Blutgefäße sind schuld: Darum führt Übergewicht zu Diabetes
Adrenomedullin löst bei Fettleibigkeit Insulinresistenz im Endothel von Gefäßen aus und verursacht so Diabetes
Ein Großteil der rund 6 Millionen Patienten in Deutschland, die an Diabetes Typ 2 leiden, sind übergewichtig. Die Wirkung von Insulin ist bei ihnen eingeschränkt. Die Ursache für diese Insulinresistenz wurde lange Zeit primär in stoffwechselaktiven Organen gesucht. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim konnten nun zeigen, dass Effekte von Insulin auf die innere Zellschicht von Blutgefäßen, das Endothel, für die Insulinresistenz im Fettgewebe und der Muskulatur von großer Bedeutung sind. Schlüsselmolekül hierbei ist das Hormon Adrenomedullin. Mit der Studie hoffen die Forscher die Grundlage für ein neues Therapieprinzip des Typ 2 Diabetes gefunden zu haben. Ziel ist es nun, Substanzen zu entwickeln, die gezielt an den Blutgefäßen ansetzen.
Mehr als 400 Millionen Menschen leiden weltweit an Diabetes Typ 2, davon etwa 6 Millionen in Deutschland. Bei neun von zehn Patienten führt starkes Übergewicht, Adipositas genannt, zum Diabetes. Typ 2 Diabetes zeichnet sich dadurch aus, dass Körperzellen nicht mehr ausreichend Glukose aufnehmen. Dadurch steigt der Glukosespiegel im Blut an. Dabei verliert Insulin seine Wirkung zumindest in Teilen, man spricht dann von Insulinresistenz.
Um die Ursache für die Insulinresistenz bei adipösen Patienten zu klären, fokussierte sich die Forschung bislang vor allem auf Stoffwechselorgane wie Leber, Fettgewebe und Skelettmuskulatur. In den Zellen dieser Organe finden sich Rezeptoren für Insulin. Bislang konnten jedoch noch keine Therapieansätze entwickelt werden, mit denen die Insulinresistenz zu beheben wäre.
Wissenschaftler aus der Abteilung „Pharmakologie“ von Stefan Offermanns am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim untersuchten nun in einer Studie die Rolle der innersten Zellschicht in Blutgefäßen, des sogenannten Endothels, bei der Entstehung von Typ 2 Diabetes im Zusammenhang mit Übergewicht.
Zwar ist schon lange bekannt, dass auf Endothelzellen ebenfalls Rezeptoren für Insulin vorhanden sind, deren Bedeutung im Zusammenhang mit der Entstehung von Diabetes wurde bislang jedoch unterschätzt.
Dies ist schon länger bekannt. Die nun an Mäusen durchgeführte Studie der Bad Nauheimer Forscher hat erstmals gezeigt, dass dieser Mechanismus bei starkem Übergewicht gestört sein kann. „Bei Mäusen, die durch eine besonders kalorienreiche Diät fettleibig wurden, stellte sich nach einiger Zeit eine Insulinresistenz ein“, so Cho weiter. „Als Ursache hierfür konnten wir eine verminderte Aktivität der Insulinrezeptoren des Endothels ausmachen.“ Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Insulinresistenz am Gefäßendothel zu einer verminderten Insulinwirkung im gesamten Organismus führt, da die beiden oben genannten Mechanismen, über die Insulin aus dem Blut in die stoffwechselaktiven Organe gelangt, dann behindert sind.
Dies ist schon länger bekannt. Die nun an Mäusen durchgeführte Studie der Bad Nauheimer Forscher hat erstmals gezeigt, dass dieser Mechanismus bei starkem Übergewicht gestört sein kann. „Bei Mäusen, die durch eine besonders kalorienreiche Diät fettleibig wurden, stellte sich nach einiger Zeit eine Insulinresistenz ein“, so Cho weiter. „Als Ursache hierfür konnten wir eine verminderte Aktivität der Insulinrezeptoren des Endothels ausmachen.“ Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Insulinresistenz am Gefäßendothel zu einer verminderten Insulinwirkung im gesamten Organismus führt, da die beiden oben genannten Mechanismen, über die Insulin aus dem Blut in die stoffwechselaktiven Organe gelangt, dann behindert sind.
Den Effekt erhöhter Konzentrationen von Adrenomedullin und Complement Faktor H im Blut auf die Insulinwirkung zeigten weitere Untersuchungen an Mäusen: Beide Faktoren aktivieren synergistisch den Rezeptor für Adrenomedullin auf dem Endothel, verstärken sich also in ihrer Wirkung. Der aktivierte Adrenomedullin-Rezeptor wiederum hemmt den Insulin-Rezeptor besonders stark. Dadurch wird die Insulinwirkung reduziert. „Bestätigen konnten wir diesen Befund an gesunden, normalgewichtigen Mäusen, denen wir Adrenomedullin verabreichten. Hier kam es ebenfalls zu einer Insulinresistenz“, so Cho. Umgekehrt zeigten Mäuse, bei denen die Produktion von Adrenomedullin oder die Aktivierung des endothelialen Adrenomedullin-Rezeptors durch einen gentechnischen Eingriff temporär unterbunden wurde, einen normalen Insulinstoffwechsel, auch dann noch, wenn sie übergewichtig waren.
Stefan Offermanns, Direktor der Abteilung Pharmakologie, ordnet die Studienergebnisse ein: „Unsere Daten zeigen, welche Insulineffekte es in Blutgefäßen gibt und wie bedeutend die Wirkung von Insulin an Blutgefäßen für die systemischen Insulinwirkungen ist.“ Vor allem lasse die Studie einen Mechanismus erkennen, nach dem die systemische Insulinresistenz eines durch Übergewicht ausgelösten Typ 2 Diabetes ganz wesentlich auf einer Insulinresistenz im Gefäßsystem beruht.