Auswirkungen von chronischem variablem Stress auf die Insulinsensitivität und die Spiegel gastrointestinaler Hormone

Fragestellung: Stress ist eine Bedrohung der Homöostase durch intrinsische und extrinsische Kräfte. Studien in Nagern und Menschen zeigen, dass chronischer Stress und posttraumatische Belastungsstörung zu metabolischen Abnormitäten wie viszeraler Adipositas, Typ 2 Diabetes und dem metabolischen Syndrom beitragen können. Jedoch sind die zugrundeliegenden Mechanismen der Verbindung zwischen Stress und metabolischen Beeinträchtigungen noch bei weitem nicht verstanden. Mit unseren Untersuchungen wollten wir die Auswirkung von chronischem variablem Stress (CVS) auf die Insulinsensitivität von Mäusen weitergehend charakterisieren. Die Spiegel gastrointestinaler Hormone als weitere mögliche Faktoren bei der Diabetesentwicklung wurden ebenfalls analysiert.

Methodik: Drei Monate alte, männliche C57BL/6J Mäuse wurden für 15 Tage einer randomisierten Reihe von Stressoren ausgesetzt (CVS-Gruppe). Die Kontroll (Ktr)-Gruppe wurde in einem getrennten Raum gehalten. Die Körperzusammensetzung der Tiere wurde mittels NMR vor und nach dem CVS bestimmt. Nach der CVS-Periode und 4h Fasten wurde Blut zur Messung der Spiegel von Corticosteron (mittels RIA) entnommen (09:00 – 10:30Uhr). Anschließend wurde in vivo die Insulinsensitivität mit der Goldstandard-Technik des hyperinsulinämischen-euglykämischen Clamps bestimmt. Nach dem Clamp wurden die Tiere euthanasiert und das Blut zur Analyse der Spiegel gastrointestinaler Hormone mittels Multiplex-Immunassay gesammelt. Zur Berechnung statistischer Signifikanzen wurde der Student's t-Test angewendet (unpaarig, two-tailed). Als signifikant wurden Unterschiede bei p < 0,05 angesehen.

Ergebnisse: Die CVS-Gruppe (n = 9 – 11) wies ein verringertes Körpergewicht (24,70 ± 0,47 g, p < 0,05), eine verringerte Magermasse (21,50 ± 0,38 g, p < 0,01) und eine erhöhte Fettmasse (2,64 ± 0,10 g, p < 0,0001) im Vergleich zur Ktr-Gruppe (n = 9 – 11), (26,62 ± 0,56 g; 23,61 ± 0,52 g; 1,92 ± 0,10 g) auf. Entsprechend waren die Corticosteron-Spiegel im Plasma der CVS-Gruppe erhöht (186,20 ± 47,49 vs. 36,57 ± 8,27 ng/ml, p < 0,01). Die basale endogene Glukoseproduktion (EGP) war in der CVS-Gruppe erniedrigt (19,16 ± 0,90 vs. 23,02 ± 1 mg/kg/min, p < 0,05). Die Ganzkörper-Insulinsensitivität, gemessen an der Glukoseinfusionsrate (GIR), wurde durch den CVS nicht beeinträchtigt (65,38 ± 2,30 vs. 64,31 ± 3,70 mg/kg/min, p > 0,05). Die Suppression der EGP durch Insulin war in der CVS-Gruppe erniedrigt (92 ± 6 vs. 117 ± 7%, p < 0,05), wohingegen die Insulinstimulierung des Glukoseumsatzes in peripheren Geweben im Vergleich zur Ktr-Gruppe erhöht war (356 ± 20 vs. 276 ± 9%, p < 0,05). Die Ghrelin-Spiegel im Plasma waren in der CVS-Gruppe erniedrigt (9851 ± 629 vs. 14133 ± 1904pg/ml, p < 0,05). Die GIP- und GLP-1-Spiegel zeigten keine Unterschiede zwischen den Gruppen.

Schlussfolgerungen: CVS beeinträchtigt die hepatische Glukoseproduktion, verbessert den Glukoseumsatz in Skelettmuskel und Fettgewebe und wirkt sich demnach gewebespezifisch auf die Insulinsensitivität aus. CVS erniedrigt die Ghrelin-Spiegel im Plasma.