wie bereiten sich Muskelzellen auf einen anstrengenden Arbeitstag vor? Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und der
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Mitglieder im Deutschen
Zentrum für Diabetesforschung (DZD), haben diese Frage untersucht und
die Ergebnisse in ‚PLOS Biology‘ publiziert. Die Arbeit deckt ein ganzes
Stoffwechselnetzwerk auf, das wider Erwarten nicht durch das Gehirn
sondern über die ‚innere Uhr‘ der Muskelzellen gesteuert wird.

Quasi alle Zellen des menschlichen Körpers
besitzen eine eigene innere Uhr. Sie steuert sämtliche Vorgänge, die
nicht gleichzeitig stattfinden oder nicht mit immer gleicher Intensität
ablaufen sollen. „Das betrifft beispielsweise die Verwertung von
Nährstoffen wie Fett und Proteinen“, erklärt Prof. Dr. Henriette
Uhlenhaut. Sie ist Gruppenleiterin am Institut für Diabetes und
Adipositas des Helmholtz Zentrums München (IDO) sowie am Genzentrum der LMU.
„Gerät die innere Uhr des Körpers aber aus dem Takt, so kann das
schwere Folgen für den Stoffwechsel haben. So ist beispielsweise
bekannt, dass Menschen, die viel im Schichtdienst arbeiten, besonders
anfällig für Stoffwechselkrankheiten wie Diabetes sind.“

In der aktuellen Arbeit konzentrierte sich das
Team um Uhlenhaut nun erstmals auf den 24-Stunden-Stoffwechsel-Rhythmus
der Muskeln. „Wir hatten speziell zwei Proteine im Blick, die als
sogenannte Master Regulatoren der inneren Uhr fungieren“, sagt Dr.
Kenneth Dyar, Wissenschaftler am IDO und Erstautor der aktuellen Studie.
„Diese beiden Moleküle binden an die DNA und stoßen alle nachfolgenden
Prozesse an.“ In Muskelzellen von Mäusen konnten die Wissenschaftler die
Aktivität dieser beiden Proteine im Tagesverlauf sehr genau ermitteln.
„Dabei haben wir angefangen bei der Bindung an das Erbgut über die zu-
oder abnehmende Genaktivität bis hin zu den entsprechenden Gen- und
Stoffwechselprodukten alles gemessen“, erklärt Kenneth Dyar den
umfassenden Ansatz. Aufbauend auf früheren Studien untersuchten die
Wissenschaftler den Auf- und Abbau von Fetten und Proteinen – ein Ansatz
der auch für Sportler interessant sein dürfte.

Stoffwechselnetzwerk aufgedeckt

In Zusammenarbeit mit italienischen und
österreichischen Kollegen (vom Venezianischen Institut für Molekulare
Medizin sowie den Universitäten von Padua, Triest und Graz) arbeiteten
die Wissenschaftler bestimmte Vorgänge heraus, die nachts von den
Regulatoren der inneren Uhr angeschaltet werden: „Darunter fällt
beispielsweise das Speichern von Fett, der Zuckerstoffwechsel oder die
Sensitivität gegenüber dem Hormon Insulin“, erklärt Henriette Uhlenhaut.
Gleichzeitig würden gegenläufige Prozesse wie die Fettsäureoxidation
oder der Proteinabbau heruntergefahren, so die Autoren. Diese Muster
seien vor allem in den Stunden vor dem Aufwachen besonders ausgeprägt
und bereiten die Muskeln auf den kommenden Tag vor.

Im letzten Schritt untersuchten die
Wissenschaftler Eingriffsmöglichkeiten in diese Vorgänge. Dazu
beobachteten sie Mäuse, bei denen einer der Master Regulatoren fehlte.
Ohne ihre innere Uhr bildeten die Tiere deutlich weniger Fettmasse und
die Produktion von Muskelproteinen wurde erhöht. „Zusammengenommen deckt
unsere Arbeit auf mehreren Ebenen ein ganzes Stoffwechselnetzwerk auf“,
erklärt Studienleiterin Uhlenhaut. „Biologisch spannend dabei ist auch,
dass der Taktgeber dafür nicht wie zu vermuten zentral im Gehirn sitzt,
sondern die innere Uhr der Muskelzellen selbst ist.“ Langfristig wollen
die Autoren die Mechanismen auch im Menschen untersuchen und eine
Möglichkeit finden, darin einzugreifen. So wäre es demnach denkbar, eine
Insulinresistenz bei Typ-2-Diabetes zu bekämpfen, oder die
Energieverbrennung anzukurbeln, um krankhaftes Übergewicht zu
reduzieren.  

Weitere Informationen

Hintergrund:
Konkret
verglichen die Autoren die genomweite Bindung der beiden
Transkriptionsfaktoren BMAL1 und REV-ERBα. Die Autoren Michaël Hubert
und Katrin Fischer sind Teilnehmer am Doktoranden-Ausbildungsprogramms
Helmholtz Graduate School Environmental Health, kurz HELENA.

Original-Publikation:
Dyar, K. et al. (2018): Transcriptional programming of lipid and amino acid metabolism by the skeletal muscle circadian clock. PLOS Biology, DOI: 10.1371/journal.pbio.2005886

Meine persönliche Bemerkung:

Der originale Titel dieser Mitteilung
lautet:"Wundermittel"
verspricht ewige Jugend

Eigentlich wollte ich das als
unwissenschaftlich ablegen und nicht veröffentlichen, aber die
wissenschaftliche Forschungs-Methode schien mir so interessant, dass ich sie
Ihnen, liebe Leser, nicht vorenthalten wollte. Ganz speziell der Hinweis auf
die Mitwirkung des Immunsystems auf den Alterungsprozess scheint mir
erwähnenswert. Daraus allerdings ein Anti Aging-Medikament zu entwickeln, was
natürlich enorme Profite verspricht, ist noch in weiter Ferne. Meine
persönliche – nicht mit Wissenschaftlern abgestimmte Meinung – ist allerdings,
dass man auf dieses Mittel dann verzichten kann, wenn man sein Immunsystem
lebenslang fördert. Ganz entscheidend ist dafür eine gesunde Darmflora, denn
der Darm spielt eine wichtige Rolle, was leider immer noch nicht in der Medizin
verankert ist. Dazu gehört aber auch, sich regelmäßig impfen zu lassen, nicht
nur die üblichen Impfungen in der Jugend und ggf.gegen Tropenkrankheiten, sondern auch gegen Grippe, gegen
Lungenentzündung (Pneumokokken) usw.

Mein Freund, …. Hat schon vor 30 Jahren
darauf hingewiesen, dass jede Impfung gleichzeitig auch das gesamte Immunsystem
stärkt, deswegen verstehe ich nicht, warum so viele Menschen sich generell
gegen das Impfen wehren. Das gilt insbesondere bei den modernen Impfstoffen,
die keine lebenden Viren mehr enthalten , sondern teilweise nur Bruchstücke,
die aber das Immunsystem durch Bildung von Antikörper und Phagen aktivieren

Ihr Jean Pütz

pte20190103001 Medizin/Wellness,
Forschung/Technologie

"Wundermittel" verspricht ewige
Jugend

Verstärkte Entfernung alternder Zelle hält
laut israelischen Wissenschaftlern deutlich länger fit

(pte001/03.01.2019/06:00) – Forscher am
Weizmann Institute of Science http://weizmann.ac.il haben ein neues Medikament
getestet, das dazu beiträgt, alternde Zellen in Mäusen schneller als es die
Natur vorsieht abzubauen. Die leitenden Wissenschaftler Valery Krizhanovsky und
Yossi Ovadya haben zunächst entdeckt, dass das Immunsystem in eine wichtige
Aktivität eingebunden ist: In die Entfernung von alternden Zellen, die den
Körper belasten, wenn sie nicht schnell genug abgebaut werden. Diese Zellen
sind noch nicht abgestorben, haben aber einen großen Teil ihrer
Funktionsfähigkeit eingebüßt. Sie können Krankheiten auslösen, etwa
Entzündungen.

Experimente mit Mäusen

Die Experten arbeiteten mit Mäusen, denen
ein für die Entfernung alternder Zellen wichtiges Gen fehlte. Als die Tiere
zwei Jahre alt waren, zeigte sich, dass sich in deren Körper mehr alternde
Zellen befanden als in denen einer Vergleichsgruppe mit intakten Genen. Die
Mäuse mit dem fehlenden Gen litten an chronischen Entzündungen. Außerdem waren
zahlreiche Funktionen ihrer Körper stark eingeschränkt. Sie sahen älter aus und
starben früher.

Als nächstes verabreichten die Forscher
den gealterten Versuchstieren Medikamente, die Proteine blockierten, die das
Überleben von alternden Zellen hinauszögern. Die Wirkung war frappierend.
Bluttests zeigten einen deutlichen Rückgang an Entzündungen. Außerdem nahm die
Aktivität der Mäuse zu und das Körpergewebe ähnelte stärker dem von gleich
alten Mäusen mit intakten Genen. Krizhanovsky und Ovadya zählten schließlich
die im Körper der Tiere verbliebenen alternden Zellen und stellten eine
deutliche Abnahme fest. Die Folge war eine höhere Lebenserwartung.

Übertragbarkeit auf Mensch

Ob sich die Forschungsergebnisse auch auf Menschen
übertragen lassen, ist noch offen. Die israelischen Wissenschaftler suchen
jetzt Möglichkeiten, auch bei Menschen die Abstoßung von alternden Zellen zu
beschleunigen. Möglicherweise lässt sich das Immunsystem so verändern, dass es
diese Aufgabe verstärkt übernimmt. Ziel ist die Entwicklung einer
Anti-Aging-Therapie. Die mythische Vorstellung eines Jungbrunnens, aus dem man
trinkt, um ewiges Leben zu genießen, wäre dann zumindest teilweise realistisch.

Vorgeburtliche Ultraschalldiagnostik:

Übergewicht bei Schwangeren erhöht Risiko für Fehlbildungen beim Ungeborenen

Berlin/Innsbruck – Bei werdenden Müttern, die übergewichtig oder adipös sind, ist das
Risiko erhöht, dass ihr ungeborenes Kind eine Fehlbildung entwickelt.
Dies zeigte eine Fallkontrollstudie an 322 Frauen, bei denen zwischen
2007 und 2011 ein fehlgebildetes Kind diagnostiziert wurde: Das Risiko war für Schwangere mit einem Body-Mass-Index (BMI) von über 25 im Vergleich zu normalgewichtigen Frauen erhöht, für adipöse Mütter mit einem BMI über 30 sogar verdoppelt. Der Zusammenhang zwischen mütterlichem Body-Mass-Index und fetalen Fehlbildungen ist ein Thema
des 38. Dreiländertreffens der Deutschen, Österreichischen, Schweizer
und Europäischen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM,
ÖGUM, SGUM, EFSUMB). Unter dem Motto „Wissen schaf(f)t Bildung –
Forschung schafft Wissen“ findet der Kongress vom 29. bis 31. Oktober
2014 in Innsbruck/Österreich statt.

Bei
Schwangeren mit höherem BMI finden sich häufiger kindliche
Fehlbildungen, ergab eine retrospektive Fall-Kontroll-Studie: „Wir
führten die Studie mit 322 Frauen durch, bei denen zwischen 2007 und
2011 pränatal ein fehlgebildetes Kind diagnostiziert wurde“, erläutert
Privatdozentin Dr. med. Christel Eckmann-Scholz, Oberärztin der Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Kiel. Aus dieser Gruppe wurden zunächst Mütter mit vorbestehendem Diabetes, Kinder mit Chromosomenanomalien
oder genetischen Veränderungen ausgeschlossen. Es verblieben 182 Mütter
mit erkranktem Kind, denen mittels Zufallsprinzip zur Kontrolle eine
Mutter mit gesundem Kind zugeordnet wurde, die jeweils in Bezug auf die
Kriterien Rauchen, Anzahl bereits geborener Kinder und Alter
übereinstimmten. Die Teilnehmerinnen beider Gruppen wurden hinsichtlich
ihres Body-Mass-Indexes verglichen: „Der BMI in der Gruppe der Mütter
mit fehlgebildeten Kindern war mit durchschnittlich 23,7 signifikant
höher als in der Kontrollgruppe, die im Durchschnitt einen BMI von 22,8
aufwies“, erläutert Dr. Eckmann-Scholz.

Das Risiko, ein fehlgebildetes Kind zu bekommen, war für Mütter mit einem BMI von 25
oder höher im Vergleich zu normalgewichtigen Frauen erhöht, was sich am
deutlichsten in der Kategorie neurologische Fehlbildungen zeigte. „Für
adipöse Mütter mit einem BMI von 30
oder mehr war das Risiko sogar verdoppelt, hier überwogen die multiplen
Fehlbildungen“, so Dr. Eckmann-Scholz. In knapp 95 Prozent aller Fälle
wurde bereits vor der Geburt die zutreffende Diagnose gestellt. „Eine
qualifizierte Ultraschalldiagnostik ist daher bei Schwangeren mit
erhöhtem Body-Mass-Index von besonderer Bedeutung“, betont Dr.
Eckmann-Scholz. Sie stellt die Studie im Rahmen des
38. Dreiländertreffens der Deutschen, Österreichischen, Schweizer und
Europäischen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin vom 29. bis 31.
Oktober 2014 in Innsbruck/Österreich vor.Ärzte
und Wissenschaftler verschiedener Disziplinen diskutieren auf der
Tagung in Vorträgen und Kursen über den Einsatz der Sonografie als
bildgebendes diagnostisches Verfahren. Weitere Informationen bieten die
Webseiten www.ultraschall2014.at und www.degum.de.

Bewegung, nicht Vitamin D zur Vorbeugung von Stürzen und Knochenbrüchen! Die neuesten Empfehlungen

Bochum, 18. April 2018:

Gestern erschienen im Journal der Amerikanischen Ärztegesellschaft
(JAMA) online eine Reihe von wissenschaftlichen Artikeln, Stellungnahmen
und Editorials (1,2), welche die Vitamin-D-Gabe zur Verhinderung von
Stürzen und Knochenbrüchen untersuchten und keinen Nutzen von Vitamin D
mit oder ohne Kalzium fanden.

Die aktualisierte Stellungnahme der US-amerikanischen Behörde zur
Krankheitsverhütung (USPSTF, Lit. 1) revidierte auf Grund der jetzt
vorliegenden Daten aus 62 Studien an 35.000 Personen ihre eigene
Einstufung von 2012 bei Personengruppen ohne Osteoporose und ohne
Vitamin-D – Mangel, wie auch immer dieser definiert worden war: Anstelle
der früheren Empfehlung von Grad B stufte sie jetzt den  Nutzen von
Vitamin-D auf Grad D zurück: „The D recommendation means that the task
force discourages use because of moderate or high certainty of no net benefit or that  harms outweigh benefits“. Zu den Schädigungen (harms) heisst es: „The task force did find sufficient evidence confirming an increased risk for kidney stones with combined vitamin D and calcium supplementation, and indicating no increased incidence of cardiovascular disease with vitamin D” (etwa über Koronarverkalkung, aber auch keine Verringerung; Anmerkungen  des Referenten).

Für Frauen >65 Jahre, die nicht in  betreuten
Heimen leben, wird Vitamin-D-Supplementierung nicht durchgehend
empfohlen. Vielmehr wird auf Grund der Analysen der multifaktoriellen
Programme mit verstärkter körperliche Aktivität diesen
ein hoher Nutzen zur Verhinderung von Stürzen und damit von
Knochenbrüchen zugesprochen. Darüber hinaus würde verstärkte körperliche
Aktivität auch in dieser Bevölkerungsgruppe die Risiken anderer
chronischer Erkrankungen wie sie im Alter auftreten reduzieren (2).

Für asymptomatische Männer und prämenopausale Frauen gebe es nicht genügend Evidenz, dass Vitamin-D – und
Kalziumsupplementation, allein oder kombiniert, Knochenbrüche verhindern
würde. Für postmenopausale Frauen sei die Evidenz zu
gering, als dass die Nutzen-Schaden-Relation für eine tägliche
Supplementgabe von Vitamin-D-Dosen über 400 Einheiten und von Kalzium
über 1000 mg ausreichend sei. Von täglichen Gaben unter 400 Einheiten
Vitamin-D und unter 1000 mg Kalzium wird abgeraten. Die Task Force
identifizierte aber eine Arbeit mit 100.000 Einheiten  Vitamin-D alle
vier Monate, die einen Nutzen zeigte (3), andererseits auch eine mit
100.000 Einheiten Vitamin-D monatlich, die kein verringertes
Frakturrisiko ergab (4).

Für eine hoffentlich definitive Antwort auf die Frage zum Nutzen
einer Vitamin-D-Gabe wird man die Auswertung der beiden großen,
prospektiven randomisierten Doppelblindstudien abwarten müssen, der
amerikanischen VITAL-Studie und der australischen D-HEALTH Study.
Deren Resultate sollten Ende 2018 bzw. 2025 vorliegen. Gewiss wird man
eine Differenzierung zwischen Menschen mit etablierten
(muskuloskelettalen und anderen) Erkrankungen sowie unterschiedlichen
Vitamin-D-Ausgangsspiegeln und / oder deren Werten im Verlauf, soweit
vorhanden, vornehmen.

Helmut Schatz