Bei neun von zehn Patienten mit starkem Übergewicht (Adipositas) entwickelt sich Diabetes. Körperzellen können Glukose nicht mehr effizient aufnehmen, was zu einem erhöhten Blutzuckerspiegel führt. Insulin verliert dabei teilweise seine Wirkung, was zu einer sogenannten Insulinresistenz führt. Um die Ursachen dieser Insulinresistenz bei adipösen Patienten besser zu verstehen, haben sich Forschende bisher hauptsächlich auf Stoffwechselorgane wie die Leber, das Fettgewebe und die Skelettmuskulatur konzentriert. Diese Organe enthalten spezielle Rezeptoren, die Insulin erkennen und regulieren.

Die Rolle des Endothels in der Entstehung von Diabetes

Bisher gibt es jedoch keine wirksamen Therapieansätze, um die Insulinresistenz gezielt zu beheben. Ein Forschungsteam um Stefan Offermanns am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim hat nun untersucht, welche Rolle das Endothel – die innere Zellschicht der Blutgefäße – bei der Entstehung von Typ-2-Diabetes im Zusammenhang mit Übergewicht spielt.

Zwar gibt es auf den Endothelzellen ebenfalls Rezeptoren für Insulin, deren Bedeutung wurde allerdings im Zusammenhang mit der Entstehung von Diabetes wurde bisher unterschätzt. Die an Mäusen durchgeführte Studie der Bad Nauheimer Forschenden hat erstmals gezeigt, dass dieser Mechanismus bei starkem Übergewicht gestört sein kann. „Mäuse, die durch eine besonders kalorienreiche Diät fettleibig wurden, werden nach einiger Zeit gegen Insulin resistent“, so Cho Haaglim, Projektleiter am Max-Planck-Institut in Bad Nauheim. „Als Ursache hierfür konnten wir eine verminderte Aktivität der Insulinrezeptoren des Endothels ausmachen.“ Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Insulinresistenz im Gefäßendothel die Insulinwirkung im gesamten Körper beeinträchtigt. Dies geschieht, weil die beiden wesentlichen Mechanismen, die den Transport von Insulin aus dem Blut in stoffwechselaktive Organe ermöglichen, in diesem Fall gestört sind.

Adrenomedullin-Rezeptor hemmt Insulin-Rezeptor

Den Effekt erhöhter Konzentrationen von Adrenomedullin und Complement Faktor H im Blut auf die Insulinwirkung demonstrierten weitere Untersuchungen an Mäusen: Beide Faktoren aktivieren synergistisch den Rezeptor für Adrenomedullin auf dem Endothel. Sie verstärken sich also gegenseitig in ihrer Wirkung. Infolgedessen hemmt der aktivierte Adrenomedullin-Rezeptor den Insulin-Rezeptor besonders stark, was zu einer deutlichen Reduktion der Insulinwirkung führt. „Bestätigen konnten wir diesen Befund an gesunden, normalgewichtigen Mäusen, denen wir Adrenomedullin verabreichten. Hier kam es ebenfalls zu einer Insulinresistenz“, so Cho.

Ist Blockieren des Adrenomedullin-Rezeptors ein möglicher Therapieansatz?

Umgekehrt zeigten Mäuse mit gentechnisch bedingt reduzierter Adrenomedullin-Produktion oder blockierter Aktivierung des endothelialen Adrenomedullin-Rezeptors einen normalen Insulinstoffwechsel – selbst bei bestehendem Übergewicht. „Unsere Daten zeigen, welche Wirkung Insulin in Blutgefäßen hat und wie bedeutend diese für die Wirkung des Hormons im gesamten Körper ist. Die körperweite Insulinresistenz eines durch Übergewicht ausgelösten Typ-2-Diabetes beruht folglich ganz wesentlich auf einer Insulinresistenz in den Blutgefäßen“, erklärt Stefan Offermanns. Dies deutet darauf hin, dass die Hemmung dieses Signalwegs eine zentrale Rolle bei der Verhinderung von Insulinresistenz spielen könnte.