Einfluss der Darmmikrobiota auf die Insulinresistenz bei Typ-2-Diabetes

Eine Insulinresistenz zählt zu den wichtigsten pathophysiologischen Ursachen des Metabolischen Syndroms und Typ-2-Diabetes (T2D). Frühere metagenomische Studien haben die Eigenschaften der Darmmikrobiota und ihre Rolle beim Stoffwechsel wichtiger Nährstoffe bei einer Insulinresistenz beschrieben. So wurde berichtet, dass der Kohlenhydratstoffwechsel der kommensalen Mikroorganismen ≥10% zur Gesamtenergiegewinnung des Wirts beiträgt und damit eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Adipositas und Prädiabetes spielen kann. Der zugrunde liegende Mechanismus bleibt jedoch unklar.

Ein japanisches Forschungskonsortium analysierte nun in einer aktuellen Studie die Korrelation zwischen Kohlehydratstoffwechsel und Adipositas im menschlichen Organismus mithilfe einer umfassenden Multi-Omics-Strategie. Dazu kombinierten die Wissenschaftler Analysen der fäkalen Metabolomik mit Metagenomik-, Wirtmetabolomik- und Transkriptomik-Daten, um ein Profil der Beteiligung des Mikrobioms an der Insulinresistenz zu erstellen. Sie sammelten Daten von insgesamt 306 Personen ohne Diabetes (71% Männer). Der Median des BMI bzw. des HbA1c-Wertes betrug 24,9 kg/m2 bzw. 5,8%.

Die resultierenden Ergebnisse zeigten, dass fäkale Kohlenhydrate, insbesondere für den Wirt zugängliche Monosaccharide, bei Personen mit Insulinresistenz erhöht und mit dem mikrobiellen Kohlenhydratstoffwechsel und entzündlichen Zytokinen des Wirts assoziiert sind.

Die Forscher konnten zudem Darmbakterien identifizieren, die mit der Insulinresistenz und Insulinsensitivität korrelierten und ein entsprechend unterschiedliches Muster des Kohlenhydratstoffwechsels aufwiesen. Weiterhin ergaben Untersuchungen in einem Mausmodell, dass die mit der Insulinsensitivität assoziierten Bakterien spezifisch die Wirtsphänotypen der Insulinresistenz verbessern.

Fazit
Diese japanische Studie liefert einen umfassenden Überblick über die Beziehungen zwischen Wirt und Mikroorganismen bei der Insulinresistenz. Darüber hinaus werden Effekte des Kohlenhydratstoffwechsels durch die Mikrobiota aufgezeigt, welche ein potenzielles therapeutisches Ziel für die Verbesserung der Insulinresistenz künftig darstellen könnte. (je)

Autoren: Takeuchi T et al.
Korrespondenz: Hiroshi Ohno; [email protected]
Studie: Gut microbial carbohydrate metabolism contributes to insulin resistance
Quelle: Nature 2023;621(7978):389–395.
Web: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06466-x