Einfluss von Serotonin und Estradiol auf die Insulinsekretion bei einem prädiabetischen Mausmodell

Fragestellung Weibliche New Zealand obese (NZO)-Mäuse weisen eine Glucosetoleranzstörung, aber keinen manifesten Diabetes auf. Während der Trächtigkeit kommt es in vivo zu einer Verbesserung der Glucose-stimulierten Insulinsekretion, die jedoch nicht bei isolierten primären Langerhans-Inseln beobachtet werden kann. Daher sollte der Einfluss der schwangerschaftsassoziierten Hormone Estradiol und Serotonin als mögliche Modulatoren der Insulinsekretion im NZO-Modell näher betrachtet werden.

Methodik NZO- und NMRI-Mäuse (Kontrolle) wurden präkonzeptionell und an Tag 14 (d14) der Trächtigkeit untersucht. Die Bestimmung von Hormonkonzentrationen in Pankreasextrakten und im Plasma erfolgte mittels ELISA. Isolierte Langerhans-Inseln wurden präkonzeptionell entweder mit 5 oder 20 mM Glucose (Kontrolle) sowie 20 mM Glucose in Kombination mit Estradiol beziehungsweise Serotonin statisch inkubiert. Anschließend erfolgte die Messung der Insulinsekretion.

Ergebnisse An d14 zeigte die NZO-Maus im Vergleich zum NMRI-Stamm einen erhöhten Serotoningehalt im Pankreas (p < 0,01). Weiterhin wies die NZO-Maus präkonzeptionell erhöhte Serotoninplasmaspiegel auf, wobei an d14 signifikante Unterschiede ermittelt werden konnten (p < 0,05). Die Estradiolplasmaspiegel waren an d14 ebenfalls erhöht (p < 0,05). Die Insulinsekretion konnte durch 100 sowie 1.000 nM Estradiol in beiden Stämmen gesteigert werden (NMRI: p < 0,05; NZO: p < 0,05). Eine Konzentration von 1.000 nM Serotonin zeigte in beiden Mausstämmen einen inhibierenden Effekt auf die Insulinsekretion. Dieser Effekt war in der NZO-Maus signifikant (p < 0,05).

Schlussfolgerungen Obwohl der Serotoningehalt während der Trächtigkeit sowohl im Pankreas als auch im Plasma bei der NZO-Maus erhöht ist, ruft eine Stimulation isolierter Langerhans-Inseln mit Serotonin keine kompensatorische Steigerung der Insulinsekretion hervor, wohingegen Estradiol diese bewirkt.