Zum Zusammenhang zwischen Energiestoffwechsel, Körperzusammensetzung, Cortisolkonzentration und genetischen Varianten beim Menschen

Rathje, Jana

Energieverbrauch sowie Körperzusammensetzung können bei gleichen äußeren Bedingungen zwischen verschiedenen Individuen stark schwanken. Glucocorticoide wie Cortisol haben einen großen Einfluss auf den menschlichen Stoffwechsel, werden circadian sezerniert und vermitteln ihre Wirkung über intrazelluläre Rezeptoren, die sog. Glucocorticoidrezeptoren (GR). Die circadiane Rhythmik des Organismus wird durch sog. Uhrengene zentral gesteuert. Es ist bekannt, dass diese Uhrengene Einfluss auf zahlreiche untergeordnete Gene und Genprodukte nehmen. Ziel der vorliegenden Arbeit war, mögliche Zusammenhänge zwischen Energiehaushalt (EH) bzw. Körperzusammensetzung (KZ) und Cortisolsekretion zu untersuchen. Ferner galt es, mögliche Verbindungen zwischen EH, KZ sowie der genetischen Variante rs41423247 im GR-Gen zu analysieren. Weiterhin wurde untersucht, ob eine Verbindung zwischen KZ, anthropometrischen Merkmalen (AM) und den genetischen Varianten rs3749474 und rs4580704 des zentralen Uhrengens Circadian Locomotor Output Cycles Kaput (CLOCK) besteht. Dafür wurden 156 gesunde, weibliche Probandinnen mit einem mittleren Alter von 23,31 ± 3,45 Jahren untersucht. Der Energieverbrauch (EV) wurde mittels Aktigraphie über zwei Tage bestimmt. Die Bestimmung der KZ erfolgte mittels Bioimpedanzanalyse. Blutdruck (BD) und Herzfrequenz wurden mittels elektronischen Sphygmomanometers bestimmt. Für genetische Analysen wurde DNA aus Mundschleimhautzellen isoliert und nach Sanger sequenziert. Zusätzlich wurde ein Cortisolprofil aus Speichelproben über zwei Tage erstellt, die Bestimmung der Cortisolkonzentrationen (CK) erfolgte mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assays (ELISA). Zwischen EV und CK sowie KZ und CK wurde ein statistisch signifikanter schwacher negativer Zusammenhang beobachtet. Weiterhin zeigten Gruppenvergleiche einen statistisch signifikant höheren Schlafenergieverbrauch bei gleichzeitig vermindertem BD für die Trägerinnen des Allels G des GR-SNP rs41423247 im Vergleich zu den Nicht-Allelträgerinnen. Dabei konnten keine signifikanten Gruppenunterschiede (GrU) in der Muskelmasse beobachtet werden. Mutmaßlich sind die beobachteten GrU hinsichtlich EV sowie BD daher durch den GR-Polymorphismus bedingt und nicht auf Unterschiede in der KZ zurückzuführen. Bisher existiert in Hinblick auf die hier untersuchten Fragestellungen kaum Vergleichsliteratur. Die bisherigen Studien wurden an heterogenen und daher nicht mit dieser Studie vergleichbaren Stichproben erhoben. Der Vergleich der Trägerinnen und Nicht-Trägerinnen des Allels T des CLOCK SNP rs3749474 zeigte, dass die Trägerinnen signifikant niedrigere Werte für Merkmale der KZ sowie AM aufwiesen, gleichzeitig lagen keine statistisch signifikanten GrU in der Körperhöhe für die Stichprobe vor. Möglicherweise bedingt daher der CLOCK SNP rs3749474 Unterschiede hinsichtlich KZ sowie AM. Die in dieser Arbeit beobachteten GrU stehen im Kontrast zu bisherigen Literaturbefunden. Diese wurden jedoch an heterogenen Probandenkollektiven mit verschiedenen Ausgangsbedingungen erhoben und sind damit nicht mit der Stichprobe dieser Arbeit vergleichbar. Mit Hinblick auf den CLOCK SNP rs4580704 wurden keinerlei statistisch signifikanten GrU hinsichtlich AM und KZ beobachtet. In der vorliegenden Arbeit zeigte sich jedoch, dass die Trägerinnen des Allels C im Vergleich zu den Nicht-Trägerinnen geringfügig höhere Werte im überwiegenden Teil der AM sowie KZ aufwiesen. Damit stehen die Ergebnisse dieser Arbeit im Einklang mit Literaturbefunden, wonach das Allel C z.B. mit einem höheren BMI und Körpergewicht assoziiert ist. Die neuen Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten darauf hin, dass Unterschiede im EV sowie BD durch den GR-Polymorphismus rs41423247 bedingt werden könnten. Ferner scheint der SNP im zentralen Uhrengen CLOCK rs3749474 Unterschiede in KZ und AM zu bedingen, wohingegen sich diese Unterschiede für den CLOCK SNP rs4580704 nur andeuten.

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Rathje, Jana: Zum Zusammenhang zwischen Energiestoffwechsel, Körperzusammensetzung, Cortisolkonzentration und genetischen Varianten beim Menschen. 2020.

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