Darmketonkörper beeinträchtigen die glykämische Kontrolle

Beim Menschen hat sich gezeigt, dass eine fettreiche Ernährung bei Menschen mit Adipositas die Freisetzung von Ketonkörpern (KB) in der Dünndarmschleimhaut stimuliert. Diese Beobachtung wurde teilweise durch einen erhöhten Spiegel des ketogenen Enzyms 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-Synthase (HMGCS2) im Jejunum fettleibiger Menschen erklärt.

Glucagon-ähnliches Peptid 1 (GLP-1) ist ein Peptid, das aus der Darmschleimhaut freigesetzt wird und unter anderem Sättigung sowie Insulinsekretion und Insulinsensitivität vermittelt. Bei Patienten mit Adipositas ist die GLP-1-Reaktion auf Nahrungsmittel abgeschwächt, nach einer bariatrischen Operation nimmt sie jedoch zu.

Es stellte sich die Frage, ob der erhöhte KB-Wert mit dem verringerten Spiegel an mahlzeitinduziertem GLP-1 zusammenhängen könnte. Tatsächlich könnte die erhöhte KB-Produktion bei Mäusen und Ratten mit einem verringerten GLP-1-Spiegel zusammenhängen. Eine so enge Beziehung wurde jedoch beim Menschen noch nie gezeigt.

Die vorliegende Studie prüft daher, ob die Freisetzung des Ketonkörpers Beta-Hydroxybuttersäure in den Darm auf zwei Ebenen (Magen/Zwölffingerdarm und Ileum/Kolon) gesunder Probanden die Blutkonzentration von GLP-1 nach einem oralen Glukosetoleranztest beeinflusst ( OGTT). Glukose, Insulin und KB werden im peripheren Plasma nach der OGTT-Routine bestimmt.

KB sind aus Lipiden gewonnene organische Moleküle, die während des Hungerns/Fastens (oder intensiven Trainings) als zirkulierende Energiequelle dienen können. Beta-Hydroxybutyrat (BHB), Acetoacetat (AcAc) und Aceton („Ketonkörper“) sind Produkte von Acetyl-CoA, die aus Fettsäuren stammen, die über hepatische Mitochondrien in umgewandelt werden. Die drei KB sind durch proteolytische Verbindung miteinander verbunden. BHB ist die wichtigste Energiequelle, während AcAc etwa 25–30 % von BHB ausmacht. Aceton ist gaslöslich und wird bei zunehmender Ketonämie ausgeatmet.

Die vorliegende Studie nutzt die Einnahme von einem KB (BHB), um einen akuten, schnellen Anstieg der Ketonämie zu erzielen. Um die Wirkung von KB im Dünndarm von der Wirkung hauptsächlich im Dickdarm zu unterscheiden, wird eine Verkapselungstechnologie eingesetzt. Mikrokapseln mit 1./ Alginat setzen das KB im proximalen Magen/Zwölffingerdarm frei, und 2./ Erbsenprotein wird im distalen Teil des Darms, hauptsächlich im Dickdarm, freigesetzt. Die Mikrokapseln haben Lebensmittelqualität und werden gemäß den Good Manufacturing Process (GMP)-Standards (AnaBio Technologies LTD, Cork, Irland) hergestellt. Das KB in den Mikrokapseln enthält 18 g BHB- und Ca+, Mg2+. Zusammen mit dem Einkapselungsmaterial (Alginat oder Erbsenprotein) beträgt das Gesamtgewicht 20 g pro Dosis.