Störungen der inneren Uhr als Ursache für Typ-2-Diabetes

Zunehmend geht man davon aus, dass unregelmäßiges Schlaf-, Ernährungs- und Bewegungsverhalten die endogene zirkadiane (innere) Uhr stört und sich dadurch das Risiko für Adipositas und T2D erhöht. Zurückzuführen ist dies offenbar auf ein Ungleichgewicht zwischen Stoffwechsel und Energiebedarf.

Obwohl noch nicht hinreichend geklärt ist, wie Gene, die die zirkadiane Uhr steuern, zur Entstehung von T2D beitragen, legen epidemiologische Studien ein erhöhtes T2D-Risiko bei Schichtarbeitern nahe. Das EU-finanzierte Projekt EURHYTHDIA (Chronotherapeutic lifestyle intervention for diabetes and obesity to reset the circadian rhythm and improve cardiometabolic risk in the European working population) untersucht daher den Zusammenhang zwischen zirkadianer Steuerung, Stoffwechsel und der Entwicklung von T2D. Weiterhin wird das Konsortium an geeigneten Probandengruppen testen, inwieweit eine Umstellung der Lebensweise den Krankheitsverlauf stoppen kann.

Die Forscher analysierten umfassend Metabolitenmuster und epigenomische Veränderungen bei so genannten Uhren-Genen, um etwaige Zusammenhänge zwischen Schichtarbeit und gestörter Stoffwechsel-Homöostase zu identifizieren. In bioinformatischen Analysen wird dabei nach neuen Biomarkern gesucht, die auf eine zirkadiane Störung hindeuten, um Früherkennung und Intervention zu fördern.

Interventionsstudien bei Schichtarbeitern und direkten Verwandten von T2D-Patienten sind inzwischen in Form kontrollierter klinischer Studien angelaufen. Derzeit wird geklärt, inwieweit bei Schichtarbeitern ein Zurücksetzen der zirkadianen Uhr mittels Lichttherapie, entsprechend getakteten Aktivitätsphasen und Melatoninbehandlung sinnvoll ist. Bei den Angehörigen der T2D-Patienten wird zudem der Einsatz von Melatonin auf die zirkadiane Uhr bewertet.

Laufende Tierversuche zeigen, dass vor allem bestimmte zirkadian-regulatorische Zielgene die Stoffwechsellage und damit die Glukose-Homöostase beeinflussen.

Ein weiteres wichtiges Resultat ist die Entwicklung und Validierung eines Zebrafischmodells für angeborene zirkadiane Störung. An dem Modell können Veränderungen auf molekularer Ebene mit und ohne zirkadiane Intervention untersucht werden.

Das translational orientierte EURHYTHDIA-Projekt entwickelte mehrere neue Diagnoseinstrumente und –Substanzen zur Bewertung von zirkadianem Rhythmus und Stoffwechsel. Damit wurden nicht nur neue therapeutische Zielstrukturen zur Behandlung von Diabetes enthüllt, sondern auch Präventivmaßnahmen vorgeschlagen, um durch veränderte Lebensweise das Risiko für Stoffwechselerkrankungen zu senken.