Bedeutung der Insulinwirkung im menschlichen Gehirn – Bertram-Preis 2019 – eine Kurzübersicht des Preisträgers Martin Heni

Einleitung

Forschungsergebnisse der letzten Jahre deuten auf eine zentrale Rolle des Gehirns für die Regulation des Stoffwechsels im ganzen Körper hin [1]. Hauptgegenstand der Forschung ist dabei momentan in verschiedenen Arbeitsgruppen die Bedeutung des Hormons Insulin. Vor allem die Bedeutung der zentralnervösen Insulinwirkung für den Glukosestoffwechsel wurde in den letzten Jahren verstärkt untersucht. Die vielfältigen zentralen Wirkungen von Insulin im Gehirn beinhalten unter anderem die Modulation der Gedächtnisfunktion und die Regulation des Essverhaltens [2]. Auch die Regulation des Glukosestoffwechsels in peripheren Geweben wie Leber, Fettgewebe und Skelettmuskulatur wird von der zentralnervösen Wirkung des Hormons Insulin beeinflusst [3]. Die entscheidende Rolle der Insulinresistenz von Skelettmuskel und Fettgewebe bei der Entstehung des Diabetes mellitus Typ 2 ist bekannt und gut erforscht. Auch das Gehirn kann eine Insulinresistenz ausbilden. [1]. Da die Insulinwirkung im Gehirn auf das Essverhalten und die Gewichtsentwicklung wirkt, könnte das Gehirn eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Adipositas spielen und zur Pathogenese des Diabetes mellitus Typ 2 beitragen. Insbesondere für letzteres ist der Beitrag des Gehirns bisher noch nicht abschließend verstanden und wird momentan intensiv erforscht. Ausgehend von Untersuchungen zur Insulinwirkung im Gehirn stellt sich die Frage nach dem therapeutischen Potenzial von zentral wirkendem Insulin.

• Literatur

• 1 Heni M, Kullmann S, Preissl H. et al. Impaired insulin action in the human brain: causes and metabolic consequences. Nat Rev Endocrinol 2015; 11: 701-711 . doi:10.1038/nrendo.2015.173
• 2 Kullmann S, Heni M, Hallschmid M. et al. Brain Insulin Resistance at the Crossroads of Metabolic and Cognitive Disorders in Humans. Physiol Rev 2016; 96: 1169-1209 . doi:10.1152/physrev.00032.2015
• 3 Heni M, Wagner R, Kullmann S. et al. Hypothalamic and Striatal Insulin Action Suppresses Endogenous Glucose Production and May Stimulate Glucose Uptake During Hyperinsulinemia in Lean but Not in Overweight Men. Diabetes 2017; 66: 1797-1806 . doi:10.2337/db16-1380
• 4 Schmid V, Kullmann S, Gfrörer W. et al. Safety of intranasal human insulin: a review. Diabetes Obes Metab 2018; DOI: 10.1111/dom.13279.
• 5 Kullmann S, Heni M, Veit R. et al. Selective insulin resistance in homeostatic and cognitive control brain areas in overweight and obese adults. Diabetes Care 2015; 38: 1044-1050 . doi:10.2337/dc14-2319
• 6 Kullmann S, Heni M, Hallschmid M. et al. Brain Insulin Resistance at the Crossroads of Metabolic and Cognitive Disorders in Humans. Physiol Rev 2016; 96: 1169-1209 . doi:10.1152/physrev.00032.2015
• 7 Freiherr J, Hallschmid M, Frey WH. et al. Intranasal insulin as a treatment for Alzheimer’s disease: a review of basic research and clinical evidence. CNS Drugs 2013; 27: 505-514 . doi:10.1007/s40263-013-0076-8
• 8 Hallschmid M, Benedict C, Schultes B. et al. Intranasal insulin reduces body fat in men but not in women. Diabetes 2004; 53: 3024-3029
• 9 Tschritter O, Preissl H, Hennige AM. et al. High cerebral insulin sensitivity is associated with loss of body fat during lifestyle intervention. Diabetologia 2012; 55: 175-182 . doi:10.1007/s00125-011-2309-z
• 10 Guthoff M, Stingl KT, Tschritter O. et al. The Insulin-Mediated Modulation of Visually Evoked Magnetic Fields Is Reduced in Obese Subjects. PLoS ONE 2011; 6: e19482 . doi:10.1371/journal.pone.0019482
• 11 Flint A, Gregersen NT, Gluud LL. et al. Associations between postprandial insulin and blood glucose responses, appetite sensations and energy intake in normal weight and overweight individuals: a meta-analysis of test meal studies. Br J Nutr 2007; 98: 17-25 . doi:10.1017/S000711450768297X
• 12 Hallschmid M, Higgs S, Thienel M. et al. Postprandial administration of intranasal insulin intensifies satiety and reduces intake of palatable snacks in women. Diabetes 2012; 61: 782-789 . doi:10.2337/db11-1390
• 13 Kullmann S, Heni M, Fritsche A. et al. Insulin action in the human brain: evidence from neuroimaging studies. J Neuroendocrinol 2015; 27: 419-423 . doi:10.1111/jne.12254
• 14 Thanarajah SE, Hoffstall V, Rigoux L. et al. The role of insulin sensitivity and intranasally applied insulin on olfactory perception. Sci Rep 2019; 9: 1-8 . doi:10.1038/s41598-019-43693-7
• 15 Heni M, Wagner R, Kullmann S. et al. Central insulin administration improves whole-body insulin sensitivity via hypothalamus and parasympathetic outputs in men. Diabetes 2014; 63: 4083-4088 . doi:10.2337/db14-0477
• 16 Iwen KA, Scherer T, Heni M. et al. Intranasal insulin suppresses systemic but not subcutaneous lipolysis in healthy humans. J Clin Endocrinol Metab 2014; 99: E246-E251 . doi:10.1210/jc.2013-3169
• 17 Begg DP, Mul JD, Liu M. et al. Reversal of diet-induced obesity increases insulin transport into cerebrospinal fluid and restores sensitivity to the anorexic action of central insulin in male rats. Endocrinology 2013; 154: 1047-1054 . doi:10.1210/en.2012-1929
• 18 Yarchoan M, Arnold SE. Repurposing diabetes drugs for brain insulin resistance in Alzheimer disease. Diabetes 2014; 63: 2253-2261 . doi:10.2337/db14-0287
• Weitere Literatur beim Autor