Diabetologie und Stoffwechsel 2019; 14(S 01): S42
DOI: 10.1055/s-0039-1688228
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Entzündung und mehr
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Reduktion von kurzkettigen Fettsäuren und gestörter Glukosestoffwechsel im Tiermodell des beschleunigten Typ 1 Diabetes

C Wessel
1   Deutsches Diabetes Zentrum, Institut für Klinische Diabetologie, Düsseldorf, Germany
,
M Blaut
2   Deutsches Institut für Ernährungsforschung, Abteilung Gastrointestinale Mikrobiologie, Potsdam-Rehbrücke, Germany
,
M Roden
1   Deutsches Diabetes Zentrum, Institut für Klinische Diabetologie, Düsseldorf, Germany
,
V Burkart
1   Deutsches Diabetes Zentrum, Institut für Klinische Diabetologie, Düsseldorf, Germany
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Publication History

Publication Date:
07 May 2019 (online)

 
 

    Fragestellung:

    Die beschleunigte Entwicklung des Insulinmangeldiabetes in Toll-like-Rezeptor 4 (TLR4) defizienten non-obese diabetic (NOD) Mäusen, einem Tiermodell des humanen Typ 1 Diabetes, geht einher mit Störungen des Glukose- und Lipidstoffwechsels vor dem Diabetes-Manifestationsalter. Kurzkettige Fettsäuren (short-chain fatty acids, SCFA) sind als Produkte des Darm-Mikrobioms wesentlich an der Kontrolle des Glukosestoffwechsel beteiligt. Wir prüften die Hypothese, dass die beschleunigte Diabetes-Entwicklung in TLR4-defizienten NOD Mäusen assoziiert ist mit einer Reduktion von SCFA-Konzentrationen im Darm und Plasma, sowie einer Störung des Glukosestoffwechsels.

    Methodik:

    Proben des Darminhalts und Plasma von normoglykämischen weiblichen NOD-Mäusen (Alter: 70 – 90 Tage) mit (NOD-TLR4+/+) oder ohne TLR4-Expression (NOD-TLR4-/-) wurden mittels Gaschromatografie/Massenspektrometrie auf ihre SCFA-Konzentrationen analysiert. Während eines intraperitonealen Glukosetoleranztests (2 g Glukose/kg Körpergewicht) wurden Plasma-Insulin-Konzentrationen mittels ELISA quantifiziert.

    Ergebnisse:

    Proben des Gesamt-Darminhalts von NOD-TLR4-/- (Essigsäure 5758 ± 178; Propionsäure 1314 ± 63; Buttersäure 1981 ± 298 µmol/l) und NOD-TLR4+/+-Mäusen (6160 ± 531; 1445 ± 151; 2294 ± 286 µmol/l) enthielten vergleichbare SCFA-Mengen. Plasma-Proben von NOD-TLR4-/–Mäusen wiesen niedrigere SCFA-Spiegel (Essigsäure 130 ± 3; Propionsäure 5 ± 1; Buttersäure 1 ± 1; Gesamt SCFA 138 ± 3 µmol/l) auf als Proben von NOD-TLR4+/+-Mäusen (148 ± 4; 9 ± 1; 3 ± 1; 161 ± 5 µmol/l) (alle p < 0,05). Detaillierte Analysen einzelner Darmabschnitte ergaben in NOD-TLR4-/–Mäusen für Propionsäure- bzw. Buttersäurekonzentrationen jeweils eine etwa 2-fach geringere Ratio zwischen Plasma und Caecum (alle p < 0,05). Im Glukosetoleranztest zeigten NOD-TLR4-/–Mäuse 15 Minuten nach Glukose-Applikation eine niedrigere Insulin-Konzentration im Plasma (0,6 ± 0,1 µg/l) als NOD-TLR4+/+-Mäuse (1,0 ± 0,1 µg/l) (p < 0,05).

    Schlussfolgerung:

    Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die beschleunigte Diabetes-Entwicklung in NOD-TLR4-/–Mäusen assoziiert ist mit einer Reduktion der Plasma-SCFA-Konzentrationen sowie einer Störung des Glukosestoffwechsels.


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