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Hell oder dunkel? Insulin wirkt anders!

Die biologische Uhr steuert zahlreiche Körperfunktionen und beeinflusst die Wirkung des Blutzucker-regulierenden Hormons Insulin

Licht-Dunkel-Rhythmus beeinflusst Insulin-Sensitivität.

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.

Forscher um Roberto 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" berichteten, steuert eine Hirnregion im Hypothalamus die Wirkung von Insulin im Wechselspiel zwischen biologischer Uhr und dem Bedarf der Organe.

Für ihre Untersuchungen nutzten die Forscher 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.

Tageszeitliche Schwankungen

Zunächst maßen die Wissenschaftler die Aufnahme von Blutzucker in verschiedene Muskelgeweben, in Fettgewebe und der Leber der Tiere, während diese im regelmäßigen Wechsel je zwölf Stunden im Hellen und zwölf 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 Forscher 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.

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, wurde Coppari zitiert. 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, um die Insulinmenge für Typ-1-Diabetes-Patienten anhand der aufgenommenen Kohlenhydrate zu berechnen. Da die Sensitivität des Gewebes auf Insulin im Tagesverlauf schwanke, sollte dieser Parameter bei der Berechnung berücksichtigt werden, so Coppari.

Fachartikelnummer - DOI: 10.1016/j.celrep.2019.04.093