Erhöhter Gehalt an zirkulierenden FFA und intrahepatischen Lipiden

In den Niederlanden und weltweit steigt die Zahl der Menschen, die an Diabetes mellitus Typ 2 leiden, stetig an. Infolgedessen ist in den nächsten Jahrzehnten mit einem dramatischen Anstieg der diabetesbedingten Morbidität und Mortalität zu rechnen. Dementsprechend ist eine konzertierte Anstrengung erforderlich, die darauf abzielt, die Diabetesraten zu senken und ein wirksames Diabetesmanagement zu erreichen.

Eines der frühesten Kennzeichen von Typ-2-Diabetes ist die Resistenz der peripheren Gewebe Leber und Muskel gegenüber der Wirkung von Insulin, die allgemein als Insulinresistenz bezeichnet wird. Die Entwicklung einer Insulinresistenz wird durch Übergewicht stark gefördert. Tatsächlich ist Fettleibigkeit der Hauptrisikofaktor für Insulinresistenz, und 80 % aller Typ-2-Diabetiker sind übergewichtig oder fettleibig. Während Adipositas per Definition durch eine übermäßige Ansammlung von Fett im Körper gekennzeichnet ist, ist es speziell die Ansammlung von Fett in peripheren Geweben (als Steatose oder ektopische Fettansammlung bezeichnet), die mit der Entwicklung einer Insulinresistenz verbunden ist. Tatsächlich sind Typ-2-Diabetiker und ihre Verwandten ersten Grades durch eine übermäßige Ansammlung von Fett in der Skelettmuskulatur gekennzeichnet. Ebenso wird seit langem über das Vorhandensein einer Fettleber bei Patienten mit Typ-2-Diabetes und Fettleibigkeit berichtet. Diese Ansammlung von Fett in der Leber erhöht das Risiko für metabolische Komplikationen, einschließlich Insulinresistenz und kardiovaskulärer Ereignisse, deutlich. Trotz der wohlbekannten nachteiligen Wirkungen der ektopischen Fettansammlung ist nicht vollständig geklärt, warum sich Fett in Muskeln und Leber ansammelt.

In den letzten Jahren wurden nicht-invasive Methoden wie die Protonen-Magnetresonanz-Spektroskopie (1H-MRS) zur Quantifizierung des Lipidgehalts in Skelettmuskulatur und Leber entwickelt und von uns und anderen häufig angewendet. Diese Messungen können mit anderen Magnetresonanztechniken kombiniert werden, um hepatische ATP- und Pi-Konzentrationen zu untersuchen, die durch Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie (31P-MRS) bestimmt wurden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die ATP- und Pi-Konzentrationen bei Personen mit Typ-2-Diabetes mellitus niedriger sind, die durch hepatische Lipidakkumulation und hepatische Insulinresistenz gekennzeichnet sind. Es wurde vermutet, dass eine verringerte ATP- und Pi-Konzentration ein zugrunde liegender Faktor für die Akkumulation von hepatischen Lipiden sein könnte.

Humanstudien mit hepatischer 1H-MRS berichteten, dass der Gehalt an intrahepatischen Lipiden (IHL) mit Fettleibigkeit, dem metabolischen Syndrom und Diabetes assoziiert ist. Darüber hinaus erhöhte ein Zeitraum von 36 Stunden Fasten das IHL dramatisch. Diese Zustände sind durch erhöhte Plasma-FFA-Spiegel gekennzeichnet. Wir nehmen an, dass eine erhöhte passive Aufnahme von FFAs zu einem Missverhältnis zwischen Aufnahme und Oxidation führen kann, wenn die Verfügbarkeit von FFAs hoch ist.

Interessanterweise zeigen Ergebnisse bei Skelettmuskeln, dass eine Erhöhung der FFA-Spiegel durch Lipidinfusion zu einem erhöhten Lipidgehalt nach 4 Stunden führt. In ähnlicher Weise zeigten wir, dass der Lipidgehalt der Skelettmuskulatur im inaktiven Armmuskel nach längerem Radfahren im nüchternen Zustand erhöht ist, wobei die FFA typischerweise auf bis zu 1450 mmol ansteigen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass hohe FFA-Spiegel im Kreislauf zu einer ungehinderten Aufnahme dieser FA in die Skelettmuskulatur führen, unabhängig vom oxidativen Bedarf. Ob die IHL-Akkumulation auch das Ergebnis erhöhter Plasma-FFA-Spiegel ist, ist derzeit nicht bekannt.

Bitte beachten Sie, dass in der oben zitierten Studie der Lipidgehalt der Skelettmuskulatur im inaktiven Armmuskel zunahm, während er im aktiven Vastus lateralis-Muskel abnahm, was die Verwendung intramuskulärer Lipidspeicher als Substrat während längerer Muskelaktivität widerspiegelt. Ob eine verstärkte Anwendung von IHL während des Trainings auch zu einer Verringerung des IHL führt, ist derzeit nicht bekannt.