Kohlenmonoxid-Stoff­wechsel des Körpers und innere Uhr eng verbunden

Berlin – Kohlenmonoxid ist nicht nur ein toxisches Gas in Autoabgasen oder Zigaretten­rauch, es entsteht auch in lebenden Zellen als Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs. Chronobiologen der Charité – Universitätsmedizin Berlin konnten jetzt zeigen, dass der Kohlenmonoxid-Stoffwechsel des Körpers und die sogenannte innere Uhr eng zusam­men­arbeiten. Ihre Arbeit ist in der Zeitschrift Nature Structural & Molecular Biology er­schienen (2016; doi: 10.1038/nsmb.3331).

Die Wissenschaftler um Achim Kramer, Leiter des Arbeitsbereichs Chronobiologie am Institut für medizinische Immunologie der Charité, haben untersucht, welche Rolle der Stoffwechsel von Häm, einem eisenhaltigen Farbstoff der roten Blutkörperchen, für das Funktionieren der inneren Uhr spielt.

„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“, erläuterte der Wissenschaftler. Störungen dieser Art führten zu einer massiven Fehlregulation von Hunderten von Genen, die unter anderem für essenzielle Stoff­wechsel­­prozesse wie die Neusynthese von Glukose verantwortlich sind.

„Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Abbauprodukt von Häm, das Kohlen­monoxid, für ein reibungsloses Ticken der inneren Uhr essenziell ist“, so Kramer. Die ak­tu­ellen Erkenntnisse trügen zu einem weiteren Verständnis der Zusammenhänge von Stoffwechselerkrankungen und dem Wirken der inneren Uhr bei.

Innere Uhr und Stoffwechselprozesse sind eng miteinander verzahnt, damit der Körper je nach Tageszeit optimal auf Umwelteinflüsse reagieren kann. Ist einer dieser Mecha­nis­men gestört ist, funktioniert auch der andere nicht richtig. Dies lässt sich zum Beispiel bei Patienten mit Diabetes beobachten, deren innere Uhr durch Schichtarbeit gestört wird.

hil