Die Verbindung zwischen Methylierung und dem zirkadianen Rhythmus

Der Methylierungszyklus ist ein universeller Stoffwechselweg, der Methylgruppen für die Methylierung von DNA und anderen Proteinen bereitstellt. Die Methylierung reguliert somit verschiedene Aspekte der Zellphysiologie. Der Methylierungszyklus ist ein uraltes System, das sich seit dem Beginn der Evolution entwickelt hat.

Ein weiteres, uraltes System, das sich seit Beginn der Evolution entwickelt hat, ist der zirkadiane Rhythmus. Der (mehr oder weniger) 24-Stunden-Rhythmus, nach dem unser Körper funktioniert. Bereits im Jahr 2013 haben Untersuchungen gezeigt, dass die Hemmung des Methylierungszyklus einen starken Einfluss auf die zirkadiane Uhr sowohl in Mäusen als auch in menschlichen Zellen hat [1]. Methylierungsprobleme können damit den Biorhythmus stören.

Die noch nicht beantwortete Frage war, ob diese Verbindung zwischen dem Methylierungszyklus und dem zirkadianen Rhythmus von Beginn der Evolution an bestand oder sich erst später entwickelte. Die Antwort auf diese Frage lieferte eine neuere Studie [2].

Während der Studie wurde auch eine interessante Entdeckung gemacht, die relevant ist, um zu verhindern, dass ein Mangel im Methylierungszyklus den Biorhythmus beeinflusst. Grund genug, sich mit dieser Studie näher zu befassen.

Forscher der Graduate School of Pharmaceutical Sciences der Universität Kyoto haben Zellen und Gewebe von allen Arten von Organismen gesammelt, wie z. B. Algen (Einzeller), Pflanzen, Bakterien und Menschen. Sie entdeckten, dass alle Organismen, einschließlich Pflanzen und Algen, in einem zirkadianen Rhythmus von etwa 24 Stunden leben.

Die Forscher störten dann den Methylierungszyklus in diesen Zellen und Geweben. Dies führte bei allen Organismen mit Ausnahme des Cyanobakteriums zu signifikanten Veränderungen der zirkadianen Uhr. Da diese starke Beziehung zwischen dem Methylierungszyklus und dem Biorhythmus in (fast) allen Organismen vorhanden zu sein schien, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass diese Verbindung seit Beginn der Evolution besteht. Immerhin liegen mehr als 1 Milliarde Jahre Evolutionsgeschichte zwischen der Entstehung der einzelligen Algen und des Homo sapiens.

Der Methylierungsweg von Bakterien unterscheidet sich etwas von dem des Menschen. Die Methylierung kann auch bei Bakterien gehemmt werden. Wenn dies geschieht, hat es auch bei Bakterien einen starken Einfluss auf den Biorhythmus. Die Substanzen, die den Methylierungszyklus in Bakterien stören, unterscheiden sich jedoch von denen des Menschen.

Während der Forschung wurde ein Gen, das eine Schlüsselrolle bei der Kontrolle des Methylierungszyklus von Bakterien spielt, entnommen und in Zellen von Mäusen und Menschen eingebracht. Überraschenderweise war das Gen der Bakterien in der Lage, diese Zellen vor der Substanz zu schützen, die zuvor in der Studie verwendet wurde, um den Methylierungszyklus zu stören. Damit zeigte sich, dass auch der Biorhythmus von Mäusen und Menschen unbeeinflusst blieb. Dieses Ergebnis bietet Chancen für die Entwicklung weiterer Behandlungsoptionen bei Methylierungsstörungen. Da Methylierungsstörungen einen großen Einfluss auf die Gesundheit haben, ist das Ergebnis dieser Studie äußerst bedeutsam.

Sowohl eine gut funktionierende Methylierung als auch ein optimal eingestellter Biorhythmus sind für eine gute Gesundheit unerlässlich. Interventionen, die die Methylierung optimieren, sind wegen der Auswirkungen auf den Biorhythmus besonders wichtig.

Der Methylierungszyklus verwendet Vitamin C, Folsäure, Vitamin B6, Vitamin B12, Zink, Magnesium und SAMe. SAMe liefert die für die Methylierung erforderlichen Methylgruppen. Aus einer Ernährungsanamnese können Sie bereits einen guten Hinweis darauf erhalten, ob Ihr Patient/Ihre Patientin genug von diesen Nährstoffen aufnimmt. Gegebenenfalls kann eine ergänzende Einnahme notwendig sein.

Die Methylierung findet in der Leber statt. Es handelt sich um eine Phase-II-Aktivität. Die Unterstützung der Leber gerade in dieser Phase kann eine nützliche Intervention sein, um die Methylierung und damit den Biorhythmus zu optimieren. Vor allem Aminosäuren, B-Vitamine und die Mineralstoffe Magnesium, Mangan, Zink, Molybdän, Eisen und Kupfer sind wichtige Nährstoffe. Eine Ernährungsberatung, die aus hochwertigen Proteinen, schwefelhaltigen Aminosäuren und Bio-Gemüse, insbesondere aus der Familie der Kreuzblütler, besteht, bietet dann eine gute Grundlage. Falls erforderlich, kann die Leber zusätzlich mit Mariendistel oder Kurkuma in Form eines gut resorbierbaren Nahrungsergänzungsmittels unterstützt werden.

Literatur

[1]        Fustin, J. M. et al. RNA-methylation-dependent RNA processing controls the speed of the

            circadian clock. Cell 155, 793–806 (2013).

[2]        Jean-Michel Fustin, Shiqi Ye, Christin Rakers, Kensuke Kaneko, Kazuki Fukumoto, Mayu

Yamano, Marijke Versteven, Ellen Grünewald, Samantha J. Cargill, T. Katherine Tamai, Yao Xu, Maria Luísa Jabbur, Rika Kojima, Melisa L. Lamberti, Kumiko Yoshioka-Kobayashi, David Whitmore, Stephanie Tammam, P. Lynne Howell, Ryoichiro Kageyama, Takuya Matsuo, Ralf Stanewsky, Diego A. Golombek, Carl Hirschie Johnson, Hideaki Kakeya, Gerben van Ooijen, Hitoshi Okamura. Methylation deficiency disrupts biological rhythms from bacteria to humans. Communications Biology, 2020; 3 (1) DOI: 10.1038/s42003-020-0942-0