Kohlenmonoxid sorgt für das reibungslose Ticken der inneren Uhr

30. November 2016, 07:00
1 Posting

Störungen der inneren Taktgebers können häufig Ursache für Stoffwechselprobleme sein

Berlin – Kohlenmonoxid ist nicht nur ein toxisches Gas in Autoabgasen und Zigarettenrauch, es entsteht auch in lebenden Zellen als Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs. Nun haben deutsche Chronobiologen nachgewiesen, dass seine Herstellung tageszeitabhängig von der inneren Uhr gesteuert wird. Gleichzeitig steuert das Kohlenmonoxid seinerseits die innere Uhr. Ist die Produktion von Kohlenmonoxid gestört, kann das zu schwerwiegenden Stoffwechselproblemen führen.

Innere Uhr und Stoffwechselprozesse sind eng miteinander verzahnt, damit der Körper je nach Tageszeit optimal auf Umwelteinflüsse wie Nahrung reagieren kann. Dabei werden Stoffwechselsignale vom molekularen Uhrwerk wahrgenommen und der Zellstoffwechsel in der Folge angepasst. Sobald einer dieser Mechanismen gestört ist, funktioniert auch der andere nicht richtig, wie sich an Diabetes und Metabolischem Syndrom bei etwa durch Schichtarbeit gestörter innerer Uhr beobachten lässt.

Wissenschafter um Achim Kramer der Berliner Charité haben nun untersucht, welche Rolle der Stoffwechsel von Häm, einem eisenhaltigen Farbstoff der roten Blutkörperchen, beim Funktionieren der inneren Uhr spielt. Es handelt sich dabei um eine komplexe Verbindung, die als Stoffwechselsensor in zahlreichen anderen Proteinen präsent ist.

Uhr aus dem Takt

"Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Abbauprodukt von Häm, das Kohlenmonoxid – eigentlich ein hochtoxisches Gas –, für ein reibungsloses Ticken der inneren Uhr essenziell ist", sagt Kramer. "Stört man dessen Produktion in Leberzellen, zum Beispiel durch pharmakologische Hemmung oder durch genetisches Ausschalten des verantwortlichen Enzyms Hämoxygenase, ist der molekulare Mechanismus der inneren Uhr gestört, und sie geht langsamer."

Störungen dieser Art führen zu einer massiven Fehlregulation von hunderten Genen, die auch für essenzielle Stoffwechselprozesse wie die Neusynthese von Glukose verantwortlich sind. Die aktuellen Erkenntnisse tragen zu einem weiteren Verständnis der Zusammenhänge von Stoffwechselerkrankungen und Wirken der inneren Uhr bei. Mit der Aufklärung der molekularen Grundlagen der inneren Uhr könnten sich zudem gezieltere Therapien entwickeln lassen. (red, 30.11.2016)

Share if you care.