Diabetes-Forschung: Schäden durch reaktive Stoffwechselprodukte
Ein internationales Team um Professor Dr. Jens Kroll von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg liefert neue Hinweise, wie reaktive Stoffwechselprodukte ursächlich zur Entstehung von Diabetes und seinen Folgeerkrankungen beitragen können. Sie berichten, dass Methylglyoxal und Acrolein den Arginin-Stoffwechsel stören und dadurch einen erhöhten Blutzuckerspiegel – Hyperglykämie – sowie Veränderungen der Nieren auslösen. Methylglyoxal entsteht als Nebenprodukt des Glukosestoffwechsels, Acrolein bei Stoffwechselprozessen im Körper sowie durch äußere Einflüsse wie Tabakrauch oder stark erhitzte Lebensmittel. Beide Stoffe zählen zu den hochreaktiven Carbonylverbindungen. Sie stehen seit längerem im Verdacht, an der Bildung diabetischer Folgeschäden beteiligt zu sein.
Untersuchungen und Ergebnisse
Für die aktuelle Untersuchung nutzten die Wissenschaftler Zebrafische als Modellorganismus. Sie wiesen nach, dass erhöhte Konzentrationen von Methylglyoxal oder Acrolein den Blutzuckerspiegel ansteigen lassen. Gleichzeitig beobachteten sie Veränderungen im Arginin-Stoffwechsel, dadurch wurde weniger Stickstoffmonoxid gebildet. Stickstoffmonoxid gilt als Botenstoff etwa für die Regulation der Blutgefäße und für eine normale Organfunktion. Parallel dazu fanden die Forschenden Hinweise auf eine beeinträchtigte Morphologie und Funktion der Nieren. „Wir denken, dass die gleichzeitige Erhöhung von Methylglyoxal und Acrolein die initiale Ursache ist für eine Kombination aus erhöhtem Blutzucker, gestörtem Arginin-Stoffwechsel und verminderter Stickstoffmonoxid-Produktion. Diese Veränderungen tragen dazu bei, dass sich diabetesbedingte Nierenschäden entwickeln oder verstärken“, erläutert Kroll. Zudem fand das Forschungsteam heraus, dass Methylglyoxal und Acrolein wichtige Stoffwechselwege beeinflussen und verändern können. Dadurch werden Prozesse gefördert, die mit oxidativem Stress, Entzündungsreaktionen und Zellschäden in Verbindung stehen. Diese Mechanismen gelten als wichtige Faktoren bei der Entwicklung chronischer Stoffwechselerkrankungen.
Neue Ansatzpunkte für die Forschung
Die aktuellen Erkenntnisse eröffnen neue Perspektiven für die Diabetesforschung und künftige Therapien. Mögliche Ansätze bestehen darin, reaktive Carbonylverbindungen durch eine verminderte Bildung oder einen verstärkten Abbau zu reduzieren oder den Arginin-Stoffwechsel gezielt zu stabilisieren. „Ob sich diese Ansätze beim Menschen bewähren, muss allerdings erst durch klinische Untersuchungen bestätigt werden“, sagt Kroll. Die Studie unterstreicht ferner die ursächliche Bedeutung des Carbonyl-Stresses, einer krankhaften Anhäufung reaktiver Carbonylverbindungen im Körper. Dieser gilt als auslösender Faktor für die Entstehung von Diabetes sowie diabetes-induzierten Begleit- und Folgeerkrankungen. Daneben bietet die Studie Ansatzpunkte für die Forschung, um neue Strategien zur Vorbeugung und Behandlung diabetischer Komplikationen zu entwickeln.
Quelle: idw/UMM
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