Forscher haben untersucht, wie Muskeln auf genetischer Ebene mit dem Stoffwechsel interagieren. Dabei stellten sie erstaunliche geschlechtsspezifische Unterschiede fest.
Muskeln setzen Proteine – sogenannte Myokine – frei, die es ihnen ermöglichen, mit Organen wie den Nieren, der Leber oder dem Gehirn zu kommunizieren. Dies ist vor allem zur Aufrechterhaltung des metabolischen Gleichgewichts im Körper unerlässlich. Myokine beeinflussen jedoch auch weitere Prozesse im Körper wie bspw. Entzündungen, Krebserkrankungen oder durch körperliche Betätigung hervorgerufenen Veränderungen. Trotz der großen Bedeutung der Myokine für viele physiologische Funktionen, ist die Art und Weise, wie diese Proteine reguliert werden, weitgehend unerforscht.
Ein Forscherteam wollte daher wissen, welchen Einfluss die genetische Struktur auf die Signalübertragung der Muskeln an andere Gewebe hat. Dazu untersuchten sie in einer aktuellen Studie, wie Myokine auf genetischer Ebene reguliert werden. Die Wissenschaftler nutzten dazu die natürliche Korrelationsstruktur der Genexpression, um nachzuvollziehen, wie Muskeln mit dem Stoffwechselgewebe interagieren. Sie wollten jedoch nicht nur etwas über die gewebeübergreifende Signalübertragung wissen, sondern auch untersuchen, ob sich geschlechtsspezifische Unterschiede feststellen lassen. Die Studie ist die erste, die untersucht, wie die genetische Architektur die Muskelsignalgebung an andere Gewebe beeinflusst.
„Wir wissen bereits, dass die Skelettmuskulatur eine wesentliche Rolle bei der Koordinierung der physiologischen Homöostase spielt. In dieser Studie wollten wir verstehen, wie der Muskel mit dem Stoffwechselgewebe interagiert, und zeigen, wie wichtig es ist, die Auswirkungen des genetischen Geschlechts und der Sexualhormone bei der Untersuchung des Stoffwechsels zu berücksichtigen", sagt Biochemiker Prof. Marcus Seldin.
Während das Expressionsniveau der meisten Myokine sowie die Zellproportionen innerhalb der Skelettmuskulatur bei Männern und Frauen relativ ähnlich ist, stellten die Forscher einen erstaunlichen Unterschied bei der Signalübertragung fest: Fast alle gewebeübegreifende Anreicherungen der Myokine waren vom Hormonstatus abhängig, insbesondere des Estradiol-Spiegels. Diese geschlechts- und hormonspezifischen Effekte wurden in allen für den Stoffwechsel wichtigen Gewebestrukturen, wie Leber, Bauchspeicheldrüse, Darm und Herz, nachgewiesen. Die Schaltkreise, die die Muskeln zur Übertragung nutzten, waren also bei Männern und Frauen verschieden. Das Forscherteam konnte unter anderem zeigen, dass der Muskel bei Frauen mehr Signale an die Bauchspeicheldrüse sendet während bei Männern die Singlaübertragung an die Leber dominiert.
Die neue Entdeckung gibt Aufschluss darüber, wie Bewegung den Stoffwechsel fördert, die Kognition verbessert und die Lebensdauer verlängert. Für die Zukunft plant das Forscherteam die Entwicklung zellbasierter Systeme, um einige der neuentdeckten Hormone zu untersuchen und herauszufinden, warum sie bei Männern und Frauen unterschiedlich auf die Signalübertragung einwirken.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der University of California - Irvine. Die Originalpublikation findet ihr hier.
Bildquelle: Edgar Chaparro, unsplash.
