Transkapillärer Glukoseaustausch im Muskel- und Fettgewebe

In den letzten Jahren wurden mehrere Techniken zur kontinuierlichen Messung der Glukose in der menschlichen Gewebsflüssigkeit entwickelt (z.B.: Mikrodialyse, offene Mikroperfusion, implantierbare Glukosesensoren). Die mit diesen Techniken möglich gewordene Gewebsglukosemessung könnte die weitaus invasivere Glukosemessung im Blut ersetzen und dadurch eine wesentliche Verbesserung der Lebensqualität der Diabetespatienten erwirken. Die erfolgreiche Anwendung der Gewebsglukosemessung setzt aber voraus, dass die Zusammenhänge zwischen der Blutglukose und der Glukose in der Gewebsflüssigkeit bekannt sind, um dann ausgehend von den Gewebsglukosewerten die vorherrschenden Blutglukosewerte zu schätzen. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, die dynamischen Zusammenhänge zwischen der Blutglukose und der Glukose in der Gewebsflüssigkeit des menschlichen Muskel- und Fettgewebes zu erfassen. Glukosekonzentrationsverläufe sollen unter standardisierten Bedingungen gleichzeitig im Blut und Gewebsflüssigkeit in der Gegenwart von konstanten basalen Insulinwerten bei gesunden Menschen beobachtet werden. Um die Insulinsekretion stabil zu halten, sollen deshalb kleine Mengen verschiedener Glukoseisotope verabreicht und ihre Kinetiken in der Gewebsflüssigkeit des Muskel- und Fettgewebes mit Hilfe der offenen Mikroperfusionstechnik beobachtet werden. Die Zeitverläufe der Glukoseisotope im Plasma und Gewebsflüssigkeiten sollen hernach mit mathematischen Modellen analysiert werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sollen zur Verbesserung der Schätzung der Blutglukosekonzentration von den Gewebsglukosewerten herangezogen werden.

Der Zusammenhang zwischen der Glucose im Blut und der Glucose in der Gewebsflüssigkeit wird hauptsächlich durch die Schnelligkeit des Austausches der Glucose über die Blutgefäßwände bestimmt. Im Rahmen unseres vom FWF geförderten Projektes haben wir eine Methode entwickelt, die uns die direkte Messung der Glucoseaustauschfähigkeit im Muskel- und Fettgewebe des Menschen ermöglicht. Diese Methodik zur Messung der Glucoseaustauschfähigkeit haben wir erstmals bei gesunden Probanden im Muskel- und Fettgewebe angewendet. Es konnte unter anderem gezeigt werden, dass der Glucoseaustausch im Blutgefäßnetzwerk des Muskelgewebes ähnlich schnell ist wie im Blutgefäßnetzwerk des Fettgewebes. Die Methodik selbst und die Ergebnisse dieser ersten Anwendung wurden kürzlich in einer namhaften Physiologiezeitschrift beschrieben (American Journal of Physiology, 285: E241-51, 2003). In einem Folgeprojekt planen wir die entwickelte Methodik bei Diabetespatienten anzuwenden. Von den innerhalb dieses Folgeprojektes geplanten Untersuchungen erwarten wir uns wichtige Hinweise über den Zusammenhang zwischen der Blutglucose und der Glucose in der Gewebsflüssigkeit des Muskel- und Fettgewebes von Diabetespatienten. Die genaue Kenntnis des Zusammenhanges zwischen Blut- und Gewebsglucose ist eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung der Gewebsglucosemessung. Diese könnte die weitaus invasivere Glucosemessung im Blut ersetzen und dadurch eine bedeutende Verbesserung der Lebensqualität der Diabetespatienten erwirken.