Gehirnstoffwechsel während Hypoglykämie

Beim Typ 1 Diabetes ist das Erreichen von nahe-normalen Blutzuckerwerten unabdingbar um das Auftreten von Spätkomplikationen zu vermeiden. Dieses Therapieziel kann jedoch in vielen Fällen wegen dem häufigen Auftreten von Unterzuckerungen nicht erreicht werden. Schwere Hypoglykämien beeinträchtigen die Lebensqualität deutlich und sind potentiell lebensbedrohlich. Beim gesunden Menschen werden niedrige Blutzuckerwerte durch die Sekretion von mehreren Hormonen verhindert, so dass klinisch relevante Unterzuckerungen praktisch nie auftreten. Beim Typ 1 Diabetiker jedoch wird die Sekretion der gegenregulatorischen Hormone im Laufe der Jahre geringer wodurch nach langer Diabetesdauer Unterzuckerungen immer häufiger auftreten. Zahlreiche Indizien deuten darauf hin, dass dem Gehirn eine wesentlich Rolle in der Steuerung der hormonellen Gegenregulation während Hypoglykämien zufällt. Der hohe Energiebedarf des Gehirns wird fast ausschließlich durch die Aufnahme von Glukose gedeckt. In Tieren konnte eine vermehrte Expression von Zucker-Transporterproteinen nach wiederholter Unterzuckerung festgestellt werden. Die effizientere Aufnahme von Glukose während Unterzuckerung könnte aber zu höheren intrazerebralen Glukosekonzentrationen und damit zu einer verminderten Empfindlichkeit gegenüber Hypoglykämien führen. Die Datenlage zur Glukoseaufnahme in das Gehirn während Hypoglykämie ist unklar. Mit unterschiedlichen experimentellen Ansätzen wurde sowohl eine erhöhte als auch eine verminderte Aufnahme von Glukose während Hypoglykämie beschrieben. Die Bestimmung des Energiestoffwechsels im Gehirn könnte helfen diese widersprüchlichen Befunde zu erklären. Vor kurzem konnten wir ein Veränderung des Phosphokreatin/ATP Quotienten bei Typ 1 Diabetikern beschreiben. Die Ursache für diese Veränderung der energiereichen Phosphate bei Typ 1 Diabetiker ist unklar. Ähnliche Veränderungen des Energiestoffwechsels wurden auch beim chronischen Herzversagen gefunden und einer verminderten Aktivität der Kreatinkinase zugeschrieben. Zur weiteren Klärung des Sachverhaltes wollen wir daher die Aktivität der Kreatinkinase im Gehirn mittels 31P NMR Spektroskopie mit Sättigungstransfer untersuchen. Diese Methode erlaubt die nicht invasive Bestimmung der Enzymkinetik in vivo und ist gegenüber Veränderungen im Energiestoffwechsel sensibler als die Bestimmung der Konzentration von energiereichen Substraten. Ziel der Studie ist es die Aktivität der Kreatinkinase vor, während und nach Hypoglykämie bei Gesunden und Typ 1 Diabetikern zu bestimmen um durch den Vergleich beider Gruppen pathologische Veränderungen bei Typ 1 Diabetikern erkennen zu können.

Beim Typ 1 Diabetes ist das Erreichen von nahe-normalen Blutzuckerwerten unabdingbar um das Auftreten von Spätkomplikationen zu vermeiden. Dieses Therapieziel kann jedoch in vielen Fällen wegen dem häufigen Auftreten von Unterzuckerungen nicht erreicht werden. Schwere Hypoglykämien beeinträchtigen die Lebensqualität deutlich und sind potentiell lebensbedrohlich. Beim gesunden Menschen werden niedrige Blutzuckerwerte durch die Sekretion von mehreren Hormonen verhindert, so dass klinisch relevante Unterzuckerungen praktisch nie auftreten. Beim Typ 1 Diabetiker jedoch wird die Sekretion der gegenregulatorischen Hormone im Laufe der Jahre geringer wodurch nach langer Diabetesdauer Unterzuckerungen immer häufiger auftreten. Zahlreiche Indizien deuten darauf hin, dass dem Gehirn eine wesentlich Rolle in der Steuerung der hormonellen Gegenregulation während Hypoglykämien zufällt. Der hohe Energiebedarf des Gehirns wird fast ausschließlich durch die Aufnahme von Glukose gedeckt. In Tieren konnte eine vermehrte Expression von Zucker-Transporterproteinen nach wiederholter Unterzuckerung festgestellt werden. Die effizientere Aufnahme von Glukose während Unterzuckerung könnte aber zu höheren intrazerebralen Glukosekonzentrationen und damit zu einer verminderten Empfindlichkeit gegenüber Hypoglykämien führen. Die Datenlage zur Glukoseaufnahme in das Gehirn während Hypoglykämie ist unklar. Mit unterschiedlichen experimentellen Ansätzen wurde sowohl eine erhöhte als auch eine verminderte Aufnahme von Glukose während Hypoglykämie beschrieben. Die Bestimmung des Energiestoffwechsels im Gehirn könnte helfen diese widersprüchlichen Befunde zu erklären. Vor kurzem konnten wir ein Veränderung des Phosphokreatin/ATP Quotienten bei Typ 1 Diabetikern beschreiben. Die Ursache für diese Veränderung der energiereichen Phosphate bei Typ 1 Diabetiker ist unklar. Ähnliche Veränderungen des Energiestoffwechsels wurden auch beim chronischen Herzversagen gefunden und einer verminderten Aktivität der Kreatinkinase zugeschrieben. Zur weiteren Klärung des Sachverhaltes wollen wir daher die Aktivität der Kreatinkinase im Gehirn mittels 31P NMR Spektroskopie mit Sättigungstransfer untersuchen. Diese Methode erlaubt die nicht invasive Bestimmung der Enzymkinetik in vivo und ist gegenüber Veränderungen im Energiestoffwechsel sensibler als die Bestimmung der Konzentration von energiereichen Substraten. Ziel der Studie ist es die Aktivität der Kreatinkinase vor, während und nach Hypoglykämie bei Gesunden und Typ 1 Diabetikern zu bestimmen um durch den Vergleich beider Gruppen pathologische Veränderungen bei Typ 1 Diabetikern erkennen zu können.