Die Prohibitin-1-Proteinexpression im humanen Skelettmuskel ist mit der Insulinempfindlichkeit korreliert

Prohibitin-1 (PHB-1) ist ein in hohem Maße konserviertes nukleär kodiertes Protein, welches primär mitochondrial lokalisiert ist und eine Rolle bei der mitochondrialen Biogenese und Funktion spielt. PHB-1 assoziiert mit dem Mitochondrialen Komplex-1 und es gibt Hinweise, dass es an der Regulation der mitochondrialen Atmung sowie des Zellzyklus beteiligt ist. Bei Adipocyten wurde gefunden, dass PHB-1 die Pyruvatkarboxylase, ein Enzym welches den Zitratzyklus mit Substraten versorgt, inhibiert. Hier wurde die PHB-1-Proteinexpression in Skelettmuskelbiopsien untersucht, die bei basalem Insulinspiegel und am Ende eines dreistündigen euglykämisch-hyperinsulinämischen Klemmversuchs (clamp, Insulininfusionsrate: 40mU/m²/min) aus dem m. vastus lateralis bei 10 schlanken (S; BMI=24.2±0.5kg/m²), 11 übergewichtigen (Ü; BMI=33.7±1.4kg/m²) und 10 übergewichtigen Typ 2-diabetischen (ÜD; BMI 33.5±1.1kg/m², HBA1_c=7.8±0.5) Probanden entnommen wurden. Die Proteinexpression von PHB-1 wurde im Westernblot mit einer laserinduzierten Fluoreszenzmethode erfasst, die ein hohes Maß an Linearität und dynamischer Breite gewährleistet.

Die PHB-1 Proteinexpression (in AU) war sowohl bei den basal entnommenen als auch bei den im Clamp entnommenen Biopsien bei S am höchsten und bei ÜD am niedrigsten, und die Erhöhung der Insulinkonzentration im Clamp war ohne Effekt (basale Biopsien: 320±52 bei S, 283±50 bei Ü und 169±35 bei ÜD; clamp-Biopsien: 361±78 bei S, 250±59 bei Ü und 179±35 bei ÜD). Ein Analyse mit allen 31 Probanden ergab positive Korrelationen (Spearman-Rangkorrelation) der PHB-1-Expression mit der clamp-Glucoseinfusionsrate (basale Biopsien r=0,49, p<0,05; clamp-Biopsien 0,49, p<0,05), der clamp-Glucoseverschwinderate (basale Biopsien: r=0.39, p<0.05; clamp Biopsien: r=0.42, p<0.05) sowie der clamp-Glucoseoxidation (basale Biopsien: r=0,33, p=0.06, clamp Biopsien: r=0.40, p<0,05). Mit den basalen Insulinspiegeln war die PHB-1-Expression negativ korreliert (basale Biopsien: r=-0.48, p<0.05; clamp Biopsien: r=-0.45, p<0.05). Mit dem BMI bestand keine signifikante Korrelation (basale Biopsien r=-0,13, clamp Biopsien r=-0,33).

Unsere Daten zeigen (1.) dass die PHB-1-Proteinexpression im humanen Skelettmuskel positiv mit der Insulinsensitivität und der insulinstimulierten Glucoseoxidation korreliert ist und (2.) dass eine reduzierte PHB-1-Proteinexpression eine Rolle bei der Typ 2-Diabetes-assoziierten Insulinresistenz spielen könnte.