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Wie Insulin im Gehirn Hunger dämpfen kann

19.06.2017

Insulin im Gehirn aktiviert bestimmte Hirnregionen und kann so helfen, das Hungergefühl zu regulieren. Darauf deuten neue Untersuchungen von Forscherinnen und Forschern des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) aus Tübingen hin.

Das Essverhalten und das Hungergefühl werden von einer Vielzahl von Hormonen reguliert. Eine Schlüsselrolle spielt dabei das Hormon Insulin, das nicht nur im Körper, sondern auch im Gehirn aktiv ist. Bisher ist bekannt, dass Insulin auf die homöostatische Region (Hypothalamus*) wirkt. Es wird allerding vermutet, dass das Hormon auch in weiteren Hirnregionen aktiv ist.


Intranasales Insulin steigert die funktionalen Verbindungen in bestimmten kognitiven Hirnregionen (Default Mode Network, DMN) sowie im Hippocampus und Hypothalamus.

Bildquelle: IDM

DZD-Wissenschaftlern des Instituts für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen, ist es nun gelungen, die Funktion von Insulin im Gehirn sowie seinen Einfluss auf das subjektive Hungerempfinden weiter zu entschlüsseln. Ihre aktuellen Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in den Scientific Reports von Nature.

Um die Wirkungsweise von Insulin besser zu verstehen, haben Forscher gesunden jungen Erwachsenen intranasal Insulin gegeben. Durch die Applikation des Hormons über ein Nasenspray wird die Bluthirnschranke umgangen und das Insulin gelangt direkt ins Gehirn. In der Studie „schnupften“ 25 gesunde schlanke, zehn übergewichtige und 12 adipöse Erwachsene Insulin oder das Placebo.

Anschließend wurden die Hirnaktivitäten mit Magnetresonanz-Tomographie erfasst. Das Ergebnis: Das intranasale Insulin verbessert bei allen Studienteilnehmern die funktionalen Verbindungen in den präfrontalen Regionen des Ruhestandsnetzwerks (Default Mode Network, DMN**) einer Gruppe von Hirnregionen, die aktiviert werden, wenn der Mensch ruht und keinerlei Aufgaben nachgeht. Diese Region ist zentral für kognitive Prozesse. Darüber hinaus verstärken sich die funktionalen Verbindungen zwischen dem DMN und dem Hippocampus sowie dem Hypothalamus.

Diese Veränderungen im Gehirn wirken sich auch auf das Essverhalten aus. Sie bewirken, dass sich die Verbindung zwischen Fettleibigkeit und dem Hungergefühl ändert. Eigentlich haben Menschen mit viel viszeralem Fettgewebe*** auch mehr Hunger. „Bei einer durch Insulin erhöhten Konnektivität zwischen dem DMN und dem Hippocampus wird diese Verkettung zwischen Fettgewebe und dem subjektiven Hungergefühl unterdrückt“, erläutert Stephanie Kullmann, Autorin der Studie. Die betroffenen Teilnehmer hatten weniger Hunger nach intranasaler Insulingabe.

Außerdem beobachteten die Wissenschaftler, dass Insulin im Gehirn auch die Wirkung des Hormons im Körper verbessert. Studienteilnehmer mit einer durch Insulin induzierten erhöhten funktionalen Konnektivität im DMN weisen im Körper eine höhere Insulin-Empfindlichkeit auf. Das wirkt Adipositas und Typ-2-Diabetes entgegen.
Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass Insulin im Gehirn durch eine verbesserte funktionelle Verbindung zwischen kognitiven und homöostatischen Regionen im Hirn vielleicht helfen kann, das Essenverhalten zu regulieren und abzunehmen.

Original-Publikation:
Stephanie Kullmann, Martin Heni, Ralf Veit, Klaus Scheffler, Jürgen Machann, Hans-Ulrich Häring, Andreas Fritsche, Hubert Preissl. Intranasal insulin enhances brain functional connectivity mediating the relationship between adiposity and subjective feeling of hunger. Scientific Reports | 7: 1627 | DOI:10.1038/s41598-017-01907-w

* Der Hypothalamus ist das oberste Regulationszentrum für alle vegetativen und endokrinen Vorgänge. Der Hypothalamus koordiniert Wasser-, Salzhaushalt und Blutdruck. Er sorgt für die Aufrechterhaltung des inneren Milieus (Homöostase) und reguliert die Nahrungsaufnahme.

** Das Default Mode Network DMN (Ruhezustandsnetzwerk) ist eine Gruppe von Gehirnregionen, die aktiv ist, wenn ein Mensch tagträumt, Zukunftspläne macht usw. Es ermöglicht das reizunabhängige Denken.
*** Das Fettgewebe am und vor allem im Bauch wird viszerales Fett genannt. Es wird in der freien Bauchhöhle eingelagert und umhüllt die inneren Organe – vor allem des Verdauungssystems. Es besteht ein Zusammenhang zwischen viszeralem Fettgewebe und subjektivem Hungergefühl.

Fachliche Ansprechpartnerin:
Dr. Stephanie Kullmann
Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen (IDM)
des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen
Otfried-Müller-Straße 47
72076 Tübingen
Tel: +49-7071-2987703
E-Mail: stephanie.kullmann@med.uni-tuebingen.de

Ansprechpartnerin für die Presse:
Birgit Niesing
Deutsches Zentrum für Diabetesforschung e.V.
Ingolstädter Landstraße 1
85764 Neuherberg
Tel.: 089-3187-3971
E-Mail: niesing@dzd-ev.de

Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V. ist eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München sowie weitere Projektpartner. Weitere Informationen: www.dzd-ev.de

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. www.helmholtz-muenchen.de

Universitätsklinikum Tübingen
Das 1805 gegründete Universitätsklinikum Tübingen gehört zu den führenden Zentren der deutschen Hochschulmedizin. Als eines der 33 Universitätsklinika in Deutschland trägt es zum erfolgreichen Verbund von Hochleistungsmedizin, Forschung und Lehre bei.
Weit über 400 000 stationäre und ambulante Patienten aus aller Welt profitieren jährlich von dieser Verbindung aus Wissenschaft und Praxis. Die Kliniken, Instituten und Zentren vereinen alle Spezialisten unter einem Dach. Die Experten arbeiten fachübergreifend zusammen und bieten jedem Patienten die optimale Behandlung ausgerichtet an den neuesten Forschungsergebnissen. Das Universitätsklinikum Tübingen forscht für bessere Diagnosen, Therapien und Heilungschancen, viele neue Behandlungsmethoden werden hier klinisch erprobt und angewandt.
Neurowissenschaften, Onkologie und Immunologie, Infektionsforschung und Vaskuläre Medizin mit Diabetes-Forschung sind Forschungsschwerpunkte in Tübingen. Das Universitätsklinikum ist in vier der sechs von der Bundesregierung initiierten Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung verlässlicher Partner.

Birgit Niesing | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.dzd-ev.de/

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