Studie enthüllt Metformins Gehirnmechanismus zur Blutzuckerkontrolle
Neue Forschung zeigt, dass Metformin den Blutzucker über Gehirnwege reguliert, die das Rap1-Protein im Hypothalamus einbeziehen. Die Studie zeigt, dass die Unterdrückung von Rap1 im Gehirn verhindert, dass Metformin den Blutzucker bei diabetischen Mäusen senkt. Diese Erkenntnisse könnten zu neuen Diabetesbehandlungen führen, die auf diesen Gehirnweg abzielen.
Eine Studie hat einen gehirnbezogenen Weg aufgedeckt, wie Metformin — die First-Line-Behandlung für Diabetes seit über 60 Jahren — den Blutzucker reguliert, was die Tür zu gezielteren Therapien öffnet. Forscher identifizierten das Rap1-Protein im Hypothalamus als Schlüssel für Metformins Gehirneffekt, wobei die Unterdrückung von Rap1 im Gehirn verhinderte, dass Metformin den Blutzucker bei diabetischen Mäusen senkte.
Die Forschung zeigt, dass Metformin den Blutzucker durch Einwirkung auf Gehirnwege reguliert, nicht nur auf Leber oder Darm. "Es ist weitgehend akzeptiert, dass Metformin den Blutzucker hauptsächlich durch Reduzierung der Glukoseproduktion in der Leber senkt. Andere Studien haben festgestellt, dass es über den Darm wirkt", erklärte der Autor. "Wir haben das Gehirn untersucht, da es allgemein als Schlüsselregulator des gesamten Glukosestoffwechsels anerkannt ist."
Während Diabetesmedikamente nicht als gezielt auf das Gehirn wirkend betrachtet werden, zeigt die in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie, dass Metformin schon immer Gehirnwege beeinflusst hat. "Diese Erkenntnisse öffnen die Tür zur Entwicklung neuer Diabetesbehandlungen, die direkt auf diesen Weg im Gehirn abzielen", sagte der Forscher.
Die Forscher konzentrierten sich auf Rap1, ein Protein im ventromedialen Hypothalamus des Gehirns, das für die Regulierung von Sättigung und Glukosewahrnehmung entscheidend ist. Sie fanden heraus, dass die Unterdrückung der Rap1-Aktivität in dieser spezifischen Gehirnregion Metformin half, den Blutzucker in bedeutender Weise zu reduzieren.
Das Team testete das Ergebnis, indem es genetisch veränderte Mäuse beobachtete, denen Rap1 im ventromedialen Hypothalamus fehlte. Die Mäuse, die mit einer fettreichen Diät zur Modellierung von Typ-2-Diabetes gefüttert wurden, erhielten niedrige Dosen von Metformin, und ihre Blutzuckerwerte verbesserten sich nicht. Andere Diabetesbehandlungen wie Insulin und GLP-1-Agonisten blieben jedoch wirksam.
Den Gehirnen der diabetischen Mäuse wurde dann Metformin direkt verabreicht. Selbst bei Dosen, die tausendfach niedriger waren als die typischerweise oral eingenommenen, führte die Behandlung zu einer deutlichen Senkung der Blutzuckerwerte. "Wir untersuchten auch, welche Zellen im VMH (ventromedialer Hypothalamus) an der Vermittlung von Metformins Wirkungen beteiligt sind. Wir fanden heraus, dass SF1-Neuronen aktiviert werden, wenn Metformin ins Gehirn eingeführt wird, was darauf hindeutet, dass sie direkt an der Wirkung des Medikaments beteiligt sind", erklärte der Forscher.
Bei der Analyse von Gehirngewebeproben maßen die Forscher die elektrische Aktivität der SF1-Neuronen — Metformin erhöhte die Aktivität in den meisten von ihnen, aber nur wenn Rap1 vorhanden war. Bei Mäusen, denen Rap1 in SF1-Neuronen fehlte, zeigte das Diabetesmedikament keine Wirkung, was demonstrierte, dass Rap1 erforderlich ist, damit Metformin die Gehirnzellen aktivieren und den Blutzucker regulieren kann.
"Diese Entdeckung verändert, wie wir über Metformin denken. Es wirkt nicht nur in der Leber oder im Darm, sondern auch im Gehirn. Wir fanden heraus, dass während Leber und Darm hohe Konzentrationen des Medikaments benötigen, um zu reagieren, das Gehirn auf viel niedrigere Konzentrationen reagiert", erklärte der Forscher.
Metformins Einsatz beim Menschen zur Diabetesbehandlung wurde erstmals 1957 in Frankreich berichtet.