch im Leber und Fettgewebe, sowie in anderen Muskelgeweben.
Das zeige zum einen, dass unterschiedliche Neuronen im Gehirn die Licht-Dunkel-Taktgeber für verschiedene Gewebe verarbeiten, liess sich Coppari zitieren. Zum anderen reiche es offenbar, nur einen dieser regulierenden Mechanismen ausser Kraft zu setzen, um das Risiko für Diabetes zu erhöhen.
Die Studienergebnisse könnten zudem einen Denkanstoss für die Praxis liefern, die Insulinmenge für Typ-1-Diabetes-Patienten anhand der aufgenommenen Kohlenhydrate zu berechnen. Da die Sensitivität des Gewebes auf Insulin jedoch im Tagesverlauf schwanke, sollte dieser Parameter bei der Berechnung berücksichtigt werden, so Coppari.
Fachartikelnummer - DOI: 10.1016/j.celrep.2019.04.093
Quelle: SDA / Keystone - 21.05.2019, Copyrights Bilder: Adobe Stock