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13.07.2016

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

Körperliche Aktivität senkt das Risiko für Diabetes – eigentlich! Bei jedem fünften Teilnehmer an entsprechenden Studien bleibt diese Wirkung aus. Was im Muskel dieser sogenannten "Non-Responder" passiert, fanden Forscher und Kliniker einer translationalen Kooperation des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) zwischen dem Helmholtz Zentrum München und dem Universitätsklinikum Tübingen heraus. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal ‚Diabetes‘ publiziert.

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