Publicerad: 2022-01-13 17:27 | Uppdaterad: 2022-01-13 19:36

Effekt av morgon- och kvällsträning kartlagd hos möss

Foto: Getty Images
Foto: Getty Images

Fysisk aktivitet gör att kroppen frigör hundratals signalmolekyler som förbättrar vår hälsa på olika sätt. Nu har ett internationellt forskarlag med forskare från Karolinska Institutet kartlagt hur dessa signalmolekyler frigörs av olika organ hos möss efter träning vid olika tidpunkter på dygnet. Forskarna hoppas att deras kartläggning, som publiceras i tidskriften Cell Metabolism, på sikt ska bidra till mer effektiva träningsterapier som är anpassade efter vår dygnsrytm.

Nästan alla kroppens celler reglerar sina biologiska processer under en 24-timmarsperiod, enligt sin dygnsrytm. Senare tids forskning har visat att träning vid olika tidpunkter på dygnet har olika effekter på kroppen. För att få en bättre förståelse för detta fenomen har forskare nu genomfört en rad experiment på möss som fått träna antingen tidigt på morgonen eller sent på kvällen. Forskarna samlade in och analyserade blodprover och vävnadsprover från bland annat hjärna, hjärta, muskler, lever och fett.

Resultatet är en omfattande atlas över träningsinducerade signalmolekyler som återfinns i olika vävnader efter träning vid olika tidpunkter. Dessa signaler har en bred inverkan på hälsan och påverkar bland annat sömn, minne, träningsprestanda och metabolism. Fysisk aktivitet visade sig ha en tidsberoende och vävnadsspecifik inverkan på olika metaboliter och hormoner i kroppen. Studien identifierade också nya träningsinducerade signalmolekyler i flera vävnader som kan ha betydelse för vanliga sjukdomar.

Maximera fördelarna med träning

Professor Juleen R. Zierath
Juleen R. Zierath. Foto: Lasse Skog

– En bättre förståelse för hur träning påverkar kroppen vid olika tidpunkter på dygnet kan hjälpa oss att maximera fördelarna med träning för personer med sjukdomar som fetma och typ 2-diabetes, säger professor Juleen R. Zierath från Karolinska Institutet och Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research (CBMR) vid Köpenhamns universitet.

Experimenten genomfördes på möss, som delar många genetiska, fysiologiska och beteendemässiga egenskaper med människor, men det finns också viktiga skillnader. Till exempel är möss nattaktiva. Typen av träning var också begränsad till löpning, vilket kan ge andra resultat än högintensiv intervallträning. Effekten av kön, ålder och sjukdom behöver studeras i framtida studier.

Kan börja undersöka träningssvar hos människor

– Trots dessa begränsningar tror vi att resultaten kan ha betydelse för människor eftersom många grundläggande fysiologiska funktioner är lika hos möss och människor. Med den här detaljerade kartan kan vi nu börja undersöka om liknande träningssvar ses hos människor, säger Juleen R. Zierath.

Studien var ett samarbete mellan forskare vid Karolinska Institutet i Sverige, Köpenhamns universitet i Danmark, Helmholtz Zentrum München i Tyskland samt Texas A&M University och University of California, Irvine (UCI) i USA. Den finansierades av bland andra Novo Nordisk Fonden, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Diabetesfonden, Vetenskapsrådet och Centrum för idrottsforskning. Juleen R. Zierath är medlem i tidskriften Cell Metabolisms rådgivande styrelse. Inga andra intressekonflikter har rapporterats.

Denna nyhetsartikel är baserad på ett pressmeddelande från Köpenhamns universitet och Helmholtz Zentrum.

Publikation

“Atlas of exercise metabolism reveals time-dependent signatures of metabolic homeostasis”. Shogo Sato, Kenneth A. Dyar, Jonas T. Treebak, Sara L. Jepsen, Amy M. Ehrlich, Stephen P. Ashcroft, Kajetan Trost, Thomas Kunzke, Verena M. Prade, Lewin Small, Astrid Linde Basse, Milena Schönke, Siwei Chen, Muntaha Samad, Pierre Baldi, Romain Barrès, Axel Walch, Thomas Moritz, Jens J. Holst, Dominik Lutter, Juleen R. Zierath, och Paolo Sassone-Corsi. Cell Metabolism, online 13 januari 2022, doi: 10.1016/j.cmet.2021.12.016.

Event type
Konferenser och symposier
4th Swedish Diabetes Summit-ONLINE

2022-02-10 9:00 till
2022-02-11 17:00 Add to iCal
Location
Online via zoom
Pankreatisk cellö
Pankreatisk cellö Foto: N/A
Lead

Syftet med denna konferens är att för svenska diabetesforskare skapa en arena för möten och interaktioner samt att få ta del av världsledande forskning. De flesta svenska universitet kommer att delta. SRP Diabetes och EXODIAB, de två svenska SFO programmen inom diabetes, hälsar välkomna till ett spännande möte i Februari!
Helt gratis att delta men registrering krävs. Digitala "posters": välkommen att skicka in abstract senast 1 februari för att kunna presentera en 3 min video om din forskning!

Content

Kontakt

Event type
Halvtidskontroller
Halvtidskontroll: Daphne Vassiliou

2021-12-10 9:00 Add to iCal
Karolinska Universitetssjukhuset, Solna
Location
Lars Leksell salen, A6:04, alt online via zoom
Lead

Studies on the Acute Porphyrias – with special reference to women’s health

Content

Huvudhandledare

Eliane Sardh

Bihandledare

Pauline Harper

Ylva Floderus

Delta via zoom

https://ki-se.zoom.us/j/68516960654

 

Kontakt

Event type
Föreläsningar och seminarier
MolMet webbinarium: Susanne Keipert

2021-11-25 9:00 Add to iCal
Online
Location
Zoom
Lead

Välkommen till ett webbinarium med Susanne Keipert, Stockholms universitet. Titel: "Investigating the role of endogenous FGF21/ GDF15 signaling in stress-induced obesity resistance".

Content

Talare

Susanne Keipert, Stockholms universitet

Titel

"Investigating the role of endogenous FGF21/ GDF15 signaling in stress-induced obesity resistance"

Delta i webbinariet

Delta i mötet via Zoom.

Kontakt

Publicerad: 2021-10-08 08:18 | Uppdaterad: 2021-10-12 13:46

Ny biomarkör för svår covid-19

Bilden visar flera illusterade, färgglada coronavirus med ett mikroskop i bakgrunden.
Illustration av sars-cov-2, bilden är nerladdad från Pixabay. Foto: Gerd Altmann/Public Domain

Under pandemin har det blivit allt tydligare att personer med hjärt-kärlsjukdom och fetma löper högre risk att bli mycket svårt sjuka och dö i covid-19. Nu har forskare vid Karolinska Institutet funnit några metabola processer som viruset SARS-CoV-2 använder för att angripa lungvävnad. Resultaten som publicerats i Molecular & Cellular Proteomics kan i framtiden komma att användas som behandling mot såväl covid-19 som Krim-Kongo blödarfebervirus och HIV-1.

Coronapandemin, orsakad av viruset SARS-CoV-2, har orsakat en svår och pågående global hälsokris. De flesta som insjuknar får lindriga till måttliga symptom. Men för patienter med metabola störningar som diabetes, hjärt-kärlsjukdomar och fetma är risken för svår sjukdom högre.

Alla virus sprider sig genom att ”lifta” med ämnen och processer som är viktiga för cellernas energiförsörjning, de metabola vägarna, i en angripen kropp eller annan organism.

De observationsstudier som gjorts på covid 19-patienter under pandemin tyder på ett samband mellan sjukdomens svårighetsgrad och störd ämnesomsättning med höga nivåer av lipider, fetter, i blodet. Samtidigt kan ämnesomsättning vara mycket individuell och över tid påverkas av flera faktorer, bland dem ålder, kön, kost och livsstil.

Virusets metabola vägar 

Nu har forskare vid Karolinska Institutet undersökt vilka delar av cellernas energiförsörjning som är extra viktiga för SARS-CoV-2, och hur dessa påverkar sjukdomens svårighetsgrad hos de som insjuknar.

Det är känt sedan tidigare att covid-viruset gärna använder sig av den metabola vägen AKT/mTOR/HIF-1. Den nya studien kompletterar bilden.

Forskarna har upptäckt att glykolys och glutaminolys är de metabola vägar som viruset ”föredrar” när det angriper lungorna. Båda är nyckelprocesser för cellernas energiförsörjning och funktion.

Forskarna Shuba Krishnan och Ujjwal Neogi i laboratoriet.
(Längst fram) Shuba Krishnan och Ujjwal Neogi. Foto: Soham Gupta

– Studien visar att när SARS-CoV-2 infekterar lungceller är glykolys och glutaminolys viktiga för virusets spridning och tillväxt. Genom att hämma de här vägarna begränsas produktionen av viruset. I blodplasma från de sjukaste patienterna observerade vi också flera toxiska nedbrytningsprodukter (metaboliter) som laktat och glutamat, säger Ujjwal Neogi, forskare vid institutionen för laboratoriemedicin, Karolinska Institutet, och studiens sisteförfattare.

Ett av studiens viktigaste fynd är en biomarkör för hur allvarlig sjukdomen blir.

– Vi har identifierat en kolhydrat, mannos, som biomarkör för svår covid-19, säger Shuba Krishnan, forskare vid institutionen för laboratoriemedicin, Karolinska Institutet, och studiens försteförfattare.

Blockerat via cellernas energiförsörjning

Nu behövs ytterligare kunskaper om de förhöjda nivåerna av toxiska metaboliter hos svårt sjuka covid-patienter, enligt forskarna.

Forskaren Carl Johan Treutiger mot vit vägg.
Carl Johan Treutiger. Foto: Privat.

– Förändringar i dessa metaboliter kan ha långsiktiga effekter på insulinresistens, neurokognitiva störningar och organsvikt. Den förhöjda nivån av mannos kan potentiellt ha ett samband med risken att drabbas av typ 2-diabetes efter att ha varit sjuk i covid-19, säger Carl Johan Treutiger, forskare vid institutionen för medicin, Huddinge vid Karolinska Institutet.

Den möjliga behandlingsstrategin att blockera virusets spridning via cellernas energiförsörjning och på så sätt svälta ut det skulle kunna vara en effektiv behandling mot Krim-Kongo blödarfebervirus och funktionellt botemedel mot HIV-1, två andra virus som forskarna studerar.

Resultaten bygger på blodprover från 41 patienter med covid-19 som analyserats med bland annat plasmametabolomik. Forskarna har också på olika sätt studerat den molekylära vägen för SARS-CoV-2 in i lungvävnad. 

Studien finansierades av Vetenskapsrådet, Karolinska Institutet Stiftelser och fonder, Åke Wiberg Stiftelse, Ragnar Söderbergs stiftelse. Det finns inga rapporterade intressekonflikter.

Publikation

Metabolic perturbation associated with COVID‑19 disease severity and SARS‑CoV-2 replication”, Shuba Krishnan, Hampus Nordqvist, Anoop T. Ambikan, Soham Gupta, Maike Sperk, Sara Svensson-Akusjärvi, Flora Mikaeloff, Rui Benfeitas, Elisa Saccon, Sivasankaran Munusamy Ponnan, Jimmy Esneider Rodriguez, Negin Nikouyan, Amani Odeh, Gustaf Ahlén, Muhammad Asghar, Matti Sällberg, Jan Vesterbacka, Piotr Nowak, Ákos Végvári, Anders Sönnerborg, Carl Johan Treutiger, Ujjwal Neogi. Molecular & Cellular Proteomics, online 5 oktober 2021, doi: 10.1016/j.mcpro.2021.100159.

Publicerad: 2021-10-06 08:00 | Uppdaterad: 2021-10-06 08:00

KI forskare belönas med miljon för blodkärlsforskning

Professor Christer Betsholtz, Integrated Cardio Metabolic Centre. Credit: Stefan Zimmerman.
Professor Christer Betsholtz, Integrated Cardio Metabolic Centre (ICMC). Credit: Stefan Zimmerman. Foto: Stefan Zimmerman

Blodkärlsforskaren Christer Betsholtz, professor vid institutionen för medicin i Huddinge vid Karolinska institutet, får Fernströmstiftelsens nordiska pris, och belönas med en prissumma på en miljon kronor för sin forskning kring blodkärlens struktur och funktion.

Eric K Fernströms stiftelses stora nordiska pris är ett av de största skandinaviska forskningspriserna inom medicin. Professor Christer Betsholtz vid institutionen för medicin i Huddinge och verksam vid ICMC/Metabolism, får nu utmärkelsen för sin forskning kring blodkärlens struktur och funktion. ”Hans forskning har varit av essentiell betydelse för vår förståelse av hur blodkärlens celler samverkar för att nå den funktionella balansen som krävs för att upprätthålla en fungerande blodcirkulation”, lyder motiveringen.

Christer Betsholtz är ledande inom blodkärlsforskningsfältet och har kartlagt kommunikationen mellan olika celltyper i blodkärlen och hur dessa celler utvecklas och nybildas. Det är framförallt endotelcellerna, som bildar det inre röret i våra blodkärl, och pericyterna, den andra celltypen som ingår i de minsta blodkärlen eller kapillärerna, som Christer intresserat sig för.

Hans forskning bidrar till ökad förståelse för blodkärlens roll vid olika sjukdomar

Under 90-talet visade Christer med hjälp av knockout-möss, hur fosterutvecklingen avbröts före födseln hos möss utan gener vilka uttrycker tillväxtfaktorn PDGF. Studierna visade hur PDGF spelar en roll inte bara vid cancer, utan även har en fundamental betydelse för blodkärlens utveckling och funktion. Christer Betsholtz och hans forskargrupp har även visat att nya blodkärl växer fram och bildas med hjälp av en specialiserad typ av endotelceller, så kallade tip-celler.

Upptäckten om pericyterna och tip-cellernas roll när blodkärl nybildas har gett ringar på vattnet, och cellerna studeras nu vid bland annat cancer och Alzheimer’s sjukdom. Christer Betsholtz arbetar idag inom båda dessa områden och har bland annat klarlagt att pericyterna spelar en viktig roll i regleringen av den så kallade blod-hjärnbarriären, vars uppgift det är att skydda hjärnans nervceller som behöver en strikt reglerad miljö för att fungera. 

En del av Christer Betsholtz forskning nu handlar om att ta fram en molekylär karta över cellerna som bygger upp hjärnans blodkärl. Första versionen publicerades 2018 och används idag av forskare över hela världen. Christer Betsholtz och hans grupp hoppas bidra till ökad förståelse om blodkärlens roll vid olika sjukdomar, men också till att man hittar nycklar som öppnar blod-hjärnbarriären.

"Det finns många olika viktiga och intressanta obesvarade frågor inom blodkärlsbiologin, mitt fokus kommer att ligga på den fortsatta kartläggningen av blodhjärnbarriären. Kan vi förstå mer om hur pericyterna får blodhjärnbarriären att utmogna och fungera, kanske vi också kan hitta sätt att få in läkemedel i hjärnan", säger Christer till Lunds Universitet.

Event type
Disputationer
Disputation: Linghua Kong

2021-10-15 9:00 Add to iCal
Karolinska Universitetssjukhuset, Solna
Location
CMM Lecture Hall, L8:00 och digitalt via zoom
Lead

Prenatal metabolic risks for offspring neurodevelopmental and psychiatric disorders

Content

Opponent

Renee Garder, Karolinska Institutet

Betygsnämnd

Kristiina Tammimies, Karolinska Institutet

Ann Nordgren, Karolinska Institutet

Merja Laine, University of Helsinki

Huvudhandledare

Catharina Lavebratt, Karolinska Institutet

Bihandledare

Yvonne Forsell, GPH

Yajun Liang, GPH

Ida Nilsson, MMK

Xinxia Chen, Shandong University

Delta i mötet digitalt via zoom

https://ki-se.zoom.us/j/62932050999

 

Kontakt

Publicerad: 2021-08-10 17:00 | Uppdaterad: 2021-08-10 17:35

Bara en undertyp av fettcell reagerar på insulin hos människa

Fettcell
Fettcell Foto: Getty Images

Att fettceller kan påverka vår känslighet för insulin är känt sedan tidigare. Nu har forskare vid Karolinska Institutet kommit fram till att det finns tre olika undertyper av mogna fettceller i vit fettvävnad. En av dessa, kallad AdipoPLIN, reagerar särskilt på insulin och kan vara relevant för framtida behandlingar av metabola folksjukdomar som typ 2 diabetes.

Niklas Mejhert
Niklas Mejhert. Foto: Nancy Farese

Dessa fynd ökar kunskapen om fettvävens funktion. De visar att fettvävens kapacitet att regleras av insulin bestäms av andelen och funktionen hos en specifik undertyp av fettceller, vilket kan ha betydelse för sjukdomar som fetma, insulinresistens och typ 2 diabetes, säger Niklas Mejhert, forskare vid institutionen för medicin, Huddinge, på Karolinska Institutet och en av studiens korresponderande författare.

I studien, som publicerats i tidskriften Cell Metabolism, har forskarna identifierat 18 cellklasser som bildar kluster i vit fettvävnad hos människa. Av dessa utgjorde tre klasser mogna fettceller med distinkta fenotyper.

För att testa om fettcellstyperna var kopplade till någon specifik funktion studerade forskarna bland annat hur dessa undertyper reagerade på ökade insulinnivåer genom att injicera insulin hos fyra personer. Resultatet visade att insulin aktiverade genuttrycket i undertypen AdipoPLIN men påverkade inte de andra två undertyperna. Svaret på insulinstimuleringen var dessutom proportionell mot individens insulinkänslighet.

Utmanar synen på insulinkänslighet

Portray of Mikael Rydén, dressed in shirt and jacket, in hospital environment.
Mikael Rydén. Foto: Ulf Sirborn

– Våra fynd utmanar den nuvarande synen på störningar i insulinkänslighet som ett generellt reducerat insulinsvar i vävnadens fettceller. Vår studie tyder snarare på att insulinresistens, och möjligen typ 2 diabetes, kan bero på förändringar i en särskild sorts fettceller. Detta visar att fettväven är en mycket mer komplex vävnad än vad man hittills trott. I likhet med muskelvävnad har människor flera fettcellstyper med olika funktion vilket öppnar upp för framtida interventioner riktade mot de olika fettcellstyperna, säger Mikael Rydén, professor vid samma institution och en av studiens korresponderande författare.

I studien har Rydén och Mejhert gruppen använt en speciell teknik, så kallad spatiell transkriptomik, som bland annat utvecklats av samarbetspartnern Patrik Ståhl, universitetslektor vid KTH och SciLifeLab. Spatiell transkriptomik genererar information om vävnadens utseende via mikroskopi och genexpression via RNA sekvensering.

Patrik Ståhl
Patrik Ståhl. Foto: Privat bild

– Studien där vi applicerat spatiell transkriptomik på fettvävnad är helt unik givet vävnadens speciella karaktär och sammansättning. Vi är väldigt glada att tekniken fortsätter bidra till att lösa biologiskt komplexa frågeställningar i ett ökande antal forskningsområden, säger Patrik Ståhl, studiens tredje korresponderande författare.

Forskningen har finansierats av donationer från Margareta af Ugglas stiftelse, Knut & Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsrådet, ERC-SyG SPHERES, NovoNordisk Fonden, MSAM konsortiet, MeRIAD konsortiet, CIMED, Diabetesförbundet, Region Stockholm, Familjen Erling-Perssons stiftelse och det strategiska forskningsprogrammet i diabetes på Karolinska Institutet.

Patrik Ståhl, Nayanika Bhalla och Alma Andersson är rådgivare till 10x Genomics som äger rättigheterna till den spatiella transkriptomikteknologin. Lovisa Franzén är anställd hos Astra Zeneca. Inga andra intressekonflikter har rapporterats.

Publikation

Spatial Mapping Reveals Human Adipocyte Subpopulations with Distinct Sensitivities to Insulin,” Jesper Bäckdahl, Lovisa Franzén, Lucas Massier, Qian Li, Jutta Jalkanen, Hui Gao, Alma  Andersson, Nayanika Bhalla, Anders Thorell, Mikael Rydén, Patrik L. Ståhl, Niklas Mejhert, Cell Metabolism, online 10 augusti, 2021, doi: 10.1016/j.cmet.2021.07.018

Publicerad: 2021-07-22 09:00 | Uppdaterad: 2021-07-22 10:07

3D-bilder avslöjar neurologisk ”ond spiral” vid fettlever

Forskningsbild
Nerver (vita) runt portalvenen (blå), gallgången (gul) och leverartären (röd) i levern. Foto: Csaba Adori et al. Science Advances, juli 2021.

Med hjälp av en ny tredimensionell bildteknik har forskare vid Karolinska Institutet upptäckt att en del av det autonoma nervsystemet i levern genomgår en kraftig degenerering i samband med icke-alkoholrelaterad fettleversjukdom. Studien som utförts på möss och levervävnad från människa visar att graden av neurologisk förändring sammanfaller med hur allvarlig leversjukdomen är. Resultaten publiceras i tidskriften Science Advances.

Icke-alkoholrelaterad fettlever är den vanligaste formen av leversjukdom och drabbar cirka 25 procent av befolkningen globalt. Ungefär en tredjedel av alla fettleverfall utvecklas till steatohepatit, en allvarlig sjukdom som påverkar hela ämnesomsättningen. 

I den nu publicerade studien forskarna undersökt nervsystemet i fettlever genom att använda sig av en ny typ av mikroskopi och avbildningsteknik som erbjuder högupplöst 3D-visualisering ner på cellnivå. Som framgår av forskarnas arbete kan den nya tekniken avslöja till och med mycket tidiga, minimala eller dolda försämringar i levervävnaden.

Porträtt av Csaba utomhus på KI:s campus i Solna.
Csaba Adori, forskare vid institutionen för neurovetenskap. Foto: N/A

– Nu vet vi att nerverna i levern har många subtila regulatoriska funktioner, som också kan få ökad betydelse i samband med metabola utmaningar och annan stress i levervävnaden. Att vissa nerver degenererar och andra fungerar onormalt vid fettlever kan innebära ytterligare påfrestning på vävnaden som förvärrar sjukdomen än mer. Det blir en nedåtgående spiral, säger studiens förstaförfattare Csaba Adori, forskare vid institutionen för neurovetenskap, Karolinska Institutet.

Redan i tidiga stadier

Studien visar att de neurologiska förändringarna sker redan i tidiga stadier av fettlever och blir alltmer omfattande i takt med att leversjukdomen förvärras i riktning mot utvecklad steatohepatit. Det degenerativa förloppet ser också liknande ut i möss med fettlever som i mänsklig levervävnad. Forskarna hoppas nu att resultaten på sikt ska leda till nya och bättre behandlingar mot steatohepatit och så kallad portalhypertoni i levern, genom att använda läkemedel som riktar sig mot nervsystemet.

Forskningen har finansierats av Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Sven Mattssons stiftelse, Åhlén-stiftelsen och NovoNordisk Foundation. Även forskare från SciLifeLab, Karolinska Universitetssjukhuset, Linköpings universitet, KTH och universitet i Slovakien och USA har deltagit i arbetet med studien.

Publikation

Disorganization and degeneration of liver sympathetic innervations in nonalcoholic fatty liver disease revealed by 3D imaging
C. Adori, T. Daraio, R. Kuiper, S. Barde, L. Horvathova, T. Yoshitake, R. Ihnatko, I. Valladolid-Acebes, P. Vercruysse, A. M. Wellendorf, R. Gramignoli, B. Bozoky, J. Kehr, E. Theodorsson, J. A. Cancelas, B. Mravec, C. Jorns, E. Ellis, J. Mulder, M. Uhlén, C. Bark, T. Hökfelt T
Science Advances, online 21 July 2021, doi: 10.1126/sciadv.abg5733

Event type
Föreläsningar och seminarier
MolMet webbinarium: Erika Pearce

2021-09-17 15:00 Add to iCal
Online
Location
Zoom
Porträtt.
Erika Pearce, Johns Hopkins University. Foto: Larry Canner
Lead

Välkommen till ett webbinarium med Erika Pearce, Johns Hopkins University. Titel: "Mitochondrial Shape-Shifting in the T cell Response",

Content

Talare

Erika Pearce, Johns Hopkins University

Titel

"Mitochondrial Shape-Shifting in the T cell Response"

Delta i webbinariet

Delta i mötet via Zoom.

Kontakt

Subscribe to Metabolism