Diabetologie und Stoffwechsel 2013; 8 - FV56
DOI: 10.1055/s-0033-1341716

Die Diabetesmanifestation in der NOD Maus ist assoziiert mit Störungen in der Rhythmik des Energiestoffwechsels und des endogenen zerebralen Taktgebers

AL Reinbeck 1, M Ingenwerth 2, G Sèquaris 1, A Stahr 2, HJ Partke 1, C von Gall 2, V Burkart 1, M Roden 1, 2
  • 1Deutsches Diabetes-Zentrum, Düsseldorf, Germany
  • 2Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany

Fragestellung: Ein endogener Taktgeber im Nucleus suprachiasmaticus (SCN) im Hypothalamus kontrolliert die Rhythmen metabolischer und immunologischer Prozesse. Da die Pathogenese des Typ 1 Diabetes nicht nur mit einer gestörten Immunreaktivität, sondern auch mit einem dysregulierten Energiestoffwechsel assoziiert ist, wird angenommen, dass Veränderungen der zirkadianen Rhythmik dieser Prozesse den Krankheitsverlauf beeinflussen. Wir stellten die Hypothese auf, dass die Pathogenese des Insulinmangeldiabetes in der non-obese diabetic (NOD) Maus, einem Tiermodell des Typ 1 Diabetes, mit Störungen der Rhythmik metabolischer Prozesse und des zirkadianen Systems einhergeht.

Methodik: Weibliche C57BL6 Mäuse, normoglykämische NOD Mäuse und NOD Mäuse mit neu diagnostizierter Hyperglykämie (< 3 Tage) wurden unter Standardbedingungen (12 Stunden hell/12 Stunden dunkel Wechsel) gehalten. Der respiratorische Quotient wurde mithilfe der indirekten Kalorimetrie bestimmt. Die physische Aktivität wurde durch die Unterbrechung von Infrarotstrahlen („counts“) gemessen. Die Expression des Transkriptionsfaktors cFos im SCN wurde als Maß für die neuronale Aktivität mittels Immunhistochemie analysiert.

Ergebnisse: In Hell-Phasen zeigen alle Mäuse eine vergleichbare spontane physische Aktivität, in Dunkel-Phasen hingegen sind diabetische NOD Mäuse weniger aktiv (575 ± 84 counts) als C57BL6 (1164 ± 478 counts, p < 0,05) und nicht diabetische NOD Mäuse (1169 ± 299 counts, p < 0,05). Des Weiteren haben diabetische NOD Mäuse einen reduzierten RQ in Hell-Phasen (0,82 ± 0,02) und in Dunkel-Phasen (0,84 ± 0,01) im Vergleich zu C57BL6 (hell: 0,88 ± 0,01, dunkel: 0,94 ± 0,02, p < 0,001) und nicht diabetischen NOD Mäusen (hell: 0,88 ± 0,02, dunkel: 0,95 ± 0,01, p < 0,001). Die cFos Expression im SCN von C57BL6 Mäusen und nicht diabetischen NOD Mäusen war zum Zeitpunkt ZT02 (2 Stunden nach Beginn der Hell-Phase) signifikant höher (40%) als zum Zeitpunkt ZT14 (2 Stunden nach Beginn der Dunkel-Phase). Im Gegensatz dazu zeigt sich bei diabetischen NOD Mäusen keine signifikante Veränderung der cFos Expression zwischen den beiden Zeitpunkten ZT02 und ZT14 (cFos positive Kerne im SCN: ZT02: 73 ± 17, ZT14: 94 ± 34).

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass NOD Mäuse mit neu-manifestiertem Diabetes eine Störung der hypothalamischen cFos Expression aufweisen. Diese Beobachtungen lassen einen Zusammenhang zwischen dem endogenen Taktgeber im SCN und den metabolischen Veränderungen bei der Manifestation des Insulinmangeldiabetes vermuten.