Wie die Leber mit den Muskeln kommuniziert

Boston (USA) - Wenn in der Leber nach der Nahrungsaufnahme Fett gebildet wird, sendet das Organ einen Botenstoff an die Skelettmuskeln. Das verstärkt den Abbau von Fettsäuren in den Muskelzellen, was Energie für die Muskelarbeit erzeugt. Diese enge Kommunikation zwischen Leber und Muskulatur haben amerikanische Forscher jetzt bei Mäusen aufgedeckt. Sie sorgt für eine Regulation von Energiebilanz und Körpergewicht und unterliegt dem natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus: In der Aktivitätsphase erhöht sich die Fettbildung in der Leber und die Produktion des Botenstoffs; in der Ruhephase sind diese Prozesse gehemmt, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal „Nature“.

„Wir haben einen biologischen Prozess aufgedeckt, der sich am unterschiedlichen Energiebedarf des Körpers tagsüber und in der Nacht orientiert“, sagt Chih-Hao Lee von der Harvard School of Public Health in Boston. Seinem Forscherteam ist es gelungen, bei Mäusen einen Botenstoff zu identifizieren – das Lipid Phosphatidylcholin – der nachts von der Leber ins Blut freigesetzt wird. Er schaltet in den Zellen der Skelettmuskeln Gene ein, die Fettsäuren zur Energiegewinnung abbauen. Das Einschalten dieser Gene erfolgt mit Hilfe des Proteins PPAR-alpha. Die für die Fettbildung in der Leber verantwortlichen Gene unterliegen der Kontrolle durch das Protein PPAR-delta. Mäuse, denen das PPAR-delta-Protein in der Leber fehlte, konnten auch den für die Muskeln bestimmten Botenstoff nicht mehr produzieren. Bei Mäusen, denen das PPAR-alpha-Protein in der Muskulatur fehlte, reagierten die Muskelzellen nicht mehr auf den Botenstoff: In beiden Fällen war die Kommunikation zwischen Leber und Muskeln gestört.

Auch eine fettreiche Kost störte diese Kommunikation, indem sie die normale tagesrhythmisch schwankende Produktion des Botenstoffs im Blut verhinderte. Umgekehrt besserten Injektionen des Botenstoffs die Blutfettwerte und den Blutzuckerspiegel fettleibiger Tiere. Der nun aufgeklärte Mechanismus könnte neue Therapien von Stoffwechselerkrankungen wie Fettleber, Fettleibigkeit und Diabetes ermöglichen.