Carnitin-Infusion und Insulinresistenz

Begründung: Patienten mit Insulinresistenz und Patienten mit Typ-2-Diabetes sind durch eine verringerte metabolische Flexibilität gekennzeichnet: eine verringerte Fähigkeit, von der Fettoxidation im Grundzustand auf die Kohlenhydratoxidation im insulinstimulierten Zustand umzuschalten. Diese metabolische Inflexibilität ist ein frühes Kennzeichen bei der Entwicklung von Diabetes. Jüngste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine geringe Verfügbarkeit von Carnitin die Bildung von Acetylcarnitin einschränken und dadurch die metabolische Flexibilität verringern kann. Wenn also der Substratfluss im Muskel hoch ist, steigen die Acetyl-CoA-Konzentrationen, was zu einer Hemmung der Pyruvatdehydrogenase (PDH) führt und dadurch die Glukoseoxidation verringert. Die Umwandlung von Acetyl-CoA zu Acetylcarnitin verringert diesen Acetyl-CoA-Druck auf PDH. Ziel dieser Forschung ist es, einen direkteren Einblick in die Wirkung von Carnitin bei der Vorbeugung von metabolischer Inflexibilität und Insulinresistenz zu geben und den Wirkmechanismus weiter zu erforschen. Hier stellen wir die Hypothese auf, dass die Fähigkeit zur Bildung von Acetylcarnitin eine lipidinduzierte Insulinresistenz retten kann. Dazu wird bei gesunden Probanden eine Insulinresistenz durch Lipidinfusion induziert und getestet, ob eine Carnitin-Co-Infusion die Insulinresistenz lindern kann.

Ziel: Die primären Ziele sind zu untersuchen, ob eine L-Carnitin-Infusion eine Lipid-induzierte Insulinresistenz retten kann und ob eine L-Carnitin-Infusion die metabolische Flexibilität im Zustand einer Lipid-induzierten Insulinresistenz verbessert. Darüber hinaus besteht ein sekundäres Ziel darin, die molekularen Wege von Carnitin und Acetylcarnitin zu untersuchen, die für die Insulinsensitivität der Muskeln verantwortlich sind.

Studiendesign: Die aktuelle Studie ist eine interventionelle, randomisierte Crossover-Studie, bei der jeder Proband als eigene Kontrolle fungiert. Die Probanden werden für die Intervention verblindet.

Studienpopulation: n = 10, gesunde junge (18-40 Jahre) männliche Probanden werden eingeschlossen.

Intervention (falls zutreffend): Zehn gesunde Probanden werden der Intervention einer L-Carnitin-Infusion unterzogen. Um zu untersuchen, ob eine L-Carnitin-Infusion eine lipidinduzierte Insulinresistenz beseitigen und die metabolische Flexibilität verbessern kann, wurden drei Interventionsstudien eingeschlossen. Der erste Versuch umfasst eine Lipidinfusion kombiniert mit einer L-Carnitin-Infusion (=LIPID + CAR). In der zweiten Studie wird die L-Carnitin-Infusion durch eine Placebo-Infusion in Form von Kochsalzlösung (= LIPID + PLAC) ersetzt, um die Wirkung von L-Carnitin zu untersuchen. Während des dritten Versuchs wird die Lipidinfusion durch die Infusion von Kochsalzlösung ersetzt und dient als Kontrolle für die Lipidinfusion (=SALINE + PLAC) und ist notwendig, um zu untersuchen, inwieweit L-Carnitin die lipidinduzierte Insulinresistenz retten kann. Alle drei Versuche liegen mindestens eine Woche auseinander. Die Probanden werden verblindet, sodass ihnen keine Informationen über die infundierten Substanzen zur Verfügung gestellt werden. Die drei verschiedenen Studien werden in zufälliger Reihenfolge zugeteilt.

Hauptstudienparameter/-endpunkte: Der primäre Studienendpunkt ist die Ganzkörper-Insulinsensitivität, gemessen mit der hyperinsulinämisch-euglykämischen Klemme. Sekundäre Endpunkte sind maximale Acetylcarnitinkonzentrationen nach Belastung, Stoffwechselverbindungen im Blut und Messungen des Skelettmuskelstoffwechsels in Skelettmuskelgewebe, die durch Nadelbiopsien gewonnen wurden.