Anfälligkeit für Diabetes ist evolutionsbedingt

Blutzucker messen

Blutzucker messen: Typ-2-Diabetes nicht selten (Foto: pixabay.com, S. Buissinne)

Wissenschaftliche Untersuchung in den USA zeigt: Insulin befindet sich in einer Sackgasse

Indianapolis – Insulin befindet sich laut einer Studie unter der Leitung der Indiana University School of Medicine  in einer evolutionären Sackgasse. Damit wird seine Fähigkeit, sich an Fettleibigkeit anzupassen, eingeschränkt und die meisten Menschen werden anfällig für Typ-2-Diabetes. Die Sequenz des Insulins ist an der Grenze zur beeinträchtigten Produktion festgefahren – eine intrinsische Schwachstelle, die durch seltene Mutationen bei Diabetes verursachenden Insulin-Genen in der Kindheit entlarvt wird.

Pandemische Erkrankung

Die Forscher haben in der Studie biophysische Konzepte und Methoden genutzt, um die Proteinchemie mit dem entstehenden Forschungsgebiet der evolutionären Medizin in Verbindung zu bringen. Insulin wird durch eine ganze Reihe von sehr spezifischen Vorgängen produziert, die mit den Beta-Zellen in spezialisierten Zellen stattfinden. Ein Schritt dabei ist das Falten eines biosynthetischen Präkursors, dem Proinsulin. Damit wird die funktionale 3D-Struktur des Hormons geschaffen. Frühere Studien haben nahegelegt, dass die beeinträchtigte Biosynthese das Ergebnis verschiedener Mutationen sein könnte, die die Faltbarkeit des Proinsulins behindern.

Die aktuelle Studie hat untersucht, ob die Evolution des Insulins bei Wirbeltieren, inklusive dem Menschen, an einer Blockade angelangt ist. Die Frage ist, ob eine komplexe Serie von Schritten zu Einschränkungen geführt hat, die die Sequenz von Insulin vor dem Abgrund der Nichtfaltbarkeit eingefroren hat. Wenn ja, so könnte die Menschheit anfällig für Typ-2-Diabetes als eine pandemische Erkrankung der Zivilisation sein, so die Forscher. Laut den in „PNAS“ veröffentlichten Ergebnissen ist die Antwort auf beide Fragen „Ja“. Forschungsleiter Michael Weiss zufolge entwickeln sich biologische Prozesse normalerweise dahingehend, dass sie stabil sind. Sie schützen so im Großteil der Fälle vor Geburtsfehlern und Krankheiten. „Diabetes scheint eine Ausnahme zu sein.“

Insulin-Mutation untersucht

Das Team hat eine subtile Mutation des menschlichen Insulins in Bezug auf das Insulin bei anderen Tieren wie Kühen und Stachelschweinen untersucht. Das mutierte menschliche Insulin funktioniert innerhalb des Bereiches natürlicher Schwankungen des Insulins bei Tieren. Trotzdem wurde diese Mutation von der Evolution ausgeschlossen. Die Antwort auf dieses scheinbare Paradoxon ist, dass die verbotene Mutation die Faltung des Proinsulins selektiv blockiert und die Beta-Zellen belastet.

Die Wissenschaftler haben auch entdeckt, dass bereits die geringste Abweichung beim Vorgang der Sequenzierung des Insulins nicht nur die Faltung und damit letztendlich auch die Insulinsekretion beeinträchtigt, sondern auch zu zellulärem Stress führt, der seinerseits eine Dysfunktion der Beta-Zellen und damit eine dauerhafte Schädigung zur Folge hat. An der Studie waren auch Forscher der University of Michigan  und der Case Western Reserve University  beteiligt.

Quelle: pressetext.com