Typ-2-Diabetes ist die häufigste Stoffwechselerkrankung und betrifft in Deutschland derzeit mehr als sechs Millionen Menschen. Bei stoffwechselgesunden Personen bewirkt das vom Körper freigesetzte Insulin, dass Zucker (Glukose) aus der Nahrung in Muskel- und Fettzellen aufgenommen werden kann. Dieser Prozess ist bei Diabetes gestört. Einem Team um DZD-Wissenschaftler Prof. Dr. Hadi Al-Hasani, Direktor des Instituts für Klinische Biochemie und Pathobiochemie am Deutschen Diabetes-Zentrum (DDZ), ist nun die Aufklärung eines wichtigen Mechanismus der Insulin-abhängigen Glukoseaufnahme in Muskel- und Fettzellen gelungen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Diabetes veröffentlicht (doi: 10.2337/db14-0368).
In einem Mausmodell konnten die Forscher zeigen, dass für die Glukoseaufnahme in Fett- und Muskelzellen zwei verwandte Gene, TBC1D1 und TBC1D4, eine entscheidende Rolle spielen. Defekte in jeweils einem dieser Gene führen zu einem fortschreitenden Verlust der Insulinsensitivität. Sind beide Gene defekt, ist eine Insulin-abhängige Zuckeraufnahme im Muskel- und Fettgewebe nicht mehr festzustellen, das Diabetesrisiko ist stark erhöht. In der Folge stellt sich der Stoffwechsel von der Kohlenhydratverwertung auf die Nutzung von Fett als Energiequelle um. Diese erhöhte Fettverbrennung schützt vor Übergewicht, verhindert aber nicht den erhöhten Blutzucker. „Die Ergebnisse zeigen, dass die Glukoseaufnahme durch mehrfach gesicherte Mechanismen reguliert wird, ähnlich wie bei doppelt ausgelegten Sicherungssystemen“, erläutert Dr. Alexandra Chadt, stellvertretende Arbeitsgruppenleiterin am Institut für Klinische Biochemie und Pathobiochemie, DDZ.
Erst kürzlich haben Wissenschaftler aus Dänemark eines der beschriebenen Gene (TBC1D4) als ein bedeutendes Diabetes-Risikogen bei Inuits aus Grönland identifizieren können. Die Befunde im Mausmodell helfen nun, den Mechanismus der Diabetes-Entstehung besser zu verstehen und neue Strategien zur Diabetes-Prävention zu entwickeln. „Zum ersten Mal ist es möglich, betroffene Risikopatienten zu identifizieren und mit einer personalisierten Therapie zu unterstützen“, sagt Prof. Dr. Al-Hasani.
Original-Publikation
Alexandra Chadt et al.: Deletion of Both Rab-GTPase-Activating Proteins TBC1D1 and TBC1D4 in Mice Eliminates Insulin- and AICAR-Stimulated Glucose Transport. Diabetes published ahead of print September 23, 2014 1939-327X