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DOI: 10.1055/s-0035-1556571
Vereinfachte und ambulante Methode zur Charakterisierung des Glukosemetabolismus unter Verwendung von getrocknetem Blut und stabiler, nicht-radioaktiver Isotopenmarkierung: Dried blood spots (DBS-GLUC)
Fragestellung: Die klinische Charakterisierung des Glukosestoffwechsels erfolgt durch Plasmaglukosemessungen, orale Glukosetoleranztests (OGTT) oder Clamps. Teilweise müssen dafür größere Glukosemengen/Insulin verabreicht werden, oder eine medizinische Überwachung ist notwendig. Ziel dieser Studie war es, eine vereinfachte ambulante Methode zur Charakterisierung des Glukosemetabolismus zu entwickeln.
Methodik: Das innovative Vorgehen basiert auf der Kombination der Verabreichung einer geringen Menge nicht-radioaktiv markierter Glukose ([U13C6] Glukose) und dried blood spots (DBS). Wir haben ein standardisiertes Protokoll zur Extraktion und nachfolgenden massenspektrometrischen Analytik von Isotopenverteilungsmuster der Ziel-Metabolite Glukose, Lakat und Alanin entwickelt. Um aus den Isotopenverteilungsmustern quantitative Cori-Zyklus Flüsse zu gewinnen, haben wir diesen Zyklus mit Differentialgleichungssystemen modelliert und mittels Messungen über 3 Stunden nach Ingestion von 2 g markierter Glukose an je 4 gesunden Probanden und Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 (DM) validiert.
Ergebnisse: Bei erwartungsgemäß höherer Nüchternglukose bei DM (134-+39 vs. 100+-12 mg/dL) war die Dynamik des Glukosemetabolismus in beiden Gruppen unterschiedlich. Bei DM war der Glukoseumsatz im Blut gegenüber Kontrollen verlangsamt. Eine um 25% niedrigere Laktatproduktion aus Glukose bei DM suggerierte eine relative Insulinresistenz. Die hepatischen Glukoneogenese war bei den untersuchten DM Patienten höher als bei den gesunden Kontrollen (1,52 vs. 0.53 mg/(kg*min). Interessanterweise, konnten wir bei Frauen eine schnellere Glukoseaufnahme und -verstoffwechslung gegenüber Männern feststellen.
Schlussfolgerungen: Die DBS Methode erlaubt es, Aussagen über Glukoseproduktion und -abnahme ohne signifikante Insulinaktivierung zu machen. Es kann eine quantitative Aussage über das Ausmaß der basalen Glukoneogenese gemacht werden. Sie stellt daher eine sinnvolle Ergänzung zum OGTT dar, welcher die Reaktion des Systems auf exogene Glukosebelastung testet.