Zentrale und periphere Uhrengene in der Regulation des Energiestoffwechsels

Abstract

Endogene zirkadiane Uhren regulieren 24h-Rhythmen in Physiologie und Verhalten. Das zirkadiane System der Saugetiere besteht aus einem zentralen Schrittmacher im hypothalamischen Nucleus suprachiasmaticus (SCN) sowie untergeordneten zellularen Oszillatoren in anderen Gehirnregionen sowie den meisten Geweben des Korpers. Diese sog. peripheren Uhren funktionieren weitestgehend autonom und regulieren uber transkriptionelle Netzwerke die Physiologie der Zelle im Tagesrhythmus. Der SCN dagegen vermittelt die Synchronisation dieses Uhrennetzwerks untereinander und mit dem externen Tag-Nacht-Rhythmus. Storungen in der zirkadianen Organisation, z.B. durch nachtliche Lichtexposition, bei Jetlag oder Schichtarbeit, fuhren zu einer Dysregulation der molekularen Uhren und deren Zielprozesse und fordern so die Entwicklung von Erkrankungen wie Adipositas, Typ 2-Diabetes, Immundefekten und Krebs. Daten aus Tiermodellen zeigen, dass zirkadiane und metabolische Regulationsprozesse sehr eng miteinander verknupft sind. Dabei spielen besonders die peripheren Uhren, z.B. im Pankreas oder in den Adipozyten, eine wichtige Rolle in der Regulation des Energiestoffwechsels. Die Erforschung der Synchronisations-Mechanismen dieser Uhren kann deshalb neue Ansatzpunkte liefern fur die Pravention metabolischer Defekte in unserer modernen 24/7-Gesellschaft.