Indicatie dat bij muizen het verbranden van meer vet en minder glucose kan leiden tot diabetes


BAYLOR College of Medicine (Houston, Texas)

Zorgen dat de spieren meer vet en minder glucose verbranden kan het uithoudingsvermogen vergroten, maar dat kan tegelijkertijd diabetes veroorzaken, verklaart een team van wetenschappers van het Baylor College of Medicine en enkele andere instellingen.

Spieren van muizen gebruiken glucose (koolhydraten) als brandstof wanneer de dieren wakker en actief zijn, en schakelen om naar vet (lipiden), wanneer ze in slaap zijn. Het team ontdekte dat het verstoren van deze natuurlijke cyclus kan leiden tot diabetes, maar dat, verrassenderwijs, het uithoudingsvermogen ook kan verbeteren. De omschakeling wordt bewerkstelligd door een molecuul genaamd histon deacetylase 3 of HDAC3. Deze bevinding opent de mogelijkheid om het juiste sport/bewegingstijdstip te kiezen om lichaamsvet te verliezen, maar zorgt tevens voor bezorgdheid over het gebruik van HDAC-remmers als doping om het uithoudingsvermogen te vergroten. Deze studie verscheen in het tijdschrift Nature Medicine.

"Hoe de spieren gebruik maken van glucose, wordt gereguleerd door de interne biologische (circadiane) klok die anticipeert op het verwachte activiteitsniveau in de loop van de dag en 's nachts," zegt senior auteur dr. Zheng Sun, assistent professor in de geneeskunde - diabetes, endocrinologie en metabolisme-, en moleculaire en cellulaire biologie op Baylor. "De biologische klok werkt door, naarmate de 24-uurs cyclus vordert, bepaalde genen aan en uit te zetten. HDAC3 vormt een sleutelverbinding tussen de biologische klok en genenexpressie. Eerdere werk toonde reeds aan dat HDAC3 de lever helpt om afwisselend glucose en vet (lipiden) te produceren. in die studie onderzochten we hoe HDAC3 het gebruik regelt van verschillende brandstoffen in de skeletspieren. "

Skeletspieren, de willekeurige spieren, zijn belangrijk in de controle van de bloedglucose in het lichaam. Ze verbruiken de meeste glucose en, als zij insulineresistentie ontwikkelen en dus niet in staat zijn om glucose in te nemen, zal zich waarschijnlijk diabetes ontwikkelen. Om de rol van HDAC3 in skeletspieren van muizen te bestuderen, manipuleerden dr. Sun en zijn collega's laboratoriummuizen genetisch, om HDAC3 alleen in de skeletspieren af te breken. Vervolgens vergeleken zij deze muizen met normale muizen t.a.v. de manier waarop hun spieren brandstof verbranden.

Onverwachte resultaten

Als normale muizen eten, stijgt hun bloedsuiker stijgt en wordt insuline vrijgegeven, die de spieren stimuleert om glucose als brandstof in te nemen en te gebruiken.
"Toen de gemanipuleerde muizen aten, steeg hun bloedsuiker en werd er ook voldoende insuline vrijgegeven, maar hun spieren weigerden om de glucose op te nemen en te gebruiken," zegt dr. Sun. "Het gebrek aan HDAC3 maakte de muizen insulineresistent en vergrote de kans om diabetes te ontwikkelen."

Echter wanneer de HDAC3 gemanipuleerde muizen op een loopband liepen, vertoonden ze een superieur uithoudingsvermogen. "Dit is intrigerend omdat diabetes wordt meestal geassocieerd met slechtere spierprestaties," zegt Sun. "Glucose is de belangrijkste brandstof voor de spieren, dus als door een bepaalde oorzaak het gebruik van glucose wordt gelimiteerd, verwachten we slechtere prestaties bij het testen van het uithoudingsvermogen. Dat is de verrassing!"

De onderzoekers onderzochten vervolgens wat de stellaire prestaties van de HDAC3 gemanipuleerde muizen aanwakkerde, en constateerden dat hun spieren meer aminozuren gingen afbreken. Dit veranderde de voorkeur van spieren van glucose naar vetten waardoor ze vetten heel efficint konden verbranden. Dit verklaarde ook het grote uithoudingsvermogen, omdat het lichaam over een veel groter energiereservoir in de vorm van vetten beschikt dan koolhydraten.

De bevinding stelt de veel gebruikte koolhydraattoevoer strategie (Carbo-loading) voor het verbeteren van het uithoudingsvermogen ter discussie. "Carbo-loading had evolutionair, vr de uitvinding van de landbouw, geen zin", zegt dr. Sun. "Het overschakelen van spieren van koolhydraten naar vetten vergrote toen op natuurlijke wijze het uithoudingsvermogen, met name bij inspanningen met een lagere intensiteit."
Onze studie suggereert dat HDAC-remmers, een klasse van kleine molecuulgeneesmiddelen, die momenteel wordt getest voor de behandeling van een aantal ziekten, zouden kunnen worden gebruikt om een dergelijke brandstofswitch in de spieren te manipuleren, maar verhoogt dus tevens onze zorg m.b.t. het gebruik ervan als doping.

Link naar de interne klok van het lichaam

Het team voerde een aantal functionele genomicastudies uit die het verband tussen HDAC3 en de biologische klok bevestigden. "Wanneer normale muizen wakker zijn, anticipeert de klok in de spieren op een voedingscyclus en wordt HDAC3 gebruikt om veel metabolische genen uit te schakelen. Dit leidt ertoe dat de spieren meer koolhydraten gaan gebruiken," zegt dr. Sun. "Als het dier er toe over gaat om te slapen wordt geanticipeerd op een vastencyclus, en de biologische klok verwijdert dan HDAC3 weer. Dit zorgt dat de spieren dan meer vet gaan gebruiken."

Hoewel deze studies muizen betroffen, speculeren de onderzoekers dat menselijke spieren waarschijnlijk dezelfde cyclus volgen. Het onderzoek wijst daarom op mogelijkheden om het verbranden van lichaamsvetten te vergroten door na het avondeten niet meer te eten en door licht te bewegen/sporten gedurende de tijden waarin de spieren reeds vetten gebruiken, dus s avonds en s nachts voor mensen. "Lichaamsvet verliezen kan makkelijker door gedurende de avonduren licht te bewegen en door dan niet meer te eten," zegt dr. Sun. "Het is geen slecht idee om na het diner een wandeling te maken."

Vertaling: Frits Suntjens


Nuttige links

- Bezoek ook eens de Leefbewust natuurwebwinkel
- Ontdek onze honderden thema pagina's
- Overzicht lezingen en lesdagen - Edusana.nl
- Overzicht evenementen, beurzen en uitjes in Nederland

- Leden : download nu alle thema dossiers



Terug naar het hoofdmenu

 

 

Volg onze nieuwtjes en videos via de RSS of de sociale media