Die Ursachen von neurologischen Komplikationen bei Diabetes sind bis heute nicht vollständig verstanden. Eine neue Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Markus Schwaninger, Dr. Julica Inderhees und Riccardo Costalunga vom Institut für experimentelle und klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität zu Lübeck und der CBBM Bioanalytic Core Facility zeigt, dass das Stoffwechselprodukt Dimethylglyoxal (DMG) hierbei eine entscheidende Rolle spielt. Erhöhte DMG-Konzentrationen führen zu oxidativem Stress und kognitiven Beeinträchtigungen. Die Forschungsergebnisse könnten zu neuen Präventions- und Behandlungsansätzen bei Diabetes führen. Die Studie wurde in dem renommierten Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

Originalveröffentlichung: Rhein, S., Costalunga, R., Inderhees, J. et al. The reactive pyruvate metabolite dimethylglyoxal mediates neurological consequences of diabetes. Nat Commun 15, 5745 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50089-3

Pressemitteilung: Ursache für neurologische Komplikationen bei Diabetes: Universität zu Lübeck (uni-luebeck.de)

Hypothyreose, gekennzeichnet durch eine reduzierte Produktion von Schilddrüsenhormon (TH), führt zu Stoffwechselproblemen wie Hypothermie, Müdigkeit, Gewichtszunahme, trockene Haut und Haarausfall. Unter den betroffenen Organen ist auch die Leber, wo niedrige TH-Spiegel die Gefahr einer Fettleber erhöhen.

In Anbetracht dessen, dass der Leberstoffwechsel im Laufe des Tages starke Schwankungen zeigt, ist überraschend wenig über die zeitlichen Auswirkungen eines veränderten Schilddrüsenstatus bekannt. Um diese Lücke zu schließen, untersuchten Forscher des Instituts für Neurobiologie und des Instituts für Endokrinologie und Diabetes am CBBM die Lebern von hypothyreotischen Mäusen. Sie fanden heraus, dass Tiere mit niedrigem TH-Spiegel eine deutliche Abnahme der Stoffwechselaktivität und der Körpertemperatur zeigen. Im Gegensatz dazu waren die Auswirkungen auf die Leberfunktion eher subtil und deutlich geringer als die von hohem TH-Status. Prof. Oster, leitender Autor der Studie, betont, dass diese Befunde darauf hinweisen, dass die gesunde Leber bereits ein Organ mit geringer TH-Aktivität ist und daher weniger empfindlich auf eine weitere Abnahme der TH-Spiegel reagiert.

Die Autoren entwickelten bioinformatische Werkzeuge, um zu entschlüsseln, wie der Schilddrüsenstatus die Leberfunktion auf zeitabhängige Weise beeinflusst. So identifizierten sie mehrere neue TH-abhängige für den Leberstoffwechsel wichtige Prozesse. Auch hier war die Antwort der Leber bei hypo- im Vergleich zu hyperthyreoten Mäusen deutlich geringer.

Dr. de Assis, der Erstautor der Studie, betont die Bedeutung der Berücksichtigung der Zeit in Stoffwechselstudien. „Unsere Temporalanalyse ist Standardansätzen, die die Tageszeit vernachlässigen, weit überlegen, und sie ist leicht auf andere Gewebe anwendbar“, sagt er. Die Ergebnisse betonen die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen, um die Beziehung zwischen Schilddrüsenhormonen, Leberfunktion und Zeit besser zu verstehen.

Die Studie wurde im Januar 2024 in Scientific Reports (https://doi.org/10.1038/s41598-023-50374-z) als Teil des Sonderforschungsbereichs "LocoTact", finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), veröffentlicht.