Hirnschrittmacher lindert Typ-2-Diabetes

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Amsterdam – Die Implantation eines Hirnschrittmachers bei einem Patienten mit Zwangsstörungen hatte einen überraschenden Nebeneffekt: Der Mann, der gleichzeitig unter einem Typ-2-Diabetes litt, konnte seine Insulindosis reduzieren. Die Forscher führen dies in Science Translational Medicine (2018; 10: eaar3752) auf eine vermehrte Freisetzung von Dopamin aus dem Striatum zurück.

Der 53 Jahre alte Mann hatte am Academisch Medisch Centrum in Amsterdam einen bilateralen Hirnschrittmacher erhalten, der den ventralen anterioren Schenkel der Capsula interna (vALIC) stimuliert. Die tiefe Hirnstimulation des vALIC hat sich bei Patienten mit schweren Depressionen, aber auch bei Zwangsstörungen (OCD) als wirksam erwiesen. Der Patient hatte neben der OCD auch einen Typ-2-Diabetes, den er mit Metformin und Insulin behandelte. 

Zur Überraschung der Ärzte konnte der Patient nach der Implantation des Hirnschrittmachers die tägliche Insulindosis von 226 auf 180 I.E. senken. Ein Grund könnte das Absetzen des Medikaments Quetiapin sein, das langfristig das Risiko auf einen Typ-2-Diabetes erhöht. Der Wechsel trat dafür allerdings zu rasch ein. Ein Team um die Endokrinologin Mireille Serlie wusste, dass der Nucleus accumbens, der sich in der Nähe des Implantats befindet und Teil des Belohnungssystems ist, bei Mäusen den Glukosestoffwechsel beeinflusst. Die Forscher beschlossen deshalb, der Sache auf den Grund zu gehen.

Zunächst verglichen sie den Stoffwechsel des Patienten bei ein- und ausgeschaltetem Hirnschrittmacher. Die Labortests zeigten, dass sich mit dem Einsetzen der tiefen Hirnstimulation die Glukoseverteilung auf die Zellen verbesserte und die Bildung von freien Fettsäuren vermindert wurde. Dies spricht für eine verbesserte Insulinwirkung. 

Die Untersuchung von 14 weiteren OCD-Patienten mit Hirnschrittmacher bestätigte die Ergebnisse. Obwohl diese Patienten nicht an einem Typ-2-Diabetes litten, war eine Steigerung der Insulinsensitivität auch bei ihnen nachweisbar. 7 der 14 Teilnehmer waren übergewichtig. Bei ihnen waren die Auswirkungen auf die Insulinwirkung ausgeprägter als bei den schlanken Teilnehmern. Dieser Vorteil war, wie eine SPECT-Untersuchung ergab, mit einer vermehrten Freisetzung von Dopamin im Striatum verbunden. 

Als nächstes wurden 10 gesunde Menschen mit AMPT (Alpha-methyl-p-Tyrosin) behandelt, das im Gehirn die Synthese von Dopamin hemmt. Die Folge war eine Verminderung der Insulinwirkung.

Zum Abschluss wurde in einem optogenetischen Experiment bei Mäusen gezielt die Aktivität der Neurone angeschaltet, die im Nucleus accumbens für die Produktion von Dopamin zuständig sind. Auch dies verbesserte bei den Versuchstieren die Insulinsensitivität und die Glukoseverteilung auf die Zellen.

Die Experimente belegen, dass der Nucleus accumbens einen Einfluss auf die Insulinwirkung hat. Die Behandlung von Menschen mit Typ-2-Diabetes mit einem Hirnschrittmacher wäre sicherlich eine Übertherapie (zumal die Einsparungen bei der Insulindosis mäßig waren). Die Ergebnisse könnten die Arzneimittelforschung jedoch anregen, nach zentralwirksamen Wirkstoffen zur Behandlung des Typ-2-Diabetes zu suchen. © rme/aerzteblatt.de