Fettsäuren steuern Insulinsekretion

Diabetes mellitus tritt weltweit immer häufiger auf. Aktuellen Schätzungen zufolge sind gegenwärtig rund 130 Millionen Menschen betroffen. Für Wissenschaftler Grund genug, intensiv nach neuen Therapiestrategien zu fahnden.

Einen wichtigen Ansatzpunkt zur Bekämpfung der Zuckerkrankheit stellen die pankreatischen b-Zellen dar. Diese Zellen reagieren auf hohe Blutzuckerspiegel mit einer verstärkten Insulinabgabe. Bei Zuckerkranken sind die Regelkreise jedoch gestört: Sowohl bei Typ-1-Diabetikern als auch bei Typ-2-Diabetikern im fortgeschrittenem Krankheitsstadium produziert die Bauchspeicheldrüse nicht die erforderlichen Insulinmengen – die Folge sind pathologisch erhöhte Blutglucosewerte.

Neben einigen anderen Faktoren steuern vor allem freie Fettsäuren die Sekretionstätigkeit der b-Zellen. Dies berichten die Forscher um Shuji Hinuma von den japanischen Takeda Chemical Industries in einer Online-Vorabveröffentlichung des Fachmagazins Nature. Sie konnten zeigen, dass sich ein G-Protein gekoppelter Rezeptor mit der wissenschaftlichen Bezeichnung GPR40 vornehmlich auf pankreatischen b-Zellen befindet und dort Signale weiterleitet, die die Hormonproduktion steuern.

Bereits seit einigen Jahren kennen Wissenschaftler den GPR40-Rezeptor, allerdings galt seine Funktion bislang als ungeklärt. In Zellkulturstudien suchte die Arbeitsgruppe von Hinuma nun nach möglichen physiologischen Liganden. Dazu behandelten sie Zellen mit über 1000 verschiedenen chemischen Verbindungen und benutzten Änderungen der intrazellulären Calciumkonzentration als Maß für Wechselwirkungen mit dem Rezeptor. Es zeigte sich, dass die untersuchten Zellen besonders auf langkettige freie Fettsäuren ansprachen, darunter Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure und Arachidonsäure.

Anschließend wiesen die Wissenschaftler nach, dass die so stimulierten Zellen große Insulinmengen freisetzten. Die beschriebenen Effekte zeigten sich besonders deutlich in einem Glucose-reichen Kulturmedium. Offensichtlich stellt der Blutzuckerspiegel also den Hauptstimulus für die Hormonsekretion dar, während die Fettsäuren die Feineinstellung übernehmen. Um abschließend bestimmen zu können, wie bedeutend GPR40 für die Hormonausschüttung ist, unterdrückten die Forscher die Expression des Fettsäure-Rezeptors in b-Zellen. Wie zu erwarten, sprachen die so behandelten Zellen nicht mehr auf freie Fettsäuren an.

Diesen Ergebnisse zufolge könnten Verbindungen, die an GPR40 binden und die Insulinsekretion anregen, als neue Antidiabetika in Frage kommen. Diese Beurteilung ist durchaus realistisch, da die oral verfügbaren Antidiabetika aus der Wirkstoffklasse der Sulfonylharnstoffe die Bauchspeicheldrüse auf ähnliche Weise zu Höchstleistungen anspornen: Sie interagieren mit Ionenkanälen auf der Zelloberfläche von b-Zellen, was letztlich dazu führt, dass diese vermehrt Insulin freisetzen. In Bezug auf das pharmakologische Potenzial seiner Studien zeigt sich Hinuma daher optimistisch: „Wir glauben, dass unsere Resultate einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung der Insulin-Sekretionsmechanismen und der Diabetes-Therapie liefern werden“.

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