Was passiert bei körperlicher Aktivität eigentlich auf molekularer Ebene in unseren Muskeln? Ein deutsches Forschungsteam hat die zelluläre Grundlage und die Signalwege unter die Lupe genommen, die für die positive Auswirkung von Bewegung auf unsere Gesundheit ausschlaggebend sind. Maßgeblich ist dabei die Wechselwirkung zwischen dem Immunsystem und den Muskeln. Ihre Erkenntnisse könnten dazu beitragen, zukünftig präzise Therapien zur Bekämpfung von Stoffwechselstörungen wie Adipositas und Diabetes sowie Muskelerkrankungen zu entwickeln.

Bewegung ist ein Schlüsselfaktor für die Gesundheit: Körperliche Aktivität kann nicht nur das Krankheitsrisiko für Adipositas und Diabetes verringern, sondern z.B. auch das Immunsystem stärken. Die genauen Zusammenhänge, wie Bewegung die Immunzellen in den Muskeln beeinflusst, waren bisher jedoch nicht vollständig verstanden. Forschende des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) unter dem Dach von Helmholtz Munich und des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) haben nun die genauen molekularen Mechanismen zwischen Bewegung, Muskelfunktion und dem Immunsystem entschlüsselt.

Im Fokus standen dabei die regulatorischen T-Zellen (Tregs). Diese spezielle Art von Immunzellen steuern die Kommunikation zwischen den Muskeln im Ruhezustand, während der Bewegung sowie bei Muskelverletzungen. Durch mehr Bewegung sind die Tregs vermehrt in Muskeln zu finden und sorgen so dafür, dass diese ihre Funktion aufrechterhalten können und sich nach der Aktivität regenerieren.

Zusammenspiel von Immunsystem und Muskeln: Regulatorische T-Zellen sichern die Funktion der Muskulatur

In der neuen Studie wurden Tregs auf vielfältige Weisen im Labor manipuliert, um ihre Funktion bei der Regulierung der Muskelfunktion, -kraft und bei der Regeneration zu verstehen. Dadurch wurde ein Signalweg, der an der Immunantwort und verschiedenen anderen physiologischen Prozessen beteiligt ist, der Interleukin-6 (IL6) Signalweg über den IL6 Rezeptor (IL6R) in T-Zellen, als entscheidend für die Funktionalität der Tregs identifiziert. Nur wenn der IL6R auf der Oberfläche der T-Zellen vorhanden ist, können die Tregs die Muskelfunktion steuern.

Die neuen Erkenntnisse können auch erklären, warum klinische Behandlungen von Entzündungen, die auf IL6R abzielen, oft zu einer Muskelschwäche als Nebenwirkung führen. Die Ergebnisse unterstreichen zusammenfassend, welchen entscheidenden Beitrag ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Immunsystem und dem Stoffwechsel bei Erkrankungen wie Diabetes und Adipositas für die Entwicklung von Präzisionsmedikamenten, die gezielt auf Tregs in unterschiedlichen Umgebungen und Kontexten wirken, leisten kann.

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Diese neuen Erkenntnisse, die im Fachjournal Cell Metabolism veröffentlicht wurden, können nicht nur Menschen mit Adipositas oder Typ-2-Diabetes und Menschen mit Muskelerkrankungen zugutekommen, sondern sind auch für professionelle Sportlerinnen und Sportler entscheidend. Das bessere Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Immunsystem und der Muskulatur beschleunigt die Entwicklung von Präzisionsimmuntherapien für Diabetes und andere Erkrankungen.

von Redaktion Diabetes-Anker

mit Materialien des Helmholtz Zentrums München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt