Eiweiße im Muskel verändert

Professor Harald Klein und seine Kollegen führten eine sogenannte „Proteomanalyse“ durch, bei der nicht einzelne Eiweiße, sondern der gesamte zelluläre Bestand auf einmal untersucht wird.

Ein wichtiger Mechanismus der Blutzuckersenkung besteht darin, dass Insulin die Aufnahme des Zuckers in den Muskeln steigert und so dem Blut entzieht. Dieser Mechanismus ist bei Übergewicht, und noch mehr bei Typ-2-Diabetes, gestört. Übergewichtige gleichen dies durch höhere Insulinspiegel aus. Können die Insulinspiegel nicht entsprechend gesteigert werden, steigt der Blutzucker, und es entsteht ein Typ-2-Diabetes. In den vergangenen Jahren wurden zwar zahlreiche Aspekte der verminderten Wirksamkeit des Insulins (Insulinresistenz) geklärt etwa wie der Transport des Zuckers durch die Zellmembran in die Muskelzelle hinein funktioniert. „Das Verfahren der Proteomanalyse bietet jedoch erstmals die Möglichkeit, die gesamte Komplexität der Proteinveränderungen auf einmal zu erfassen und Schlussfolgerungen für ganz verschiedene Stoffwechselwege zu ziehen“, so Klein.

Die Forschergruppe hat das „Proteom“ im Muskel von zehn Menschen mit Typ-2-Diabetes mit dem von elf Übergewichtigen und zehn schlanken Menschen verglichen. Dabei stellten die Forscher Unterschiede fest: Etwas überraschend kamen im Muskel der Patienten mit Diabetes und der Übergewichtigen vermehrt Enzyme vor, die den Zucker in Zwischenprodukte abbauen. Es fehlte aber an Enzymen, die in den Mitochondrien, den „Kraftwerken“ der Muskelzellen, aus diesen Zwischenprodukten Energie für die Zellen gewinnen. Dies könnte zu einer Anhäufung der Zwischenprodukte beitragen, die dann vermehrt zu Fett umgebaut werden. Fetteinlagerungen im Muskel und in anderen Organen wie der Leber werden bei Patienten mit Übergewicht und Typ-2-Diabetes gefunden und sind in hohem Maße mit der gestörten Insulinwirkung korreliert.

Auch die Verteilung der Myosin-Eiweiße war verändert. Diese bewegen unter Einsatz des „Kraftstoffs“ ATP die Muskeln. Der Anteil der langsam reagierenden Myosine hatte sich hin zu den schnell reagierenden verschoben. Schließlich wurden auch Veränderungen bei Proteinen gefunden, bei denen man bisher überhaupt keinen Zusammenhang mit Über¬gewicht oder Diabetes kannte. „Es ist einer der Vorteile der Methode, dass ohne Voreingenommenheit alle Eiweiße der Zelle untersucht werden und so auch die Entdeckung völlig neuer Zusammenhänge möglich ist“, sagt Klein. „Einige dieser Hypothesen müssen nun mit anderen Methoden bestätigt oder verworfen werden.“

MEDICA.de; Quelle: Deutsche Diabetes Gesellschaft