Glukosemessung im Fettgewebe

Verbesserung der Therapiekontrolle bei Diabetes
Ein System zur kontinuierlichen Glukosemessung im Fettgewebe

Die Therapiesteuerung des Diabetes mellitus erfordert möglichst häufige Blutzuckerkontrollen. Dazu müssen sich viele Diabetiker mehrfach täglich Blut entnehmen. Dies ist zwar in den letzten Jahren durch geeignete Stechhilfen und leicht zu bedienende Blutzuckermeßgeräte wesentlich einfacher geworden, jedoch sind die Blutzuckerselbstkontrollen weiterhin unangenehm und ergeben vor allem nur einige wenige Ergebnisse im Tagesverlauf. Für eine optimale Therapiekontrolle bedarf es wesentlich häufigerer Messungen der Glukosekonzentration. Sie könnten sich durch den Einsatz kontinuierlich messender Glukosesensoren ermöglichen lassen.

Ein solcher Glukosesensor war eines der wesentlichen Ziele des ehemaligen Rektors der Universität Ulm und Lehrstuhlinhabers für Innere Medizin Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Ernst Friedrich Pfeiffer (verstorben). In dem von ihm gegründeten Institut für Diabetes-Technologie an der Universität Ulm, das jetzt von PD Dr. Cornelia Haug geleitet wird, ist in Kooperation mit der Abteilung Allgemeine Elektrotechnik und Mikroelektronik der Universität Ulm (Leiter Prof. Dr.-Ing. Hans-Jörg Pfleiderer) ein Meßgerät für die kontinuierliche Glukosebestimmung im subkutanen Fettgewebe entwickelt worden. Eine kontinuierliche intravenöse Messung wäre für den Einsatz im Alltag ungeeignet. Zwar ist die Glukosekonzentration im subkutanen Fettgewebe nicht identisch mit der derjenigen im Blut; so treten beispielsweise Konzentrationsänderungen nach Mahlzeiten im Fettgewebe wahrscheinlich mit einer zeitlichen Verzögerung auf. Jedoch konnte inzwischen mehrfach gezeigt werden, daß die kontinuierliche Messung im subkutanen Fettgewebe eine sehr gute Orientierung über die Höhe der Blutglukosekonzentration im Tagesverlauf ergibt.

Der in Ulm entwickelte Glukosesensor beruht auf der Mikrodialysetechnik. Eine Mikrodialysesonde wird im subkutanen Bauchfettgewebe plaziert und von einer Glukose-Referenzlösung perfundiert. Wenn die aktuelle Gewebeglukosekonzentration über derjenigen der Referenzlösung liegt, diffundiert Glukose in diese Lösung und umgekehrt. Die Dialysatlösung wird aus der Sonde in das Meßgerät gepumpt. Durch den Wechsel zwischen Pumpphasen und Pumpenstillstand ergibt sich ein hinreichender Ausgleich zwischen Gewebe- und Dialysatglukose. Die Perfusion der Meßzelle während eines Teils der Pumpphasen mit reiner Referenzlösung gewährleistet eine permanente interne Kalibrierung. In der Meßzelle erfolgt die Glukosekonzentrationsbestimmung amperometrisch. Mit diesem System erhält man alle 3 Sekunden ein Meßsignal. Durch computergestützte Auswertung werden aus den Sensorsignalen fünf Glukosekonzentrationen pro Stunde ermittelt und – während der noch andauernden Entwicklungsphase – mit den parallel im Blut gemessenen Referenzwerten verglichen. Diese Vergleiche haben ergeben, daß subkutan stabile kontinuierliche Glukosemessungen bereits über zwei Tage möglich sind.

Auf der Basis dieser Messungen läßt sich die Insulindosierung besser anpassen. Längerfristig wird sich zudem die Möglichkeit ergeben, ein sogenanntes Closed-loop-System zu entwickeln, bei dem über Algorithmen, in die unter anderem die gemessenen Glukosewerte eingehen, die zu applizierende Insulindosis errechnet und eine Insulinpumpe entsprechend gesteuert werden. Neue Insuline, sogenannte Insulinanaloga, die durch schnelleren Wirkungseintritt und kürzere Wirkdauer gekennzeichnet und infolgedessen besser steuerbar sind, begünstigen die Entwicklung eines solchen Systems. Im Ulmer Institut für Diabetes-Technologie sind bereits Algorithmen mit dem Insulin Lispro erarbeitet und erfolgreich erprobt worden.

So kann die Verfügbarkeit zuverlässiger kontinuierlich messender Glukosesensoren dazu beitragen, die Diabeteseinstellung zu verbessern, und damit zugleich dem Eintritt von Spätschäden entgegenwirken. Die Industrie hat das Ulmer System aufgegriffen und ist im Begriff, in Kooperation mit der Arbeitsgruppe um Dr. Cornelia Haug ein alltagstaugliches Gerät auf den Markt zu bringen.