Neues Protein als Schlüssel für Muskelbildung entdeckt

Forschende des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) und des DZD haben eine bislang unbekannte Funktion des Proteins Picalm im Skelettmuskel identifiziert. Es reagiert empfindlich auf körperliche Aktivität sowie intermittierendes Fasten und ist zudem entscheidend an der Bildung neuer Muskelfasern beteiligt. Während frühere Arbeiten bereits den Einfluss von Picalm im Fettgewebe belegten, untersuchte das Team nun die Rolle im Muskelgewebe mittels Mausmodellen und Proben menschlicher Trainingsstudien.

Dabei zeigte sich sowohl bei Mäusen mit Stoffwechselstörungen unter Fastenbedingungen als auch bei trainierenden Tieren eine erhöhte Picalm-Expression. Bestätigt wurden diese Befunde durch Muskelproben übergewichtiger Probanden der Universität Tübingen, bei denen die Picalm-Werte nach einem Fahrradergometer-Programm ebenfalls anstiegen. „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Picalm eine wichtige Rolle dabei spielt, wie sich Muskelzellen an veränderte Lebensbedingungen anpassen“, sagt PD. Dr. Heike Vogel.

Schlüsselrolle bei der Muskelbildung

In Experimenten mit kultivierten Muskelzellen wiesen die Forschenden nach, dass Picalm essenziell für die Myogenese ist, also die Bildung neuer Muskelfasern aus Vorläuferzellen. Eine verringerte Picalm-Expression führte dazu, dass sich diese Zellen deutlich schlechter zu reifen Fasern entwickelten. Ursächlich hierfür sind Störungen grundlegender zellulärer Abläufe: Picalm ist maßgeblich an der clathrinvermittelten Endozytose beteiligt, über die Zellen wichtige Bestandteile wie den epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) aufnehmen und transportieren.

Ein Mangel an Picalm beeinträchtigt diesen Prozess und verändert zudem die Proteinzusammensetzung an der Zelloberfläche sowie die Organisation des Aktin-Zytoskeletts. Da dieses Netzwerk für die Form, Stabilität und Bewegung der Zellen verantwortlich ist, stört ein niedriger Picalm-Spiegel die notwendige Ausrichtung und Verschmelzung der Vorläuferzellen zu funktionstüchtigen Muskelfasern.

Neue Perspektiven für Prävention und Therapie

„Wir haben herausgefunden, dass Picalm ein wichtiger Bestandteil der molekularen Anpassungsmechanismen des Muskels ist. Es reagiert auf Training und Fasten und beeinflusst gleichzeitig die Bildung neuer Muskelfasern. Langfristig könnten unsere Ergebnisse dazu beitragen, neue Ansatzpunkte für die Prävention und Behandlung von Muskelabbau im Alter sowie von Stoffwechselerkrankungen zu entwickeln“, fasst Vogel zusammen. Die Studie verdeutlicht die vielseitigen Funktionen des Proteins, das je nach Gewebe unterschiedliche Aufgaben übernimmt: Während Picalm im Fettgewebe primär Stoffwechselprozesse reguliert, ist es im Muskel für die Steuerung struktureller Abläufe bei der Zellbildung verantwortlich.

Quelle

Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (04/2026)