Körperweite Kommunikation reguliert den Stoffwechsel

Eine neue Studie macht Kommunikationsnetze zwischen Organen und Geweben sichtbar. Diese regulieren den Stoffwechsel im Rhythmus unserer biologischen Uhr. Störungen in diesem Bereich können der Studie zufolge zu Krankheiten führen.

Vor zehn Jahren wurde erstmals nachgewiesen, dass es einen Zusammenhang zwischen unserem Biorhythmus (dem circadianen Rhythmus) und unserem Stoffwechsel gibt. Damals gelang es den Forschern, die Stoffwechselwege zu identifizieren, denen circadiane Proteine folgen, um das Energieniveau von Zellen festzustellen. [1]

Im Anschluss an diese Studie haben Wissenschaftler der University of California, Irvine, die Kommunikationsnetze zwischen Organen und Geweben nachgezeichnet. Daraus entstand ein detaillierter „Atlas“, der zeigt, wie der Körper Energie erzeugt und nutzt. Weiterhin untersuchten die Forscher, wie Störungen dieser Kommunikation die Gesundheit beeinträchtigen können. Die Studie wurde in der Zeitschrift Cell veröffentlicht. [2]

Übersicht über Verbindungen

Die Studie untersuchte zunächst den Tag-Nacht-Rhythmus verschiedener Gewebe und Organe, nämlich des Blutserums, der Leber, der Muskeln, des braunen und weißen Fettes, des präfrontalen Cortex und des Hypothalamus. Daraus entstand eine Übersicht (Atlas) der Verbindungen zwischen diesen Organen und Geweben, die gemeinsam die biologische Uhr bilden und die das Tag-Nacht-Muster der Stoffwechselaktivitäten körperweit regulieren.

Folgen ungesunder Ernährung

Danach testete das Forschungsteam an Mäusen, wie ein fettreiches Menü diesen koordinierten Metabolismus stören kann. Hierbei wurde übrigens nicht zwischen ungesättigten, gesättigten, tierischen oder pflanzlichen Fetten unterschieden.

Die Forscher stellten fest, dass fettreiche Nahrung das fein abgestimmte Stoffwechselmuster störte und die Koordination und Kommunikation zwischen den verschiedenen biologischen Uhren veränderte. Nach Aussage der Forscher können diese Störungen Entzündungen hervorrufen, die wiederum mit vielfältigen Erkrankungen assoziiert sind und die Lebensdauer verkürzen können. [3]

Wichtiges Werkzeug

„Die beobachteten Auswirkungen dieser ungesunden Ernährung belegen, dass externe Faktoren das koordinierte Stoffwechselmuster stören können“, lautet daher das Resümee der Forscher. Abschließend sei hier noch angemerkt, dass es mit diesem Atlas nun möglich ist, anhand von Informationen über ein Organ oder eine Gewebegruppe ein körperweites Verständnis von metabolischen Unregelmäßigkeiten und den damit verbundenen Krankheiten zu gewinnen.

Literatur

[1] Paolo Sassone-Corsi et al, The NAD+-Dependent Deacetylase SIRT1 Modulates CLOCK-Mediated Chromatin Remodeling and Circadian Control, Cell (volume 134, issue 2, juli 2008). https://doi.org/10.1016/j.cell.2008.07.002

[2] Paolo Sassone-Coris et al., Atlas of Circadian Metabolism Reveals System-wide Coordination and Communication between Clocks, Cell (volume 174, issue 6, september 2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.042

[3] https://medicalxpress.com/news/2018-09-reveals-tissues-body-energy.html