Diabetes: Insulin-Alternative im Fettgewebe gefunden

Blutzuckerspiegel kann unabhängig von Insulin reguliert werden

Vor rund 100 Jahren eröffnete die Entdeckung des Insulins die Tür zur Behandlung von Diabetes. Seitdem gilt das in der Bauchspeicheldrüse produzierte Hormon als wichtigstes Mittel zur Behandlung von Krankheiten, die durch einen hohen Blutzuckerspiegel gekennzeichnet sind. Nun entdeckte ein amerikanisches Forschungsteam einen völlig neuartigen Weg, den Blutzucker ohne Insulin zu regulieren – ein zweites Hormon das genau die gleiche Funktion wie Insulin erfüllt.

Forschende des Salk Institute in Kalifornien (USA) entdeckten ein Molekül, das im Fettgewebe produziert wird und wie Insulin den Blutzuckerspiegel schnell und wirksam reguliert. Die Entdeckung könnte zur Entwicklung neuer Therapien für die Behandlung von Diabetes führen und legt gleichzeitig den Grundstein für neue Erkenntnisse in der Stoffwechselforschung. Die Studienergebnisse wurden kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Cell Metabolism“ präsentiert.

Alternativer Weg zur Regulation des Blutzuckerspiegels

Laut der Arbeitsgruppe reguliert ein Hormon namens FGF1 den Blutzucker, indem es den Fettabbau (Lipolyse) hemmt. Insulin hemmt ebenfalls diesen Prozess, aber auf eine gänzlich andere Weise. Die Forschenden haben somit einen alternativen Weg zur Regulation des Blutzuckers gefunden, der die Insulinresistenz umgeht.

Durchbruch in der Stoffwechselforschung

„Die Entdeckung eines zweiten Hormons, das die Lipolyse unterdrückt und den Blutzuckerspiegel senkt, ist ein wissenschaftlicher Durchbruch“, betont Professor Ronald Evans aus dem Forschungsteam. „Wir haben einen neuen Akteur bei der Regulierung der Fettverbrennung identifiziert, der uns helfen wird zu verstehen, wie die Energiespeicher im Körper verwaltet werden.“

Was passiert bei Insulinresistenz im Körper?

Wenn wir essen, gelangen energiereiche Fette und Glukose in den Blutkreislauf. Normalerweise transportiert Insulin diese Nährstoffe zu den Zellen in den Muskeln und im Fettgewebe, wo sie entweder sofort verbraucht oder für eine spätere Verwendung gespeichert werden. Bei Menschen mit Insulinresistenz wird die Glukose nicht effizient aus dem Blut entfernt, und durch die erhöhte Lipolyse steigt der Fettsäurespiegel.

Diese zusätzlichen Fettsäuren beschleunigen wiederum die Glukoseproduktion in der Leber, wodurch sich der ohnehin schon hohe Glukosespiegel weiter erhöht. Außerdem reichern sich die Fettsäuren in den Organen an und verschlimmern die Insulinresistenz, die für Diabetes und Adipositas charakteristisch ist.

FGF1 verringerte die Insulinresistenz bei Mäusen

Bereits in einer früheren Studie haben die Forschenden des Salk Institute entdeckt, dass das Hormon FGF1 den Blutzuckerspiegel von Mäusen drastisch senkt. Eine Behandlung mit dem Hormon verringerte die Insulinresistenz der Tiere. Die zugrundeliegenden Prozesse waren zu dem Zeitpunkt aber unklar.

Gemeinsamkeiten mit Insulin

In der aktuellen Forschungsarbeit gelang es dem Team die Mechanismen hinter diesem Phänomen aufzuklären. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler belegten, dass das Hormon ähnliche Funktionen wie Insulin erfüllt. Zum einen unterdrückt FGF1 – genau wie Insulin – die Lipolyse. Zum anderen reguliert FGF1 die Produktion von Glukose in der Leber – wie es auch Insulin tut.

FGF1 nutzt einen anderen Signalweg

Aufgrund der ähnlichen Funktion untersuchten die Forschenden, ob FGF1 und Insulin die gleichen Signalwege nutzen, um den Blutzucker zu regulieren. Es ist bereits bekannt, dass Insulin die Lipolyse über ein Enzym namens PDE3B initiiert. Also testete das Team diesen und eine ganze Reihe ähnlicher Enzyme bei FGF1. Dabei stellten sie fest, dass FGF1 einen ganz anderen Signalweg nutzt, der als PDE4 bezeichnet wird.

„Dieser Mechanismus ist im Grunde eine zweite Schleife, mit allen Vorteilen eines parallelen Weges“, hebt Studienerstautor Gencer Sancar hervor. Bei Insulinresistenz sei die Insulin-Signalisierung gestört. Mit einem anderen Signalweg, der die gleichen Funktionen erfüllt, könne die Resistenz umgangen werden. Auf diese Weise habe man trotz Resistenz immer noch die Kontrolle über die Lipolyse und die Blutzuckerregulierung.

Hoffnung auf bessere Medikamente gegen Diabetes

Die Entdeckung des neuen PDE4-Signalwegs eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Diabetes-Medikamenten und bietet gleichzeitig zahlreiche Ansatzpunkte für weitere Stoffwechsel-Studien. „Die einzigartige Fähigkeit von FGF1, bei insulinresistenten diabetischen Mäusen eine anhaltende Senkung des Blutzuckerspiegels zu bewirken, ist ein vielversprechender therapeutischer Weg für Diabetiker“, resümiert Michael Downes aus dem Forschungsteam. (vb)