Glukagon und GLP-1

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Olivenöl vor dem Essen senkt Blutzuckerspitzen

Um die beteiligten Signalwege genauer zu charakterisieren, untersuchten die Forscher genetisch veränderte Mäuse sowie Tiere, bei denen die Rezeptoren für Glukagon und GLP-1 pharmakologisch blockiert wurden. Bei Mäusen mit einem Defekt des Gens, das für Proglukagon und damit mehrere daraus entstehende Peptidhormone codiert, blieb die Wirkung des Olivenöls aus. Dagegen war sie bei Tieren ohne funktionsfähigen GLP-1-Rezeptor weitgehend erhalten.

Weitere Experimente zeigten, dass die alleinige Blockade des Glukagonrezeptors oder des GLP-1-Rezeptors den Effekt nicht vollständig aufhob. Erst die gleichzeitige Hemmung beider Rezeptoren beseitigte die nachweisbare Verzögerung der Magenentleerung und schwächte die blutzuckersenkende Wirkung deutlich ab. Die Forschenden schließen daraus, dass Glukagon und GLP-1 über teilweise redundante Signalwege an der Regulation der Magenentleerung beteiligt sind. Beide Hormonsysteme können sich in ihrer Wirkung offenbar zumindest teilweise gegenseitig ersetzen.

Eine weitere wichtige Rolle spielt der Nervus vagus. Nachdem die Forschenden Mäusen beide Vagusäste abgebunden hatten, waren die Effekte der Olivenölgabe auf die Magenentleerung und den Blutzuckerverlauf deutlich abgeschwächt oder nicht mehr nachweisbar. Die hormonelle Antwort blieb dagegen erhalten oder war sogar verstärkt.

Dies spricht dafür, dass die Ausschüttung der gastrointestinalen Hormone und die Umsetzung ihrer Signale in Veränderungen der Magenmotilität zumindest teilweise voneinander getrennte Prozesse darstellen. Allerdings verzögerte die Abbindung des Vagusnervs bereits die Magenentleerung, sodass sich aus diesen Experimenten keine zwingende Abhängigkeit der Olivenölwirkung von einer intakten vagalen Signalübertragung ableiten lässt.

Auch die Art des aufgenommenen Fettes beeinflusste die metabolische Reaktion. Neben Olivenöl zeigte insbesondere Leinöl eine ausgeprägte Wirkung auf die frühe postprandiale Glykämie und die Magenentleerung. Fischöl hatte dagegen nur geringe Effekte.

Unter den untersuchten gesättigten Fetten erwies sich Schweineschmalz als wirksamer als Kokosöl. Die Unterschiede könnten mit der Fettsäurezusammensetzung, der gastrointestinalen Verarbeitung der Lipide und der Aktivierung spezifischer Fettsäurerezeptoren zusammenhängen. Welche molekularen Mechanismen dafür im Einzelnen verantwortlich sind, blieb allerdings offen.

Von besonderer klinischer Bedeutung könnte sein, dass die Effekte auch in zwei unterschiedlichen Maus-Diabetesmodellen nachweisbar waren. Damit scheint der Mechanismus zumindest im Tiermodell auch bei eingeschränkter pankreatischer β-Zell-Funktion wirksam zu sein.

Die Ergebnisse eröffnen interessante Perspektiven für die Ernährungstherapie des Diabetes mellitus. Sie unterstreichen, dass nicht allein die Menge und Qualität der aufgenommenen Kohlenhydrate, sondern auch die zeitliche Abfolge der Nährstoffzufuhr für die postprandiale Stoffwechselregulation relevant ist.

Gleichzeitig erweitern sie das Verständnis der physiologischen Funktionen von Glukagon und GLP-1. Insbesondere Glukagon erscheint damit nicht ausschließlich als blutzuckersteigerndes Hormon, sondern als Bestandteil eines komplexen enteroendokrinen und neuronalen Regulationsnetzwerks.