Diabetes: Könnte die gezielte Behandlung dieses Proteins eine Hypoglykämie verhindern?
Menschen mit Typ-1- oder Typ-2-Diabetes, die Insulin einnehmen, haben ein höheres Risiko, eine Hypoglykämie oder einen niedrigen Blutzucker zu entwickeln. Eine Untersuchung der Wirkungsweise eines Proteins in der Bauchspeicheldrüse könnte nun zu neuen Behandlungen zum Schutz vor dem möglicherweise lebensbedrohlichen Zustand führen.
Dr. Gina L. C. Yosten, Assistenzprofessorin für Pharmakologie und Physiologie an der Saint Louis University in Missouri, und ihr Team entdeckten in früheren Arbeiten das Protein, das den Namen Neuronostatin trägt.
Sie fanden heraus, dass Neuronostatin eine Hypoglykämie verhindern kann, indem die Bauchspeicheldrüse den Blutzucker auf zwei Arten erhöht. Eine Möglichkeit besteht darin, weniger Insulin zu produzieren, ein Hormon, das den Blutzucker senkt, und die andere darin, mehr Glucagon zu produzieren, ein Hormon, das den Blutzucker erhöht.
In der neueren Untersuchung zeigten die Wissenschaftler, dass die Injektion von Neuronostatin an Ratten den Blutzuckerspiegel der Tiere erhöhte.
Sie fanden auch heraus, dass ein niedriger Blutzucker dazu führt, dass menschliches Pankreasgewebe mehr Neuronostatin freisetzt und dass die Behandlung mit Glucagon eine stärkere Neuronostatinfreisetzung auslöst.
Das Team sagt, dass diese Erkenntnisse mit mehr Forschung dazu führen könnten, dass Neuronostatin ein Ziel für Medikamente zur Vorbeugung und Behandlung von Hypoglykämie bei Menschen mit Typ-1- und Typ-2-Diabetes wird.
Die Studie wurde auf der Jahrestagung der American Physiological Society während des interdisziplinären Treffens Experimental Biology 2019 vorgestellt, das vom 6. bis 9. April in Orlando, FL, stattfindet.
"Es gibt nur sehr wenige Möglichkeiten", sagt Stephen Grote, Doktorand in der Gruppe von Dr. Yosten, "Hypoglykämie zu verhindern oder Hypoglykämie-Unwissenheit zu behandeln, außer einen niedrigen Blutzuckerspiegel so weit wie möglich zu vermeiden."
"Wenn Sie verstehen, was Neuronostatin tut und wie es funktioniert, erhalten Sie wertvolle Informationen zur Vorbeugung von Hypoglykämie und erhalten umfassendere Informationen darüber, wie die Bauchspeicheldrüse den Blutzucker normal verwaltet", fügt er hinzu.
Diabetes und die Bauchspeicheldrüse
Diabetes entsteht, weil der Körper Probleme bei der Herstellung oder Verwendung von Insulin hat, einem Hormon, das den Zellen hilft, Glukose oder Blutzucker aufzunehmen und zur Energiegewinnung zu verwenden.
Ohne wirksame Behandlung führt Diabetes zu hohem Blutzucker oder Hyperglykämie, was zu Nierenversagen, Blindheit, Schlaganfall, Herzinfarkt und Amputation von Füßen und Unterschenkeln führen kann.
Es gibt zwei Haupttypen von Diabetes: Typ 1 und Typ 2. Die überwiegende Mehrheit der Menschen mit Diabetes hat Typ 2.
Bei Typ-1-Diabetes produziert der Körper nicht genug Insulin. Daher müssen Menschen mit diesem Typ jeden Tag Insulin einnehmen, um zu verhindern, dass ihr Blutzucker auf gefährliche Werte ansteigt.
Bei Typ-2-Diabetes können die Körperzellen Insulin nicht effektiv nutzen. Die Bauchspeicheldrüse versucht dies auszugleichen, indem sie noch mehr Insulin produziert. Letztendlich reicht dies jedoch nicht aus, und die Menschen müssen zusätzliches Insulin einnehmen, um ihren Blutzucker zu kontrollieren.
Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) stieg die Zahl der Menschen mit Diabetes zwischen 1980 und 2014 von 108 auf 422 Millionen.
In den Vereinigten Staaten gibt es rund 30 Millionen Menschen mit Diabetes, von denen 90 bis 95 Prozent an Typ 2 leiden.
Bedarf an besseren Behandlungen
Menschen mit Diabetes, die zu viel Insulin einnehmen, können einen niedrigen Blutzuckerspiegel haben, der sie schwindelig und schläfrig machen kann. Wenn ihr Zuckerspiegel weiter sinkt, besteht ein hohes Risiko, dass schwerwiegendere Symptome wie Krampfanfälle und Bewusstlosigkeit auftreten.
Es besteht auch das Risiko, dass sich Hypoglykämie-Episoden zu einem Teufelskreis mit zunehmender Schwere entwickeln, da die Erkrankung die Fähigkeit der Menschen, die Symptome zu bemerken, und folglich die Möglichkeit, einzugreifen, verringern kann.
Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten Behandlungen und einem tieferen Verständnis der Entwicklung der Hypoglykämie bei Diabetes.
In der neuen Studie hat Dr.Yosten und ihr Team zeigten, wie Neuronostatin das Glucagon durch Wechselwirkung mit bestimmten Arten von Rezeptorproteinen in den Pankreas-Alpha-Zellen, die das Hormon freisetzen, erhöht.
Darüber hinaus zeigten sie, dass Neuronostatin als Reaktion auf höhere Glukosespiegel die Insulinproduktion durch Pankreas-Beta-Zellen reduzierte.
In einer Zusammenfassung des Meetings über die Studie stellt das Team fest, dass dies darauf hindeutet, dass Neuronostatin „eine Pankreaskomponente der gegenregulatorischen Reaktion auf Hypoglykämie ist“.
Um dies zu bestätigen, zeigten die Forscher dann, dass die 30-minütige Infusion männlicher Ratten mit Neuronostatin ihren Blutzuckerspiegel „wesentlich erhöhte“.
Außerdem verlangsamte die Behandlung mit Neuronostatin die Clearance von Glucose und verringerte die Insulinproduktion als Reaktion auf Hyperglykämie.
Weitere Tests ergaben auch, dass Pankreaszellen, die einer niedrigen Glukose ausgesetzt waren, Neuronostatin freisetzten und dass nüchterner Blutzucker die Blutspiegel von Neuronostatin bei Ratten erhöhte.
Potenzial zum Schutz vor Hypoglykämie
Die Forscher sagen, dass Wissenschaftler jetzt weitere Studien durchführen müssen, um zu bestätigen, dass Neuronostatin eine Hypoglykämie verhindern oder umkehren kann, und um herauszufinden, welche Mechanismen und Signalwege der Körper verwendet.
"Wir schlagen vor", stellen sie fest, "dass [Neuronostatin] ein neues therapeutisches Ziel für die Behandlung und Prävention von Hypoglykämie bei Diabetes darstellen könnte."
Das Team arbeitet weiter daran, herauszufinden, wie der Körper Neuronostatin steuert und wie er mit den Mechanismen der Insulin- und Glucagonfreisetzung in der Bauchspeicheldrüse interagiert.
"Neuronostatin ist ein wirklich neuartiger Faktor", erklärt Grote, "und alles, was wir darüber finden, treibt unser Wissen über sein therapeutisches Potenzial ein Stück weiter."
"Wir glauben, dass die Untersuchung von Neuronostatin letztendlich einen Weg aufzeigen könnte, wie man es verwenden kann, um Teufelskreise der Hypoglykämie zu verhindern und umzukehren, indem man dem Körper hilft, angemessen auf den niedrigen Blutzucker mit mehr Glucagon zu reagieren."
Stephen Grote
