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 efficiënt 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, vóór 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
