Einfluss von intravenöser und oraler Gabe von Lipiden auf die Inflammation in humanem Fettgewebe

Fragestellung: Sowohl Lipide als auch Inflammation sind mit der Entwicklung von Insulinresistenz und Typ 2 Diabetes assoziiert. Es wird vermutet, dass die Bindung von vermehrt aus dem Darmlumen in die Zirkulation freigesetztes Endotoxin (LPS) und/oder von freien Fettsäuren an Toll-like Rezeptoren in peripheren Geweben zunächst inflammatorische Signalwege aktiviert, bevor Insulinresistenz in Muskel, Leber und Fettgewebe entsteht. Ziel dieser Analyse war die Bestimmung des Einflusses von intravenös und oral verabreichten Lipiden gleicher Menge und Zusammensetzung sowie intravenös appliziertem LPS auf die Inflammation in humanem Fettgewebe.

Methodik: Sieben gesunde, glukosetolerante Probanden (2 Frauen, 5Männer; Alter 23,9 Jahre±2,0 Jahre; BMI 23,1±1,0kg/m²) wurden eingeschlossen. Die Studienteilnehmer erhielten in randomisierter Reihenfolge an jeweils einem Studientag: i.v. Intralipid® Infusion über 6 Stunden (IVL 1,5ml/min), p.o. die entsprechende Menge Sojaöl (POL; 100ml), i.v. LPS-Bolus (LPS; 0,5ng/kg Körpergewicht) und i.v. Glyzerol-Infusion über 6 Stunden (CON; 2,5% Glyzerol, 1,5ml/min). Biopsien wurden aus dem subkutanen abdominalen Fettgewebe vor und nach den verschiedenen Interventionen entnommen. Im Anschluss wurde ein hyperinsulinämischer-euglykämischer Clamp-Test durchgeführt. Nach der RNA-Isolation wurde mittels qPCR der mRNA-Gehalt der Zytokine bzw. Immunrezeptoren TNF-alpha, IL-6, IL-1beta, IL-1Ra, TLR2 und TLR4 quantifiziert.

Ergebnisse: Der Insulinsensitivität (gemessen als M-Wert) nahm in allen drei Interventionen im Vergleich zu CON deutlich ab (p<0,01). Allerdings hatten weder IVL noch POL einen Einfluss auf die mRNA-Expression von TNF-alpha, IL-6, IL-1beta, IL-1Ra, TLR2 und TLR4 verglichen mit CON. Hingegen bewirkte LPS bei allen Zytokinen und Immunrezeptoren außer IL-1Ra einen deutlichen Anstieg der mRNA-Expression: TNF-alpha (Mittelwert±SD (relative Einheiten)) (14,8±10,5 vs. 23,0±9,6; p=0,023), IL-6 (1,9±2,4 vs. 6,3±3,4; p=0,021), IL-1beta (7,3±3,6 vs. 60,3±39,2; p=0,011), TLR2 (22,9±9,4 vs. 66,1±33,1; p=0,009), TLR4 (36,3±17,2 vs. 74,9±31,3; p=0,004) für den Vergleich vor und nach LPS-Bolus.

Schlussfolgerungen: In jungen, gesunden Probanden führte weder eine intravenöse noch eine orale Gabe von Lipiden zu einer Immunaktivierung im Fettgewebe, wohingegen die direkte Gabe von LPS die Expression von pro- und antiinflammatorischen Zytokinen und Toll-like Rezeptoren steigerte. Diese Daten sprechen gegen eine Beteiligung inflammatorischer Prozesse im Fettgewebe in der akuten Lipid-induzierten Insulinresistenz des Menschen.