Insulin beeinflusst die innere Uhr im Fettgewebe

Essen zur falschen Tageszeit stört den zirkadianen Rhythmus und kann das Risiko für Übergewicht und Typ-2-Diabetes steigern. Erste Erklärungen für dieses Phänomen liefert eine aktuelle Studie.

Essen zur falschen Tageszeit stört den zirkadianen Rhythmus

Physiologische Prozesse wie Stoffwechsel, Blutdruck oder Körpertemperatur unterliegen einem zirkadianen Rhythmus. Neben einer zentralen inneren Uhr im Hypothalamus gibt es in den einzelnen Organen, Geweben und Körperzellen untergeordnete Taktgeber. Der 24-Stunden-Rhythmus wird dabei von verschiedenen „Clock-Genen“ gesteuert.

Essenszeiten und Nahrungskomposition können den zirkadianen Rhythmus verschiedener Gewebe verändern. Besonders betroffen sind metabolisch aktive, insulinsensitive Gewebe wie Leber und Fettgewebe. Man weiß inzwischen, dass Essenszeiten, die nicht im Einklang mit der inneren Uhr stehen, das Risiko für Übergewicht, metabolisches Syndrom und Typ-2-Diabetes erhöhen, doch über die zugrundeliegenden Mechanismen ist noch wenig bekannt.

Untersuchungen an humanen Proben zeigen nun, wie Insulin die innere Uhr des Fettgewebes beeinflussen kann. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachmagazin Diabetes veröffentlicht.

Insulin verändert die Gen-Expression

Für die Studie untersuchte das Forschungsteam, welchen Einfluss ein erhöhter Insulinspiegel nach einer Mahlzeit auf den zirkadianen Rhythmus des Fettgewebes hat und welche molekularen Mechanismen dabei eine Rolle spielen. Dafür analysierten sie Fettgewebsproben von 17 adipösen, nicht-diabetischen Männern, die vor und vier Stunden nach dem „hyperinsulinämischen-euglykämischen Clamp“ entnommen wurden. Bei dieser Methode wird einer Person eine definierte Menge Insulin infundiert und schrittweise Glucose zugeführt, bis ein normaler Nüchternblutzucker erreicht ist. Eine Kontrollgruppe erhielt statt Insulin eine Kochsalzlösung.

Bei den Probanden, die Insulin erhielten, zeigte sich eine deutlich veränderte Expression der Clock-Gene, was den Wissenschaftlern zufolge auf eine insulinabhängige Regulation der inneren Uhr schließen lässt.

Zur Aufklärung der zugrundeliegenden molekularen Mechanismen nutzten die Forscher menschliche und tierische Fettzellen, in die sie ein Luciferase-Gen einschleusten und an eines der Schlüsselgene des molekularen Uhrwerks koppelten: das Per2-Gen. Es zeigte sich, dass Insulin eine schnelle und vorübergehende Aktivitätssteigerung von Per2 bewirkt und so den Clock-Rhythmus verändert.