Zirkadiane Regulation von chronischem Snacking in der inaktiven Phase

• Antragstellerin: Dr. Kimberly Begemann
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567952185

Innere Zeitmesser, sogenannte zirkadiane Uhren, ermöglichen es den Organismen, sich tagesrhythmisch an externe wiederkehrende Ereignisse in seiner Umwelt, z.B. den Licht-Dunkel-Zyklus, anzupassen. Ein Hauptschrittmacher im nucleus suprachiasmaticus (SCN) des Hypothalamus synchronisiert weitere Oszillatoren im Gehirn sowie periphere Gewebeuhren. Bei einer Diskrepanz der Rhythmen verschiedener synchronisierenden Einflüsse wie Licht und Nahrungsaufnahme können periphere Gewebeuhren vom SCN entkoppelt werden. Wiederholte Aufnahme von hochkalorischer Nahrung während der inaktiven Phase – dem Abend und der Nacht beim Menschen, dem Tag bei nachtaktiven Nagern – trägt zur Entwicklung von Übergewicht bei und stört innere zirkadiane Rhythmen. Allerdings nehmen Menschen schmackhafte Snacks ausgerechnet zu dieser Zeit, d.h. am Abend/am Ende der aktiven Phase, zu sich und Mäuse sind zu Beginn der inaktiven Phase besonders anfällig für die Überkonsumierung von schmackhafter Nahrung. Die chronische Aufnahme eines schmackhaften (hedonischen) Snacks zu Beginn der inaktiven Phase in Mäusen führt zu erhöhtem Körpergewicht, gestörten metabolischen zirkadianen Rhythmen in Körpertemperatur, Nahrungsaufnahme, Energieverbrauch und Aktivität sowie zu erhöhter assimilierter Energie zu Beginn der inaktiven Phase. Während es bekannt ist, dass die Zeit des Snacks die metabolischen Effekte beeinflusst und dass hedonische Appetitrhythmen von der Funktion der zirkadianen Uhr in dopaminergen Neuronen des ventralen tegmentalen Areals (VTA) abhängen, ist es noch unbekannt, durch welche Mechanismen die Zeit des Snacks die metabolischen Konsequenzen beeinflusst. Unsere Daten unterstützen meine Hypothese, dass die metabolischen Effekte eines täglichen Snacks zu Beginn der inaktiven Phase in Mäusen von der Integration von zentralen (d.h. VTA) und peripheren (d.h. Darm) Zeitsignalen abhängt, die von den jeweiligen Gewebeuhren generiert werden. Dies soll in drei Arbeitspaketen untersucht werden. Zunächst werde ich Veränderungen in der täglichen Regulation des Transkriptoms im Dünndarm und in der VTA in männlichen und weiblichen Mäusen untersuchen. Des Weiteren wird das Mikrobiom in Bezug auf Rhythmen und die Zusammensetzung der Taxa untersucht (WP1). In WP2 und 3 werde ich untersuchen, wie die Funktion der Uhr in dopaminergen Neuronen der VTA (WP2) und des Darms (WP3) die metabolischen und molekularen Konsequenzen des täglichen Schokoladenkonsums in der inaktiven Phase beeinflusst. Molekulare Analysen fokussieren sich auf die tägliche Regulation des Transkriptoms im Dünndarm und der VTA. Metabolische Analysen konzentrieren sich auf die Körpergewichtsentwicklung, kumulative Nahrungsaufnahme, Nahrungsaufnahmerhythmen und ein Tagesprofil der assimilierten Energie. Mit diesem Projekt möchte ich aufdecken, wie die zirkadianen Uhren im Darm und den dopaminergen Neuronen der VTA die metabolischen Effekte eines täglichen Schokoladensnacks in der inaktiven Phase regulieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen