Nya studie muskler mäter respektive tid på dagen

Forskare som stöds av Swiss National Science Foundation (SNSF) har upptäckt en biologisk klocka i våra muskelceller. Det kan vara inblandat i reglering av metabolism och utveckling av diabetes.

Om musklerna i överarmen är t.ex. Överbelastad genom styrketräning kan detta orsaka allvarlig smärta. (Bild: artstudio_pro / fotolia.com)

Biologiska klockor finns överallt i våra kroppar. De släpper hormonet melatonin medan de sover, gynnar utsöndringen av matsmältningsenzymer efter lunch och håller oss vakna under dagen. En huvudklocka i hjärnan synkroniserar alla andra klockor i de olika organen. Forskare som stöds av Swiss National Science Foundation (SNSF) har upptäckt att en sådan "cirkadisk klocka" tickar i våra muskelceller. Om den här klockan blir oanvändbar kan detta på ett avgörande sätt påverka utvecklingen av typ 2-diabetes. Forskargruppens vetenskapliga arbete har nyligen publicerats i tidningen PNAS (*).

Avlägsnande av muskelvävnad sprids under hela dagen

Forskare från University of Geneva, University of Bath, Université Claude Bernard i Lyon, EPFL, University of Surrey och Nestlé Institute of Health Sciences fann att sammansättningen av de olika typer av fetter (lipider) i våra muskelceller under Beroende på tidpunkten är ibland en lipid mer dominerande än en annan. Skulle detta kunna relateras till den biologiska klockans inflytande? Det internationella laget har testat denna hypotes genom att genomföra en frivillig frivillig studie. För detta ändamål synkroniserades deltagarens huvudklocka: de var tvungna att hålla sig till en vanlig daglig rutin när det gällde måltider och ljusexponering innan studien startades. Var fjärde timme togs en liten muskelvävnadsprov från låret för att analysera lipidsammansättningen.

Här fann forskargruppen ett tydligt samband mellan lipidkompositionen och vilken tid på dagen, sade Howard Riezman, som lett studien tillsammans med sin kollega Charna Dibner i Genève. "Eftersom lipidkompositionen inom ämnesgruppen varierade kraftigt, behövde vi ytterligare bevis för att underbygga denna avhandling," fortsätter Riezman.

I ett andra steg bytte forskarna därför till ett in vitro-experiment. De uppfödde mänskliga muskelceller och synkroniserade dem konstgjort, utan en mästerklocka, med hjälp av en signalmolekyl som normalt utsöndras av kroppen. En periodisk variation av den cellulära lipidkompositionen observerades, liknande de humana experimenten. Men när forskare störde klockmekanismen genom att hämma relevanta gener, försvann de periodiska lipidfluktuationerna i stor utsträckning.

Diabetes och sömnstörningar är relaterade

"Vi har tydliga bevis för att denna variant av lipid sammansättningen beror våra muskler i vår dygnsrytm", förklarar huvudförfattaren Ursula Loizides-Mangold. "Men den viktigaste frågan kvarstår: Hur viktig är denna mekanism?" Riezman anser att den biologiska klockan kan agera i muskeln genom dess effekt på lipidreglerande effekten på insulinkänsligheten av muskelceller. Eftersom lipider är en del av cellmembranet, påverkar de molekylernas förmåga att komma in och ut ur muskelcellerna. Byte av membransammansättning kan påverka muskelrespons på hormonet och dess förmåga att absorbera blodsocker.

känslighet muskler låg insulin leder till en så kallad insulinresistens, en känd orsak till diabetes typ 2. "Forskning visar att det finns ett samband mellan dygns klockor, insulinresistens och utveckling av diabetes", säger Charna Dibner, co-chef för studien. "Om vi ​​kan visa en koppling mellan cirkadianmekanismen och typ 2-diabetes baserat på lipidmetabolism, kan detta ha betydande terapeutiska konsekvenser. Tack vare våra nya möjligheter till in vitro cellklockning i mänsklig muskel kan vi validera denna hypotes i vår nästa studie. "

(*) U. Loizides-Mangold et al.: Lipidomics avslöjar dagliga lipidoscillationer i humant skelettmuskulatur som kvarstår i cellulära myotuber odlade in vitro. PNAS (2017). DOI: 10,1073 / pnas.1705821114