Lipidstoffwechsel im humanen Skelettmuskel in Bezug zu Insulinsensitivität - Einfluss von körperlicher Aktivität und Fettsäuren

• Antragstellerin: Dr. Kristin Eckardt
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251800185

Bewegungsmangel in Kombination mit ungesunder Ernährung spielt eine zentrale Rolle in der Entstehung von Adipositas, einem Hauptrisikofaktor für Typ 2 Diabetes. Dagegen kann regelmäßiger Sport effektiv die Entstehung von Übergewicht, Insulinresistenz und Typ 2 Diabetes verhindern. Interessanterweise findet man sowohl bei insulinresistenten, adipösen Patienten als auch bei insulinsensitiven, ausdauertrainierten Sportlern eine verstärkte Akkumulation von Lipiden im Skelettmuskel im Vergleich zu schlanken, sportlich wenig aktiven Menschen. Als mögliche Erklärung für dieses sogenannte "athlete's paradox" werden unterschiedliche Effekte von Sport und Adipositas auf den Lipidstoffwechsel im Muskel diskutiert. Allerdings sind die zugrunde liegenden Mechanismen bisher nur teilweise verstanden. Mit einer einzigartigen humanen Sportinterventionsstudie (MyoGlu) als Plattform hat dieses Projekt zum Ziel, die Rolle von SCD1 und Cidec als potentielle Akteure des Lipidstoffwechsels im Skelettmuskel mit direktem Einfluss auf die Insulinsensitivität zu untersuchen. Diese Proteine wurden als vielversprechende Kandidaten identifiziert, da die Daten bezüglich der Rolle von SCD1 für den Lipidstoffwechsel im Skelettmuskel und für die Insulinsensitivität widersprüchlich sind bzw. über die Bedeutung von Cidec für den Skelettmuskel fast nichts bekannt ist. Wir werden die Regulation von SCD1 und Cidec in verschiedenen metabolischen Zuständen (insulinsensitiv vs. insulinresistent), durch Sport und Fettsäuren untersuchen. Zu diesem Zweck werden wir Skelettmuskelbiopsien vor und nach der Intervention analysieren sowie Skelettmuskelzellen, die aus den Biopsien vor und nach der Intervention stammen. Für die in vitro Experimente werden die Myotuben mittels elektrischer Pulse (EPS) kontrahiert und mit einfach und mehrfach ungesättigten und gesättigten Fettsäuren behandelt. Außerdem wollen wir die Lipidkomposition von Lipidtröpfchen untersuchen, die aus humanen Myotuben vor und nach der Intervention isoliert werden, um wichtige Informationen über den Einfluss der Sportintervention auf die Aktivität von SCD1 zu erhalten. Um die physiologische Bedeutung von SCD1 und Cidec zu verstehen, sollen beide Proteine mittels siRNA in humanen Myotuben herunterreguliert werden. Dann werden die Zellen mittels EPS kontrahiert und mit Fettsäuren behandelt, um anschließend die Insulinsensitivität der Myotuben und deren Substratnutzung zu analysieren. Die Ergebnisse könnten zu neuen Erkenntnissen führen, die erklären, warum trainierte Personen trotz eines hohen Lipidgehalts im Skelettmuskel insulinsensitiv sind. Dadurch könnten neue Wege zu verbesserten präventiven sowie therapeutischen Ansätzen zur Behandlung von Insulinresistenz aufgezeigt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Norwegen
• Gastgeber: Professor Dr. Christian Drevon
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Knut Tomas Dalen; Professor Dr. Arild Rustan