Metabolische Effekte von Insulin im menschlichen Gehirn

Koordination von Stoffwechselvorgängen

Der menschliche Stoffwechsel ist ein physiologisch fein reguliertes System. Vor allem während Auslenkungen, wie sie beispielsweise nach Nahrungsaufnahme auftreten, sind dazu regulatorische Vorgänge in einer ganzen Reihe von Organen erforderlich. Am besten untersucht sind solche Regulationsmechanismen in Leber, Skelettmuskulatur und Fettgewebe. Entsprechend wurden Defekte in diesen Organen als entscheidend für die Pathogenese von Prädiabetes und Typ-2-Diabetes identifiziert. Ob und, falls ja, wodurch Stoffwechselvorgänge in diesen peripheren Geweben koordiniert werden, ist bisher nicht abschließend untersucht. Denkbar ist, dass zirkulierende Faktoren wie Glukose, Insulin oder andere Peptidhormone allein ausreichen, um den Metabolismus in allen Organen präzise zu koordinieren. Tierexperimentelle Arbeiten deuten allerdings darauf hin, dass ein weiteres Organ daran beteiligt ist – das Gehirn. Insbesondere die Wirkung von Insulin im Gehirn reguliert bei Nagern wichtige Aspekte des peripheren Stoffwechsels [1].

• Literatur

• 1 Kleinridders A, Ferris HA, Cai W et al. Insulin action in brain regulates systemic metabolism and brain function. Diabetes 2014; 63: 2232-2243
• 2 Kullmann S, Heni M, Fritsche A et al. Insulin action in the human brain: evidence from neuroimaging studies. J Neuroendocrinol 2015; 27: 419-423
• 3 Born J, Lange T, Kern W et al. Sniffing neuropeptides: a transnasal approach to the human brain. Nat Neurosci 2002; 5: 514-516
• 4 Dhuria SV, Hanson LR, Frey WH. Intranasal delivery to the central nervous system: mechanisms and experimental considerations. J Pharm Sci 2010; 99: 1654-1673
• 5 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
• 6 Benedict C, Brede S, Schiöth HB et al. Intranasal insulin enhances postprandial thermogenesis and lowers postprandial serum insulin levels in healthy men. Diabetes 2011; 60: 114-118
• 7 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
• 8 Heni M, Kullmann S, Ketterer C et al. Nasal insulin changes peripheral insulin sensitivity simultaneously with altered activity in homeostatic and reward-related human brain regions. Diabetologia 2012; 55: 1773-1782
• 9 Tschritter O, Preissl H, Hennige AM et al. The cerebrocortical response to hyperinsulinemia is reduced in overweight humans: A magnetoencephalographic study. Proc Natl Acad Sci 2006; 103: 12103-12108
• 10 Ketterer C, Tschritter O, Preissl H et al. Insulin sensitivity of the human brain. Diabetes Res Clin Pract 2011; 93 (Suppl. 01) S47-S51
• 11 Heni M, Schöpfer P, Peter A et al. Evidence for altered transport of insulin across the blood-brain barrier in insulin-resistant humans. Acta Diabetol 2014; 51: 679-681
• 12 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

Für einen vollständigen und umfassenden Überblick des gegenwärtigen Forschungsstandes sei auf aktuelle Übersichtsarbeiten zu diesem Thema verwiesen. Weitere Literatur ist beim Autor erhältlich.