Nye studiemuskler måler respektive tidspunkt på dagen

Forskere støttet av Swiss National Science Foundation (SNSF) har oppdaget en biologisk klokke i våre muskelceller. Det kan være involvert i regulering av metabolisme og utvikling av diabetes.

Hvis musklene i overarmen er f.eks. Overbelastet av styrketrening, dette kan føre til alvorlig smerte. (Bilde: artstudio_pro / fotolia.com)

Biologiske klokker er overalt i kroppene våre. De frigjør hormonet melatonin mens de sover, favoriserer sekresjonen av fordøyelsesenzymer etter lunsj og holder oss våken om dagen. En mesterklokke i hjernen synkroniserer alle de andre klokkene i de ulike organene. Forskere støttet av Swiss National Science Foundation (SNSF) har oppdaget at en slik "sirkadisk klokke" tikker i våre muskelceller. Hvis denne klokken kommer ut av hånden, kan dette avgjørende påvirke utviklingen av type 2 diabetes. Forskningsgruppens vitenskapelige arbeid er nylig publisert i tidsskriftet PNAS (*).

Fjerning av muskelvev spredt over hele dagen

Forskere fra Universitetet i Genève, ved University of Bath, Université Claude Bernard i Lyon, EPFL, University of Surrey og Nestlé Institute of Health Sciences funnet at sammensetningen av de ulike typer fett (lipider) i våre muskelceller i løpet Avhengig av tidspunktet på dagen, er en lipid noen ganger mer dominerende enn en annen. Kan dette være relatert til påvirkning av den biologiske klokken? Det internasjonale teamet har testet denne hypotesen ved å gjennomføre en frivillig frivilligstudie. For dette formål ble deltakerens hovedklokke synkronisert: de måtte følge en vanlig daglig rutine med hensyn til måltider og lyseksponering før studiet startet. Hver fjerde time ble et lite muskelvevprøve tatt fra låret for å analysere lipidsammensetningen.

Forskningsgruppen identifiserte en klar sammenheng mellom lipidsammensetning og tid på dagen, forklarer Howard Riezman, som ledet studien med sin kollega Charna Dibner i Genève. "Fordi lipidsammensetningen i faggruppen svingte sterkt, behøvde vi ytterligere bevis for å underbygge denne oppgaven," fortsetter Riezman.

I et annet skritt byttet forskerne derfor til et in vitro-eksperiment. De avlet menneskelige muskelceller og synkroniserte dem kunstig, uten en mesterklokke, ved hjelp av et signalmolekyl som normalt utskilles av kroppen. En periodisk variasjon av den cellulære lipidsammensetning ble observert, ligner de menneskelige eksperimenter. Men når forskere forstyrret klokke mekanismen ved å hemme de relevante generene, forsvant de periodiske lipidfluktuasjonene stort sett.

Diabetes og søvnforstyrrelser er relatert

"Vi demonstrerte tydelig at denne variasjonen i lipidsammensetningen i musklene våre er avhengig av vår sirkadiske rytme," sier forfatterforfatteren Ursula Loizides-Mangold. "Men det viktigste spørsmålet gjenstår: Hvor viktig er denne mekanismen?" Riezman mener at den biologiske klokken kan fungere i muskelen gjennom sin effekt på lipid regulerende effekt på insulinfølsomheten av muskelceller. Fordi lipider er en del av cellemembranen, påvirker de molekylernes evne til å gå inn og ut av muskelceller. Endring av membransammensetningen kan påvirke muskelresponsen mot hormonet og dets evne til å absorbere blodsukker.

Lav insulinsensitivitet i muskel fører til en såkalt insulinresistens, en kjent årsak til diabetes type 2. "Forskning viser at det er en sammenheng mellom biologiske klokka, insulinresistens og utvikling av diabetes", sa Charna Dibner, co-leder av studien. "Hvis vi kan vise en sammenheng mellom sirkadisk mekanisme og type 2 diabetes basert på lipidmetabolisme, kan dette ha betydelige terapeutiske implikasjoner. Takket være vår nye evne til in vitro-celleklokking i menneskelig muskel, kan vi validere denne hypotesen i vår neste studie. "

(*) U. Loizides-Mangold et al. Lipidomics avslører lipid diurnal svingninger i human skjelettmuskulatur som vedvarer i cellulære myotuber dyrket in vitro. PNAS (2017). DOI: 10,1073 / pnas.1705821114