Die Symphonie der Stoffwechselprozesse und was sie aus dem Takt bringt
Stoffwechselvorgänge finden im Körper fortlaufend statt. Immerzu wird Nahrung zerlegt, Gewebe aufgebaut und Abbauprodukte entsorgt. Diese Prozesse laufen jedoch nicht chaotisch und unkontrolliert ab, sondern sind alle miteinander verzahnt. Eine internationale Studienarbeit gibt nun bislang unbekannte Einblicke in den Stoffwechsel und identifiziert, welche Zeitfenster sich besonders gut für Therapien gegen Adipositas und Übergewicht anbieten.
Damit es zu keinen Wechselwirkungen zwischen den Stoffwechselvorgängen kommt, werden die Prozesse in sogenannten zirkadianen oder 24-Stunden-Rhythmen sortiert. Dies berichten Forschende des Helmholtz Zentrums München und der Universität von Kalifornien-Irvine mit der Kooperation des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung. Die Studienergebnisse, die kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Cell“ veröffentlicht wurden, bieten bislang unerreichte Einblick auf das körperweite Zusammenspiel des Stoffwechsels.
Umfassende Einblicke in den Stoffwechsel
Das Forscherteam dokumentierte den Stoffwechsel von Mäusen in einem 24 Stunden Zyklus. Dabei wurden sowohl verschiedene Gewebegruppen wie Muskeln, Leber, braunes und weißes Fettgewebe, Blutserum und Sperma als auch verschiedene Ernährungstypen wie normale und fettreiche Kost untersucht.
Das Stoffwechsel- Orchester
„Man kann sich den Stoffwechsel wie ein Orchester vorstellen“, erläutert Dr. Dominik Lutter, Gruppenleiter am Institut für Diabetes und Adipositas (IDO) des Helmholtz Zentrums München in einer Pressemitteilung zu den Studienergebnissen. Um eine Harmonie zu erreichen könnten einzelne Instrumente nicht einfach drauflos spielen wie sie wollen, sondern müssen sich an einen vorgegebenen Takt halten. Genauso verhalte es sich beim Stoffwechsel. Der Takt würde von den zirkadianen Rhythmen vorgegeben werden, so Lutter.
Fettige oder normale Ernährung – der Stoffwechsel merkt es
„Um zu verstehen, wie die Ernährung die zeitliche Koordination der Gewebe und den 24-Stunden-Stoffwechsel beeinflusst, haben wir die Daten bei normaler und bei fettreicher Ernährung erhoben“, berichten die Wissenschaftler Dr. Kenneth Dyar und Dominik Lutter, der Erstautor der Studie. „Es wäre bereits bekannt, dass fettreiche Nahrung den 24-Stunden-Rhythmus störe und dass dies Stoffwechselkrankheiten verursachen könne. Anhand der zeitlichen Betrachtung des Gewebestoffwechsels konnte nun festgestellt werden, wie sich der Stoffwechsel bei Adipositas und Diabetes verändert.
Was den Stoffwechsel aus dem Takt bringt
Das Forscherteam konnte aufzeigen, wie zu viel Fett in der Nahrung den Stoffwechsel durcheinander bringt. Bei normaler Ernährung konnten die Wissenschaftler in den Muskeln einen sehr geregelten Ablauf der Energiegewinnung aus Fett und Zucker feststellen. „Bei fettreicher Ernährung ging dieses typische Muster hingegen total verloren und der Fettstoffwechsel dominierte“, erklärt Kenneth Dyar. Diese Veränderungen hätten auch Auswirkungen auf die Insulinresistenz der Muskelzellen, die daraus resultieren könne.
Alles hat seine Zeit
Insgesamt zeigt die Studie einen Überblick, zu welchem Zeitpunkt die jeweiligen Stoffwechselprozesse ablaufen. Aus diesen bisher unbekannten Zusammenhängen würde sich auch ein Zeitfenster erschließen, wann stoffwechselwirksame Medikamente besonders wirksam eingesetzt werden könnten.
Der Dirigent der Stoffwechsel- Symphonie
„Wenn man bei dem Bild mit dem Orchester bleiben möchte, haben wir nun eine erste Partitur des Stoffwechsels in der Hand“, resümiert Lutter. Das filigrane Zusammenspiel der Instrumente gelte nun als verstanden. Im nächsten Schritt müsse man lernen, wie man als Dirigent des Orchesters fungieren könne, um es wieder im Einklang spielen zu lassen, wenn es aus dem Takt geraten ist. (vb)
Autoren- und Quelleninformationen
Wichtiger Hinweis:
Dieser Artikel enthält nur allgemeine Hinweise und darf nicht zur Selbstdiagnose oder -behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen.
