Endokrinologie und Diabetesforschung

Deutliche Veränderungen im Fettgewebe und in der Muskulatur als Reaktion auf einen systemischen Glukoseüberschuss bei Ratten

X Julia Xu1, Amanda E Brandon, Ella Stuart, Kaajal Patel1, Reyhan Gedik1, Asish Saha1, Edward W Kraegen und Neil B Ruderman1

Ziel: Überschüssige Nährstoffe können in vivo eine Insulinresistenz im Skelettmuskel verursachen. Die Reaktion des weißen Fettgewebes ist jedoch weniger eindeutig. In einem Modell mit chronischer Glukoseinfusion (1 und 4 Tage) wurden unterschiedliche Anpassungen in Muskeln und weißem Fettgewebe beschrieben. Muskeln entwickelten nach einem Tag Glukoseinfusion eine anhaltende Insulinresistenz, Fettgewebe jedoch nicht. Was genau Fettgewebe von Muskeln als Reaktion auf Glukoseüberversorgung unterscheidet, muss noch bestimmt werden. Ziel der vorliegenden Studie war es, die frühen (3-8 Stunden) Stoffwechsel- und Signaländerungen zu untersuchen, die in Nebenhodenfettpolstern und in geringerem Maße im roten Quadrizepsmuskel stattfinden, und zwar anhand eines Modells mit akuter Glukoseinfusion.
Methoden: Hyperglykämie (~11 mM) und Hyperinsulinämie wurden durch Glukoseinfusion in Ratten für 3, 5 oder 8 Stunden erzeugt.
Ergebnisse: Wir fanden heraus, dass die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK)-Aktivität in den epididymalen Fettpolstern der mit Glukose infundierten Ratten ähnlich wie im roten Quadrizepsmuskel abnahm. Dennoch waren sowohl die Glukoseaufnahme als auch die Triglyceridsynthese im epididymalen Fettgewebe erhöht, während die Muskeln nach 5 Stunden eine fortschreitende Abnahme der Glukoseverwertung und der Glykogensynthese zeigten. Die Insulinsignalisierung , die durch Akt-Phosphorylierung (Ser473) bestimmt wurde, blieb im epididymalen Fettgewebe intakt, nicht jedoch im roten Quadrizepsmuskel. Darüber hinaus gab es im Gegensatz zum Muskel keine Hinweise auf eine PKC-Aktivierung im epididymalen Fettgewebe.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse bestätigten und erweitern Erkenntnisse, die darauf hindeuten, dass weißes Fettgewebe bei anhaltend erhöhter Glukosekonzentration ganz anders reagiert als Muskeln.