Metabolische Wirkungen der Melatoninbehandlung

Das moderne Leben ist mit einer Epidemie von Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) verbunden. Schlafstörungen wie Schlaflosigkeit oder häufiges Aufwachen sind starke Risikofaktoren für T2DM, wobei mehrere Studien auf eine zentrale Rolle von Melatonin hinweisen. Darüber hinaus ist ein bestimmter Einzelnukleotid-Polymorphismus im Melatonin-Rezeptor-Gen, MTNR1B rs10830963, mit einer Allelhäufigkeit von 30 % mit einer erhöhten Nüchtern-Plasmaglukose und T2DM assoziiert. Unter anderem aufgrund der Behandlung von Schlaflosigkeit nimmt die Verwendung von Melatonin in Dänemark mit einem 100-fachen Anstieg von 2007 bis 2012 bei Kindern und Jugendlichen rapide zu. Keine früheren Studien haben die Veränderungen im Glukose- und Fettsäurestoffwechsel nach 3 Monaten Melatoninbehandlung bei Patienten mit T2DM gründlich untersucht.

Hauptforschungsfragen:

1. Verändert die chronische Behandlung mit Melatonin die Insulinsekretion bei T2DM-Patienten?
2. Verändert eine chronische Behandlung mit Melatonin die Insulinsensitivität bei T2DM-Patienten?
3. Verändert das Risikoallel MTNR1B rs10830963 die Insulinsekretion und Insulinsensitivität im Vergleich zu Trägern der normalen Variante nach chronischer Melatoninbehandlung?
4. Verändert eine chronische Behandlung mit Melatonin die Insulinsignalisierung im Muskel- und Fettgewebe? Design: Eine randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Crossover-Studie mit 18 Teilnehmern mit T2DM. Unser Ziel ist es, 9 homozygote Träger des normalen Allels und 9 hetero- oder homozygote für das Risikoallel zu rekrutieren.

Die Teilnehmer werden zweimal untersucht, 1) nach 3 Monaten täglicher Melatoninbehandlung vor dem Schlafengehen (10 mg) und 2) nach 3 Monaten täglicher Placebobehandlung vor dem Schlafengehen.

An den Studientagen werden die Teilnehmer zunächst einer Basalphase mit Glukose- und Palmitat-Tracer-Infusionen unterzogen, um die endogene Glukoseproduktion und die Produktion freier Fettsäuren zu beurteilen. Anschließend wird eine Botnia-Klemme, die einen intravenösen Glukosetoleranztest und eine hyperinsulinämische euglykämische Klemme kombiniert, durchgeführt, um die β-Zellfunktion und die Insulinsensitivität zu beurteilen. An beiden Studientagen werden Muskel- und Fettbiopsien sowohl unter basalen als auch unter hyperinsulinämischen euglykämischen Bedingungen durchgeführt.

Perspektiven: Angesichts der Zunahme des Melatoninverbrauchs ist es von hoher Relevanz, die chronischen Wirkungen von Melatonin auf den Glukose- und Fettstoffwechsel zu bewerten. Darüber hinaus kann die Studie neue Behandlungsoptionen für T2DM eröffnen, wenn positive Wirkungen von oralem Melatonin festgestellt werden.