Nukleare Magnetresonanzstudien zum hepatischen Glukosestoffwechsel bei Menschen

Die nukleare Magnetresonanzspektroskopie (NMR) hat nicht-invasive und wiederholbare Messungen der menschlichen hepatischen Glykogenkonzentrationen möglich gemacht. Die Überwachung von Leverglykogen im Echtzeitmodus hat gezeigt, dass die Glykogenkonzentrationen linear abnehmen und dass die Nettoglekogenolyse nur etwa 50 Prozent zur Glukoseproduktion während der frühen Phase eines Fastens beiträgt. Nach einer gemischten Mahlzeit repräsentiert hepatisches Glykogen ungefähr 20 Prozent der aufgenommenen Kohlenhydrate, während nur etwa 10 Prozent einer intravenösen Glukoseladung von der Leber als Glykogen gespeichert wird. Während der Einnahme einer gemischten Mahlzeit synthetisieren schlecht kontrollierte Typ-1-Diabetiker nur etwa 30 Prozent des Glykogens, das in den Lebern von nondiabetischen Menschen unter ähnlichen Bedingungen gespeichert ist. Die reduzierte Netto-Glykogensynthese kann durch kurzfristige, intensivierte Insulinbehandlung verbessert, jedoch nicht normalisiert werden. Ein verminderter Anstieg des Leberglykogengehalts nach Mahlzeiten wurde auch bei Patienten mit Modifizierung-diabetes (MODY-2) aufgrund von Glukokinase-Mutationen festgestellt. Bei Patienten mit schlecht kontrolliertem Typ-2-Diabetes kann die morgendliche Hyperglykämie hauptsächlich auf erhöhte Raten der endogenen Glukoseproduktion zurückgeführt werden, was durch 13C NMR als Ergebnis erhöhter Raten der Glukoneogenese festgestellt wurde. Die Behandlung mit Metformin verbesserte die morgendliche Hyperglykämie bei diesen Patienten durch eine Reduktion der hepatischen Glukoseproduktion, die auf eine Abnahme der Glukoneogenese zurückgeführt werden könnte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die NMR-Spektroskopie neue Einblicke in die Pathogenese der Hyperglykämie bei Typ-1-, Typ-2- und MODY-Diabetes gegeben hat und das Potenzial bietet, neue Erkenntnisse über den Wirkmechanismus neuartiger antidiabetischer Therapien zu liefern.