Arbeitsgruppe Energiestoffwechsel

Die Arbeitsgruppe untersucht Stoffwechselwege und deren Regulation in verschiedenen Geweben und Organen des Menschen.

Schwerpunkt ist die Identifizierung und Charakterisierung der angeborenen und erworbenen Ursachen von Insulinresistenz, Diabetes mellitus und nicht-alkoholischer Fettlebererkrankung (NAFLD). Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Rolle der Mitochondrien („Kraftwerke“ der Zelle) für den Energiestoffwechsel.

Die Forschungsziele liegen im Erkennen der entscheidenden Störungen des Energiestoffwechsels, die zur Entwicklung metabolischer Erkrankungen beitragen, um so neue Möglichkeiten zur Prävention und Therapie des Diabetes sowie seiner Begleit- und Folgeerkrankungen zu identifizieren.

Schwerpunkte

• Charakterisierung metabolischer Flussraten und der mitochondrialen Funktion in Skelettmuskel, Leber und Fettgewebe bei Gesunden und Menschen mit metabolischen Erkrankungen
• Untersuchung der Bedeutung der NAFLD für die Entstehung und Progression der Insulinresistenz und des metabolischen Syndroms
• Testung der Auswirkungen von Training, Diät und Medikamenten auf die Gewebe-spezifische Insulinwirkung und molekulare Mechanismen ihrer Steuerung
• Entwicklung neuer Methoden zur nicht-invasiven Untersuchung des Energiestoffwechsels

Die Arbeitsgruppe leistete in den letzten Jahren Beiträge zum Verständnis der von Glukose-transport/-phosphorylierung, Glykogensynthese/-lyse und Glukoneogenese bei Gesunden und Menschen mit Diabetes mellitus. Es wurden die zellulären Mechanismen der Fettsäuren- und Aminosäuren-induzierten Insulinresistenz beschrieben und ein Konzept der Adaptation der mitochondrialen Funktion der Leber bei Menschen mit Adipositas entwickelt. In multizentrischen Studien wurden die Effekte von unterschiedlichen Nahrungsfetten und Blutglukose-senkenden Therapien zur Verbesserung von Insulinresistenz und Reduktion des Leberfettgehalts bei Patienten mit Typ-2-Diabetes nachgewiesen.

Die Arbeitsgruppe etablierte und entwickelt gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Metabolic Imaging des Instituts Methoden der Stabilen Isotopen Verdünnung und nicht-invasiver Magnetresonanzspektroskopie zur Untersuchung des Fettgehalts einzelner Organe, der Konzentrationen von Stoffwechselprodukten, Flussraten durch Stoffwechselwege und der Energieproduktion (ATP-Synthese) in Leber, Muskel und Gehirn des Menschen.