Grundlagenforschung

Die Leber wächst mit ihren Aufgaben

12. Mai 2017

Wenn sie gebraucht wird, vergrößert die Leber ihre Gesamtmasse um fast die Hälfte. Wird aber der Schlaf-Wach-Rhythmus gestört, geht diese Fähigkeit verloren. Das berichtet ein Schweizer Wissenschaftsteam anhand von Versuchen mit Mäusen. Sollten sich die Ergebnisse aus dem renommierten Fachjournal ‚Cell‘ auch im Menschen bestätigen, würde das helfen zu erklären, wie die innere Uhr das Diabetesrisiko beeinflusst.

Das Bild zeigt auf der linken Seite größere Leberzellen der Maus aus der nächtlichen Fressphase und auf der rechten Seite kleinere Leberzellen während der Ruhephase am Tag.

Leberzellen der Maus in der nächtlichen Fressphase (links) und während der Ruhephase am Tag (rechts). Quelle: University of Geneva

Nach wie vor suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach den Ursachen für die schnell steigende Zahl an Diabetespatienten. Das zeigt auch unser neues Video „Ursachen der weltweiten Diabetes-Epidemie“. Neben vererbbaren Risikofaktoren spielt auch der moderne Lebensstil eine Rolle. Bekannt ist etwa, dass Menschen, die besonders nachtaktiv sind, in der Nachtschicht arbeiten oder viel mit Zeitverschiebung reisen, ein erhöhtes Risiko aufweisen, an Diabetes zu erkranken. Demnach scheint sich die innere Uhr also auf den Stoffwechsel auszuwirken.

Diese Annahme konnten die Schweizer Forscher nun erhärten: Ihre aktuelle Arbeit zeigt, dass die Leber von Mäusen sowohl dem Hell-Dunkel-Rhythmus als auch dem Fressverhalten folgt. Entsprechend vergrößerte sie sich im Verlauf der Nacht, wenn die Tiere fraßen (anders als wir Menschen sind Mäuse in der Regel nachtaktiv), um bis zu 40 Prozent. Umgekehrt schrumpfte das Organ auf seine Ursprungsgröße, wenn die Mäuse im Laufe des Tages ruhten. 

Mit verschiedenen Methoden zeigten die Wissenschaftler auf, welche molekularen Ereignisse für dieses Wechselspiel verantwortlich sind. Demnach steigern die Leberzellen im Laufe der „Fressphase“ ihre RNA- und Proteinproduktion. In der Folge vergrößert sich das Volumen der Zellen insgesamt und die Gesamtmasse nimmt zu. Gerade im Bereich der Proteinproduktion konnten die Forscher komplexe Regulationen aufschlüsseln, wie es zur Schwankung im Tagesverlauf kommt.

Fressen in der Ruhephase verhindert Leberwachstum

Fütterten die Wissenschaftler die nachtaktiven Tiere nur während der Nacht, war das Wechselspiel besonders ausgeprägt. Verlegten sie die Nahrungsaufnahme aber auf den Tag, also die eigentliche Ruhephase der Mäuse, kam der Mechanismus zum Erliegen und die Größe der Leberzellen blieb konstant. Dies könnte gesundheitliche Folgen haben: Die Leber hat einen großen Einfluss auf den Stoffwechsel und ist daher auch im Rahmen von entsprechenden Erkrankungen von zentraler Bedeutung.

Inwiefern diese Ergebnisse auch auf den Menschen übertragbar sind, sei nun herauszufinden, so die Autoren. Allerdings zitieren sie eine Studie aus dem Jahr 1986, in der bereits mittels Ultraschall nachgewiesen wurde, dass die Lebermasse von Menschen im Tagesverlauf schwankt.

Erst kürzlich konnte eine andere Schweizer Gruppe zeigen, dass auch die Zellen der Bauchspeicheldrüse eigene innere Uhren haben und deren Umstellung zu Stoffwechselkrankheiten führen könnte.


Quellen:

Sinturel, F. et al.: Diurnal Oscillations in Liver Mass and Cell Size Accompany Ribosome Assembly Cycles. In: Cell, 2017, DOI: 10.1016/j.cell.2017.04.015

Universität Genf: The liver increases by half during the day. Pressemitteilung vom 28. April 2017


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