Wirkung von Alkohol auf den Cephalic-Phase-Reflex und die Genexpression (AR22)

Moderater Alkoholkonsum wurde im Vergleich zu Abstinenzlern und starken Trinkern durchweg mit einem geringeren Risiko für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes mellitus in Verbindung gebracht. Der physiologische Mechanismus dafür ist jedoch nicht bekannt.

Zwei mögliche Mechanismen werden in dieser Studie untersucht, um die Ergebnisse aus Beobachtungsstudien zu erklären: Einer betrifft akutere Veränderungen beim Alkoholkonsum (Kopfphasenreflex), der die beobachtete Verbesserung der postprandialen Glykämie nach Alkoholkonsum erklären könnte; der andere hat mit Stoffwechselveränderungen nach längerem moderatem Alkoholkonsum in der Genexpression des Fettgewebes zu tun, die zu einer verbesserten Insulinsensitivität führen könnten. Beide Mechanismen werden weiter unten diskutiert.

Cephalic-Phase-Reflex Die bloße Exposition gegenüber Geruch, Anblick, Geschmack und strukturellen Attributen von Nahrungsmitteln löst unzählige verdauungsfördernde, endokrinologische, thermogene, kardiovaskuläre und renale Reaktionen aus. Diese Reaktionen sind schnell (im Allgemeinen innerhalb von Minuten der sensorischen Stimulation), klein (im Vergleich zu dem Ausmaß, das erreicht wird, wenn Nahrung tatsächlich verstoffwechselt wird) und vorübergehend (Rückkehr auf die Ausgangswerte innerhalb von Minuten). Sie werden als Reflexe/Reaktionen in der präabsorptiven oder kephalen Phase (CPR) bezeichnet und beziehen sich auf eine Reihe von mit der Nahrungsaufnahme verbundenen autonomen und endokrinen Reaktionen auf die Stimulation sensorischer Systeme, die sich hauptsächlich in der Oropharynxhöhle befinden. Ihre Funktion kann im Wesentlichen adaptiv sein und das Verdauungssystem auf die Aufnahme, Verdauung und Absorption aufgenommener Nährstoffe vorbereiten.

Die Freisetzung von Hormonen der kephalen Phase erfolgt durch die Aktivierung von efferenten Vagusfasern als Reaktion auf nahrungsbedingte sensorische Reize. Pankreatisches Polypeptid (PP) ist ein Hormon, das fast ausschließlich unter vagaler Kontrolle zunimmt. Somit ist die PP-Reaktion in der kephalen Phase ein empfindlicher Indikator für die vagale Aktivierung auf Nahrungsreize. Die PP-Spiegel steigen bis zu 100 % über dem Ausgangswert, wenn Personen Nahrung schmecken, kauen und aushusten, während das Ausmaß der Insulinfreisetzung in der Kopfphase relativ gering ist (25 % über dem Ausgangswert). Die Kopfphase wird von einigen eher als Reflex denn als Reaktion angesehen, da sie eher von neuraler als von nährstoffinduzierter Stimulation abhängt.

Die physiologische Signifikanz der Hormonreaktionen in der Kopfphase wird durch experimentelle Manipulationen gezeigt, die die Insulinfreisetzung in der Kopfphase hemmen oder umgehen. Unter diesen Umständen sind Hyperglykämie und Hyperinsulinämie offensichtlich.

Alkoholkonsum senkt die postprandialen Glukosekonzentrationen und verbessert die Insulinsekretion. Darüber hinaus erhöht der Alkoholkonsum die postprandiale diätinduzierte Thermogenese, die Herzfrequenz und verursacht Diurese, was vermutlich auf die Hemmung von Vasopressin zurückzuführen ist. Da im postprandialen Zustand fast alle Reaktionen der Kopfphase durch Alkohol beeinflusst werden, erscheint es plausibel, dass der menschliche Körper bei oraler sensorischer Stimulation durch alkoholhaltige Getränke eine HLW zeigen könnte. Diese Studie untersucht daher erstmals, ob und in welchem ​​Ausmaß Alkohol eine HLW auslöst, was für die verbesserte postprandiale Glykämie nach Alkoholkonsum verantwortlich sein könnte.

Genexpression im Fettgewebe Die Anwendung der Transkriptomik-Technologie über Genexpressionsprofilierung unter Verwendung von Mikroarrays ist ein leistungsfähiges, aber teures Werkzeug zur Identifizierung molekularer Wege, die für die Stoffwechselregulation verantwortlich sind. Die Erstellung von Genexpressionsprofilen in Interventionsstudien am Menschen ermöglicht ein genomweites Screening der Auswirkungen bestimmter Diäten oder Nährstoffe und führt zu Biomarkerprofilen. Kürzlich wurde es verwendet, um neue wichtige Signalwege zu entdecken, die am Glukose- und Lipidstoffwechsel beteiligt sind.

Fettgewebe hat wichtige metabolische und endokrine Funktionen. Veränderungen dieser Funktionen sind mit einem erhöhten niedriggradigen Entzündungszustand und mit chronischen Erkrankungen wie Fettleibigkeit und Diabetes verbunden. Darüber hinaus können nach Ernährungseingriffen Veränderungen im Genexpressionsprofil des subkutanen Fettgewebes beobachtet werden.

Ein wichtiges Hormon, das fast ausschließlich und reichlich vom Fettgewebe sezerniert wird, ist Adiponektin. Zirkulierende Adiponektinspiegel bei schlanken Personen liegen weit über denen aller anderen Hormone. Es wird angenommen, dass diese hohen Adiponektinspiegel schlanke Personen schützen, während seine Verringerung der Fettleibigkeit mit einer leichten Entzündung und der Entwicklung von Insulinresistenz und Diabetes verbunden ist. Untersuchungen unserer Gruppe haben gezeigt, dass ein moderater Alkoholkonsum sowohl die Plasmaspiegel als auch die mRNA-Adiponektinspiegel erhöht. Dies deutet darauf hin, dass moderater Alkoholkonsum direkt oder indirekt Auswirkungen auf die Genexpression des Fettgewebes hat. Da Adiponectin mit dem Entzündungsstatus, dem Fettstoffwechsel und der Insulinsensitivität assoziiert ist, wird erwartet, dass sich Änderungen in der Genexpression dieser Signalwege nach Alkoholkonsum in der Genexpression des Fettgewebes widerspiegeln.

Wohltuende Wirkungen eines moderaten Alkoholkonsums könnten bei schlanken als bei übergewichtigen Personen offensichtlicher sein. Im Vergleich zu übergewichtigen Männern weisen schlanke Männer nach moderatem Alkoholkonsum stärkere Anstiege des Adiponektins und des „guten“ HDL-Cholesterins auf. Darüber hinaus sind die Leberenzyme von fettleibigen Personen nach mäßigem Alkoholkonsum erhöht, was auf eine weniger günstige Reaktion auf mäßigen Alkoholkonsum bei übergewichtigen Personen hinweist. Seit dem aktuellen Anstieg der Adipositas-Pandemie sind unterschiedliche Reaktionen zwischen schlanken und adipösen Probanden nach Alkoholkonsum von großer Bedeutung.

Daher könnte die Untersuchung alkoholinduzierter Veränderungen in der Genexpression von Fettgewebe sowohl bei schlanken als auch bei übergewichtigen Probanden nicht nur für die Identifizierung neuer Biomarker von großem Wert sein, sondern auch von entscheidender Bedeutung sein, um spezifische physiologische Mechanismen zu identifizieren, die zu einer verbesserten und reduzierten Insulinsensitivität führen Entzündungsstatus. Dies könnte schließlich zum allgemeinen Verständnis der Entwicklung ernährungsbedingter chronischer Erkrankungen wie Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes beitragen.