Ein internationales Forscherteam um Howard Riezman und Charna Dibner von der Universität Genf hat entdeckt, dass im Tagesverlauf die Zusammensetzung unterschiedlicher Fettmoleküle im Muskelgewebe periodisch schwankt. Das deutet auf eine eigene biologische Uhr in unseren Muskeln hin, wie die Forschenden kürzlich im Fachblatt "PNAS" berichteten. Unterstützt wurde die Studie vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF).

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.

Fettmoleküle im Oberschenkelmuskel

Die Wissenschaftler untersuchten zunächst das Muskelgewebe von freiwilligen Probanden, die sich zuvor an einen geregelten Tagesablauf in Bezug auf Mahlzeiten und Lichtexposition halten mussten, wie der SNF am Montag mittelte. Dadurch wurde die Hauptuhr der Teilnehmenden synchronisiert. Alle vier Stunden entnahmen die Forschenden eine kleine Gewebeprobe aus dem Oberschenkelmuskel der Probanden.

Nach 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 Riezman gemäss der Mitteilung.

Deshalb führten die Forschenden 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 Wissenschaftler periodische Schwankungen der Lipide.

Aufnahmefähigkeit für Zucker

Weil Fettmoleküle ein wichtiger Bestandteil von Zellmembranen sind, vermuten Riezman, Dibner und Kollegen, dass sich die Zusammensetzung und damit Durchlässigkeit der Membranen der Muskelzellen im Tagesverlauf ändern. Und damit ihre Fähigkeit, beispielsweise auf das Hormon Insulin zu reagieren und Zucker aufzunehmen.

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", so Dibner gemäss der SNF-Mitteilung.

Falls sich die Vermutung der Forschenden 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 Forschenden in einer Folgestudie untersuchen.

sda