Insulinresistenz bei Jugendlichen

Einer von fünf amerikanischen Jugendlichen ist fettleibig. Bis zur Hälfte von ihnen weist bereits eine Insulinresistenz (IR) auf, ein Kennzeichen des metabolischen Syndroms und von Diabetes, die mit schwerwiegenden lebensverändernden Gesundheitsstörungen verbunden sind, einschließlich kardiovaskulärer und zerebrovaskulärer Erkrankungen. Bei Erwachsenen wirkt sich IR negativ auf die Gehirnstruktur und -funktion aus und spiegelt sich in niedrigeren regionalen Gehirnvolumina, Durchblutung, erhöhten Hyperintensitäten der weißen Substanz und abnormalem neuropsychologischen Status wider, insbesondere in Bezug auf Gedächtnis und Aufmerksamkeit – alles Veränderungen, die mit beschleunigter kognitiver und Gehirnalterung und erhöhtem Demenzrisiko verbunden sind . In analoger Weise deutet eine begrenzte Menge an Literatur darauf hin, dass Jugendliche mit IR während der Reifung ähnliche Gehirnveränderungen aufweisen. Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass die Gehirne übergewichtiger Jugendlicher während der schnellen Gehirnentwicklung anfälliger für Beleidigungen durch IR sind, sie auf eine abnormale kognitive Bahn bringen und sie für Probleme im Zusammenhang mit Lernen, Verhaltensstressreaktionen und Depression prädisponieren.

Während die metabolischen Folgen von IR in der Adoleszenz gut beschrieben sind, bleiben die Auswirkungen von IR auf ihren neurokognitiven Status (Intelligenz, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Exekutivfunktion, Verarbeitungsgeschwindigkeit) und zerebrovaskuläre Funktion und ihre Wechselwirkungen weitgehend unerforscht. Dies ist wichtig, da Insulin neben seiner klassischen Rolle als Stoffwechselhormon auch als Vasodilatator wirkt und bei gesunden Menschen die neurotrophe Signalgebung unterstützt. Daher kann eine dysfunktionale Insulinsignalisierung einen enormen Einfluss auf die Gehirngesundheit bei Jugendlichen während dieser lebenswichtigen Phase der Gehirnentwicklung haben. Neue Erkenntnisse sind erforderlich, um zu verstehen, wo, wann und wie IR die Gesundheit des Gehirns negativ verändert, einschließlich der Frage, ob eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen dem IR-Schweregrad und Anomalien im Gehirn und in der Kognition besteht.

Das langfristige Ziel dieses Forschungsprogramms ist es, den Einfluss von IR auf die Gehirnentwicklung bei Jugendlichen durch die Beziehungen zwischen Neurokognition und zerebraler Blutversorgung zu bestimmen. Das primäre Ziel des aktuellen Projekts ist die Quantifizierung grundlegender neurokognitiver und zerebrovaskulärer Funktionen in Bezug auf den Schweregrad der IR. Die zentrale Hypothese lautet, dass sich mit zunehmender IR: a) subtile, aber bedeutsame neurokognitive Abnahmen ergeben; b) die regionale Gehirndurchblutung ist hauptsächlich in Bereichen reduziert, die mit Lernen und Gedächtnis verbunden sind, trotz erhaltenem globalen zerebralen Blutfluss (CBF) im Ruhezustand; c) akute Insulinstöße verschlimmern die regionale Hypoperfusion, und d) die kognitiven Scores werden niedriger sein, teilweise vermittelt durch Insulin-stimulierte Hypoperfusion.

Die Teilnehmer werden hauptsächlich aus pädiatrischen und pädiatrischen Endokrinologiekliniken über unseren Mitarbeiter Dr. Aaron Carrel und seine Mitarbeiter in der Pädiatrischen Endokrinologie des UWHC rekrutiert. Darüber hinaus werden die Teilnehmer aus dem Großraum Madison, WI rekrutiert.