Neue Methode zur Bestimmung der Zuckerproduktion in der Leber

Die Zuckerkrankheit Diabetes beruht auf einem kontinuierlich erhöhten Blutzuckerspiegel, da die Bauchspeicheldrüse zuwenig Insulin für die Zuckerverwertung produziert. Die genaue Kenntnis der Zuckerproduktion ist von besonderem Wert im Hinblick auf Diagnose- und Behandlungsmethoden. Prof. Michael Roden von der Universitätsklinik für Innere Medizin III der Universität Wien, hat, unterstützt vom FWF, eine Methode entwickelt, die die Bestimmung der Zuckerproduktion und vor allem der Zuckerneubildung vereinfacht und am lebenden Menschen ermöglicht. Auf Tierversuche bei Medikamententests könnte damit künftig verzichtet werden.

Eine Blutzucker-Erhöhung erfolgt durch vermehrte Zuckerproduktion in der Leber, die auf zwei Wegen möglich ist: Entweder wird vermehrt Zucker (Glukose) aus seiner Speicherform in der Leber, dem Glykogen, freigesetzt, oder es kommt zu einer Zunahme der körpereigenen Glukoseneubildung, zur Glukoneogenese. Die Bestimmung der Glukoneogenese wird beim lebenden Menschen durch eine Reihe von Problemen erschwert. „Die bisher bekannten Methoden sind entweder belastend für den Patienten oder zu aufwendig und zu teuer. Außerdem geben sie meistens keine umfassenden Informationen“, erläutert Roden, der bereits mehrfach mit internationalen Preisen ausgezeichnet wurde. So ermöglichen viele Methoden nur das Abschätzen der Glukoneogenese, während die neue Methode auch Aussagen über die komplexen Stoffwechselwege der Glukose erlauben wird.

Fasten und „schweres Wasser“
Die von Roden in Kooperation mit dem Institut für Pharmazeutische Chemie der Universität Graz und der Universität Cleveland entwickelte Methode zur Bestimmung der Glukoneogenese ist den traditionellen Methoden gleichwertig und bietet darüber hinaus Vorteile. „In unseren Studien ließen wir die Teilnehmer rund 18 Stunden fasten. Während des Fastens nimmt die Zuckerneubildung der Leber und Niere zu, um den Körper mit Zucker zu versorgen. Sie tranken in dieser Zeit ein mit Deuterium, also schwerem, nicht radioaktivem Wasserstoff, angereichertes Wasser. Anhand von Blutproben konnten wir dann die Glukoneogenese durch die Bestimmung der Anreicherung von Deuterium an allen Kohlenstoffatomen des Blutzuckers genau quantifizieren“, erklärt Roden. Die Entnahme einer Gewebeprobe oder andere belastende Prozeduren blieben den Patienten erspart. Im ersten Schritt wurde die Methode an gesunden Probanden erfolgreich getestet, in Kürze sollen nun auch Diabetiker untersucht werden. „Unsere Methode kann am lebenden Menschen schmerzfrei durchgeführt werden und somit zumindest zu einer Verringerung von Tierversuchen führen, z.B. bei der Überprüfung der Wirksamkeit antidiabetischer Medikamente.“