Glukosestoffwechsel: Welche Rolle spielt unser Gehirn?

Bestimmte Areale unseres Gehirns, wie der Hypothalamus, scheinen eine wichtige Rolle bei der Regulation des Blutglukosespiegels zu spielen. Störungen in diesem neuronalen System könnten ebenso wie Fehlfunktionen der Bauchspeicheldrüse an der Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 beteiligt sein.

Doch mit der Entdeckung des Insulins in den 1920er-Jahren verlagerte sich der Schwerpunkt der Forschung und Behandlung weitgehend in Richtung Insulin. Heute stehen fast alle Therapieformen bei Diabetes mellitus Typ 2 entweder in Zusammenhang mit einer Erhöhung des Insulinspiegels oder einer Erhöhung der Empfindlichkeit der Körperzellen gegenüber Insulin. Durch Medikamente ist es zwar möglich, den Blutglukosespiegel zu regulieren, jedoch nicht die zugrunde liegenden Ursachen der Krankheit zu heilen.

Die Regulierung der Blutglukose wird von einem komplexen Zusammenspiel der insulinproduzierenden Zellen und den neuronalen Schaltkreisen im Hypothalamus und anderen Hirnarealen gesteuert, so die Forscher. Die Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 ist also nicht nur auf eine gestörte Insulinproduktion zurückzuführen, sondern auch auf Abläufe im Gehirn.

In der vorliegenden Publikation fassen die Wissenschaftler den aktuellen Wissensstand aus Tier- und Humanstudien zusammen, die sich mit der insulin-unabhängigen Blutglukoseregulierung befasst haben. Dabei scheint ein Wirkmechanismus des Gehirns die Glukoseaufnahme in die Zellen zu stimulieren, die so genannte „Zucker-Wirksamkeit“ zu erhöhen. Dieser Vorgang macht mehr als 50 % der normalen Glukoseaufnahme aus und konkurriert zu den insulin-abhängigen Mechanismen der Bauchspeicheldrüse. Die Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 geht offenbar auf das Versagen beider Mechanismen zurück. Eine Beeinträchtigung des im Gehirn lokalisierten Systems scheint weit verbreitet zu sein und führt zu einer erhöhten Belastung der Bauchspeicheldrüse. Für einige Zeit kann über Insulin der Blutglukosespiegel aufrecht gehalten werden, doch mit der Zeit kann die Bauchspeicheldrüse den erhöhten Blutzuckerspiegel nicht mehr kompensieren. So kann es zu einer Hyperglykämie kommen, die langfristig zu einer Diabeteserkrankung führen kann.

Eine Steigerung des Insulinspiegels durch Medikamente kann zwar den Blutzucker senken, jedoch würde eine Wiederherstellung der entsprechenden Hirnareale die Glukoseregulierung deutlich verbessern. Die Erkenntnisse bieten auf verschiedenen Ebenen die Möglichkeit, neue Therapieansätze und Medikamente zu entwickeln.

Quelle: Schwartz M.W. et al.: Cooperation between brain and islet in glucose homeostasis and diabetes. Nature503, 59–66 (07 November 2013) (http://www.nature.com/nature/journal/v503/n7474/abs/nature12709.html)