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Metabolic adaptations to different dietary interventions
gene expression analysis in murine liver and heart
Janina Melanie Kliewe
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Jürgen König
Mitbetreuer*in
Felix Sternberg
DOI
10.25365/thesis.81911
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-19313.77350.680815-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ketogene Diäten (KD) haben sich weit über ihre Ursprünge in der Epilepsietherapie hinaus entwickelt und werden heute als metabolische Intervention bei Adipositas, kardiovaskulären Erkrankungen und Neurodegeneration untersucht. Ihr wesentliches Merkmal ist dabei nicht allein ein hoher Fettgehalt, sondern eine starke Reduktion der Kohlenhydratzufuhr, die den Stoffwechsel von Glukoseoxidation zur Fettsäureoxidation und hepatischen Ketonkörper-Produktion verschiebt. Doch nicht alle Nahrungsfette werden gleich metabolisiert. Mittelkettige Triglyceride (MCT) und langkettige Triglyceride (LCT) unterscheiden sich grundlegend in ihrer Absorption, hepatischen Verarbeitung und oxidativen Verwertung. Ob diese Unterschiede die Genexpression auf gewebespezifische Weise prägen, ist bisher noch unvollständig verstanden. Die vorliegende Studie untersuchte, wie verschiedene Ernährungsinterventionen die transkriptionelle Regulation des Lipidstoffwechsels, der mitochondrialen Dynamik und der zellulären Stressantwort in zwei metabolisch unterschiedlichen Organen, der Leber und dem Herzen, beeinflussen. Männliche C57BL/6NRJ-Mäuse wurden randomisiert einer von fünf Ernährungsgruppen zugeteilt: einer LCT-angereicherten KD, einer kombinierten LCT/MCT-KD, Kalorienrestriktion (CR), intermittierendem Fasten (IF) oder einer Standarddiät (SD) als Referenzdiät. Die Intervention erstreckte sich über acht Wochen, wobei CR und IF in den letzten zwei Wochen eingeführt wurden. Die Genexpression wurde mittels RT-qPCR in Herz- und Lebergewebe quantifiziert. Die Leber erwies sich als das transkriptionell reaktionsfreudigere Organ. KD, insbesondere die LCT-Diät, reduzierten die Expression lipogener Gene und steigerten gleichzeitig die Kapazität zur Fettsäureoxidation (FAO). Die Anwesenheit von MCTs dämpfte diese Reaktion. Das Herz zeigte demgegenüber deutlich moderatere transkriptionelle Veränderungen, insbesondere unter ketogenen Bedingungen, was auf eine stärkere Abhängigkeit von post-translationalen Regulationsmechanismen hindeuten könnte. Gene der mitochondrialen Dynamik blieben in beiden Geweben weitgehend stabil, während Energierestriktion selektiv stressbezogene Transkriptionsprogramme reduzierte.
Abstract
(Englisch)
Ketogenic diets (KD) have moved far beyond their origins in epilepsy treatment. Today they are investigated as metabolic interventions for obesity, cardiovascular disease and neurodegeneration. Their defining feature is not simply fat abundance, but a pronounced restriction of dietary carbohydrates, shifting metabolism away from glucose oxidation toward fatty acid oxidation (FAO) and hepatic ketone body production. Yet not all dietary fats are metabolized equally. Medium-chain triglycerides (MCT) and long-chain triglycerides (LCT) differ fundamentally in their absorption, hepatic handling and oxidative fate. However, whether this shapes gene expression in a tissue-specific manner remains incompletely understood. This study examined how distinct dietary interventions influence the transcriptional regulation of lipid metabolism, mitochondrial dynamics and cellular stress signaling in two metabolically distinct organs, the liver and the heart. Male C57BL/6NRJ mice were randomly assigned to one of five dietary groups: an LCT-enriched KD, a combined LCT/MCT KD, calorie restriction (CR), intermittent fasting (IF) or a standard diet (SD) as a reference condition. The intervention period lasted eight weeks, with CR and IF introduced only during the final two weeks. Gene expression was quantified by RT-qPCR in cardiac and hepatic tissue. The liver appeared as the more transcriptionally responsive organ: KDs, particularly the LCT diet, suppressed lipogenic gene expression while upregulating FAO capacity. The presence of MCTs attenuated this response. The heart, by contrast, showed more modest transcriptional changes across dietary conditions, especially regarding KDs, suggesting a greater reliance on post-translational regulatory mechanism. Genes governing mitochondrial dynamics remained largely stable in both tissues, while energy restriction selectively suppressed stress-related transcriptional paths.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Ketogene Diät Genexpression Fettstoffwechsel Fettsäureoxidation De novo Lipogenese Mittelkettige Triglyceride Langkettige Triglyceride Herzgewebe Lebergewebe Mitochondriale Dynamik Mausmodell
Schlagwörter
(Englisch)
Ketogenic Diet Gene expression Lipid metabolism Fatty acid oxidation De novo lipogenesis Medium-chain triglyceride Long-chain triglyceride Cardiac tissue Liver tissue Mitochondrial dynamics Mouse model
Autor*innen
Janina Melanie Kliewe
Haupttitel (Englisch)
Metabolic adaptations to different dietary interventions
Hauptuntertitel (Englisch)
gene expression analysis in murine liver and heart
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
VI, 77 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jürgen König
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.99 Naturwissenschaften allgemein. Sonstiges
AC Nummer
AC18018984
Utheses ID
82096
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |