Nervenzellen an der Entstehung von Typ 2 Diabetes beteiligt

(21.11.2007) Bei der Entstehung des durch Übergewicht ausgelösten Typ 2 Diabetes sind anscheinend nicht nur eine Insulinresistenz in der Peripherie und eine gestörte Insulinregelung im Pankreas verantwortlich, sondern auch Nervenzellen im Gehirn, die bei Übergewicht ihre glukoseregulierende Wirkung verlieren.

Nervenzelle
Foto: Gemeinnützige Hertie-Stiftung

Ein Wissenschaftlerteam um Bradford Lowell, der am Beth Israel Daconess Medical Center und an der Harvard Medical Scool forscht, hat Neurone im Gehirn entdeckt, die sich durch Zucker stimulieren lassen und regulierend in den Glukosestoffwechsel eingreifen. Diese durch Glukose erregbaren Pro-opiomelanocortin (kurz POMC) Neurone scheinen bei Übergewichtigen ihre regulierenden Fähigkeiten zu verlieren.

Diese Entdeckung stützt sich auf Untersuchungen an Labormäusen. Die Forscher stellten an den Mäusen fest, dass sich bestimmte Neurone im Gehirn durch Glukose erregen ließen. Ähnliche Beobachtungen waren auch nach normaler Nahrungsaufnahme festzustellen. Die Nervenzellen von Mäusen mit veränderter Genstruktur, die auf ein bestimmtes Protein schlechter ansprachen, ließen sich hingegen nicht von Glukose beeinflussen. Auch die Glukose-Toleranz war bei diesen Mäusen gestört - ein Effekt, der bei normalen Mäusen nicht zu beobachten war.

Der Einfluss von Gewicht und Ernährung auf die glukoseregulierenden Nervenzellen im Gehirn wurde in weiteren Versuchsanordnungen näher bestimmt. Hierfür wurden gesunde Mäuse für 8 Wochen einer speziellen fettreichen Diät unterzogen; sie nahmen rasch an Gewicht zu. Im Anschluss an die Mästung ließen sich bei nur 10 % der übergewichtigen Mäuse die POMC-Neurone adäquat mittels Glukose erregen, gegenüber 46 % der POMC-Neurone bei normalgewichtigen Mäusen.

Die Forscher identifizierten schließlich einen glukoseregulierenden Rezeptor (UCP2) an den POMC-Neuronen, der auch in den Beta-Zellen des Pankreas vorkommt und dort die Glukosemessung abschaltet. Eine erhöhte UCP2 Aktivität, wie sie bei den übergewichtigen Mäusen zu beobachten war, führt demnach nicht nur im Pankreas sondern auch an den POMC-Neuronen zum Verlust der korrekten Glukosebestimmung und als Folge zu einer ungenügenden Insulinsekretion.

Die neuen Erkenntnisse bestätigen zum einen den schützenden Effekt eines normalen Körpergewichts. Zum anderen eröffnen die glukoseregulierenden POMC-Neurone neue Perspektiven für die Entwicklung von medikamentösen Therapieansätzen.

Teresa Tamayo, Online-Redaktion Diabetes-Deutschland.de, Deutsches Diabetes-Zentrum, Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Quelle: Parton LE et al. „Glucose sensing by POMC neurons regulates glucose homeostasis and is impaired in obesitiy.“ Nature 2007, Sep 13;449(7159):228-32.