Prävention bei Typ-2-Diabetes: Wenn die Gene nicht mitlaufen

Prof. Dr. Cora Weigert, Dr. Christoph Hoffmann und Dr. Anja Böhm Quelle: Helmholtz Zentrum München

Regelmäßige körperliche Aktivität ist eine sehr effektive Maßnahme, um das Diabetesrisiko zu senken. Jedoch sprechen Patienten sehr unterschiedlich darauf an. Bei etwa jedem fünften Teilnehmer an sogenannten Trainingsinterventionsstudien bleibt die positive Wirkung von Sport auf den Stoffwechsel sogar aus.

Woran das liegt untersuchte nun ein Forscherteam um Prof. Cora Weigert von der Medizinischen Universitätsklinik Tübingen und Abteilungsleiterin am Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen (IDM) des Helmholtz Zentrums München an der Universität Tübingen. Hierzu absolvierten zwanzig Probanden mittleren Alters ein Ausdauertraining über acht Wochen, bestehend aus Radfahren und Walking in der Sportmedizin in Tübingen (Direktor Prof. Andreas Nieß).

„Ziel war es die Insulinsensitivität der Teilnehmer zu verbessern und das Diabetesrisiko zu senken. Alle Teilnehmer hatten ein hohes Diabetesrisiko und waren vor der Trainingsintervention wenig körperlich aktiv“, erklärt Dr. Anja Böhm vom IDM, Erstautorin der Studie.

Botenstoff hemmt Glukose- und Fettverbrennung

Zusammen mit Prof. Martin Hrabě de Angelis und Prof. Johannes Beckers vom Institut für Experimentelle Genetik (IEG) am Helmholtz Zentrum München untersuchten die Forscher die molekularen Veränderungen im Skelettmuskel der Teilnehmer: Während in den Muskeln der Teilnehmer, bei denen sich die Insulinsensitivität verbessert hat, die zu erwartenden positiven Effekte auf Gene der Glukose- und Fettverbrennung zu sehen waren, waren diese Anpassungen in den Muskeln der „Non-Responder“ reduziert.

Dafür zeigten Analysen aus den Muskeln dieser Teilnehmer eine Aktivierung des Botenstoffs TGFβ* nach dem Training. Die Experimente in humanen Skelettmuskelzellen, die daraufhin von Dr. Christoph Hoffmann am Universitätsklinikum Tübingen durchgeführt wurden, bestätigten, dass TGFβ das Ablesen der Gene, die für die Glukose- und Fettverbrennung wichtig sind, hemmt und die Insulinsensitivität reduziert.

Kein Freifahrtschein für Sportmuffel

„Im Moment arbeiten wir noch daran zu verstehen, warum es bei manchen Teilnehmern zur Aktivierung von TGFβ im Muskel kommt, es spricht aber einiges dafür, dass ein anderes Trainingsprogramm mit Anpassung der Trainingsintensität oder Dauer an die individuelle Trainierbarkeit auch bei unseren „Non-Respondern“ erfolgreich wäre und zur Diabetesprävention beitragen würde“, so Prof. Cora Weigert. Als Freifahrtschein für Sportmuffel will sie die Ergebnisse deshalb nicht verstanden wissen: „Ich persönlich bin der Überzeugung, dass jeder mit einem geeigneten Trainingsprogramm sein persönliches Diabetes-Risiko senken kann!“

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Hintergrund:
* TGF (Transforming growth factor) β ist ein zu den Zytokinen gehörendes Signalmolekül und spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Differenzierung von Gewebe. Im adulten Muskel wird es bei Entzündungen und Verletzungen aktiviert und ist an Regenerationsprozessen beteiligt. Eine chronische Aktivierung von TGFβ führt allerdings unter anderem zur Gewebsfibrose. Konkret von TGFβ beeinträchtigt zeigte sich in der Studie u.a. die Expression der Gene PGC1α, AMPKα2 und der transcription factor TFAM aus den Mitochondrien.

Originalpublikation:
Böhm, A. et al. (2016). TGFβ contributes to impaired exercise response by suppression of mitochondrial key regulators in skeletal muscle, Diabetes, DOI: 10.2337/db15-1723
http://diabetes.diabetesjournals.org/content/diabetes/early/2016/06/29/db15-1723…

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. http://www.helmholtz-muenchen.de

Primäre Forschungsziele der Arbeitsgruppen im Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen (IDM) des Helmholtz Zentrums München an der Universität Tübingen sind die Identifizierung von Faktoren für das individuelle Diabetesrisiko, die Diabetesprävention und die personalisierte Diabetestherapie. Dabei stehen Untersuchungen zu Gen-Umwelt-Interaktionen bei Typ-2-Diabetes im Vordergrund. http://www.helmholtz-muenchen.de/idm

1805 gegründet, gehört das Tübinger Universitätsklinikum zu den führenden Zentren der deutschen Hochschulmedizin. Als eines der 33 Universitätsklinika in Deutschland trägt es zum erfolgreichen Verbund von Hochleistungsmedizin, Forschung und Lehre bei. Weit über 400 000 stationäre und ambulante Patienten aus aller Welt profitieren jährlich von dieser Verbindung aus Wissenschaft und Praxis. Die Kliniken, Instituten und Zentren vereinen alle Spezialisten unter einem Dach. Die Experten arbeiten fachübergreifend zusammen und bieten jedem Patienten die optimale Behandlung ausgerichtet an den neuesten Forschungsergebnissen. Das Universitätsklinikum Tübingen forscht für bessere Diagnosen, Therapien und Heilungschancen, viele neue Behandlungsmethoden werden hier klinisch erprobt und angewandt. Neurowissenschaften, Onkologie und Immunologie, Infektionsforschung und Vaskuläre Medizin mit Diabetes-Forschung sind Forschungsschwerpunkte in Tübingen. Das Universitätsklinikum ist in vier der sechs von der Bundesregierung initiierten Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung verlässlicher Partner. http://www.medizin.uni-tuebingen.de

Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung e.V. (DZD) ist eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München sowie weitere Projektpartner. http://www.dzd-ev.de

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Prof. Dr. Cora Weigert, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen, und Medizinische Klinik Tübingen, Otfried-Müller-Straße 10, 72076 Tübingen – Tel. +49 7071 2985670 – E-Mail: cora.weigert@med.uni-tuebingen.de

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