Bestimmung der endogenen Glukoneogenese und Glykogenolyse

Forschungsprojekt P 13722Bestimmung der endogenen Glukoneogenese und GlykogenolyseMichael RODEN11.10.1999 Die Bluzuckererhöhung (Hyperglykämie) bei Diabetes mellitus Typ 2 beruht auf einer inadäquaten Zunahme der endogenen Glukoseproduktion, die durch vermehrte endogene Neubildung von Glukose (Glukoneogenese) und/oder Freisetzung von Glukose aus ihrer Speicherform in der Leber, dem Glykogen, (hepatische Glykogenolyse) bedingt ist. Beim Menschen ist die Bestimmung der Glukoneogenese durch eine Reihe von methodologischen und technischen Problemen erschwert. Eine vor kurzem eingeführte Methode erlaubt nun die quantitative Bestimmung des Anteils der Glukoneogenese an der Glukoseproduktion aus der Anreicherung von Deuterium (2H) in der Blutglukose mittels GaschromatographieMassenspektrometrie nach Einnahme von deuteriertem Wasser (2H2O). Allerdings ist die erforderliche Präparation der Blutglukose teuer, zeitaufwendig und ergibt keine Information über die 2H-Anreicherung in den anderen Kohlenstoffatomen der Glukose, die die Endresultate entscheidend beeinflussen könnte. In Kooperation mit dem Institut für Pharmazeutische Chemie der Universität Graz, Österreich, entwickeln wir derzeit eine neue Technik unter Verwendung von in vitro 2H-NMR- Spektroskopie, die es ermöglicht, die 2H Anreicherung in den einzelnen Kohlenstoffatomen (C1-C6) der Blutglukose zu bestimmen und so die Glukoneogenese beim Menschen direkt zu quantifizieren. Zur Evaluierung dieser Methode sollen zusätzlich die Raten der endogenen Glukoseproduktion und der Glykogenolyse mittels Infusion von D-[6,6- 2H]Glukose und nicht-invasiver Messung der Leber-Glykogen-Konzentrationen mittels in vivo 13C-NMR-Spektroskopie während prolongierten Fastens bei gesunden Probanden und Typ 2-Diabetikem bestimmt werden. Diese Methoden werden folgende Informationen erbringen: (i) die Darstellung des Zeitverlaufs des prozentuellen und absoluten Anteils der endogenen Glukoneogenese und Glykogenolyse an der endogenen Glukoseproduktion unter physiologischen Bedingungen des Fastens bei Gesunden und Typ 2-Diabetikern und (ii) die Bestimmung der Rolle der Glukoneogenese und der Glykogenolyse für die erhöhte Glukoseproduktion bei Diabetes mellitus Typ 2.