Einfluss einer kurzfristigen fettreichen beziehungsweise einer kohlenhydratreichen Diät auf die Insulinsensitivität und die intramyozellulären Lipiddepots bei gesunden Personen mit Insulinresistenz

Abstract

Für die Pathogenese des Diabetes mellitus Typ 2 wird neben der gestörten Insulinsekretion der pankreatischen Beta-Zellen vor allem die Insulinresistenz der Skelettmuskulatur verantwortlich gemacht. Die Entstehung der Insulinresistenz ist als Summe verschiedener Einflußfaktoren (genetische Prädisposition, mangelnde körperliche Aktivität, Übergewicht, fettreiche Ernährung u.a.) zu sehen, wobei in den letzten Jahren dem gestörten Fettstoffwechsel zunehmendes Interesse gilt. In diesem Zusammenhang wurde im Zytosol der Muskelzellen ein Lipidkompartiment (IMCL) entdeckt, das eine wichtige Rolle in der Pathogenese der Insulinresistenz zu spielen scheint. Der Gehalt dieser IMCLs ist negativ mit der Insulinsensitivität korreliert. Ziel: Sowohl akute experimentelle Exposition mit erhöhten freien Fettsäuren und Hyperinsulinämie als auch eine dreitägige hochgradig fetthaltige Diät reduzieren die Insulinsensitivität und erhöhen die IMCLs bei gesunden Probanden relevant. In der vorliegenden Studie wurden diese Beobachtungen an bereits insulinresistenten Probanden untersucht. Es wurde überprüft, ob und wie sich eine dreitägige fettreiche und eine dreitägige kohlenhydratreiche Diät auf die Insulinsensitivität und die IMCLs bei bereits insulinresistenten Probanden auswirkt. Weiterhin wurde untersucht, ob es einen Unterschied zwischen den Veränderungen unter fettreicher Kost gegenüber jenen unter kohlenhydratreicher Kost bei insulinresistenten und insulinsensiblen Probanden gibt. Im letzten Schritt wurde außerdem geprüft, ob sich diese Veränderungen zwischen insulinsensiblen und insulinresistenten Probanden unterscheiden. Methodik: Die Probanden ernährten sich gemäß eines einheitlichen Ernährungsplans jeweils drei Tage hochgradig fettreich und hochgradig kohlenhydratreich. Vor und nach den Diätphasen wurden die Insulinsensitivität anhand eines hyperinsulinämisch-euglykämischen Glukose-Clamps und die IMCL-Speicher mittels Magnet-Resonanz-Spektroskopie bestimmt. Ergebnisse: Bei insulinresistenten Probanden wurden weder die Insulinsensitivität noch die IMCLs durch die Diätinterventionen signifikant verändert. Allerdings zeigte der Vergleich der Veränderungen der Insulinsensitivität unter Kohlenhydratkost gegenüber Fettkost sowohl bei insulinresistenten als auch bei insulinsensiblen Probanden einen signifikanten Unterschied. Die nahrungsbedingten Veränderungen der Insulinsensitivität wie auch der IMCLs zeigten sich bei den Insulinsensiblen deutlicher als bei den Insulinresistenten. Diskussion: Insulinresistente Probanden stellen möglicherweise eine Gruppe dar, deren Organismus durch unterschiedliche Faktoren (genetische Prädisposition, Bewegungsmangel, fettreiche Ernährung u.a.) bereits vor Untersuchungsbeginn ungünstig beeinflußt war und die durch zusätzliche fettreiche Kost nicht mehr so negativ beeinflußt wurde wie die insulinsensible Kontrollgruppe. Durch den Vergleich zwischen den Veränderungen unter Fettkost gegenüber den Veränderungen unter Kohlenhydratkost wird außerdem deutlich, daß hier gegensätzliche Einflüsse bestehen. Die akute Beeinflussung von Insulinsensitivität und IMCLs durch kurzfristige Ernährungsumstellung ist demnach offenbar abhängig von der Zusammensetzung der Diät (Kohlenhydrate oder Fett) einerseits und von einer vorbestehenden Insulinresistenz andererseits.

Aims: This study examined the impact of a short-term high-fat diet and a high-carbohydrate diet on insulinsensitivity and intramyocellular lipids (IMCL) of healthy persons with insulinresistance. Furthermore, we tested whether there is a difference between the changes induced by a high-fat diet and those induced by a high-carbohydrate diet. Eventually, we checked if these changes differ between insulinsensitive and insulinresistant persons. Method: The subjects subsisted on high-fat and high-carbohydrate diets according to standard protocols for three days each. Insulinsensitivity was measured by glucose-clamp-technique whereas IMCLs were determined by H-MRS. Results: Diet intervention changed neither insulinsensitivity nor IMCLs in insulinresistant persons significantly. Comparing the alteration of insulinsensitivity induced by the high-fat diet with the alteration induced by the high-carbohydrate diet revealed a significant difference in both the insulinsensitive as well as the insulinresistant group. The alterations of insulinsensitivity and IMCLs were more distinct in insulinsensitive persons than in insulinresistant persons. Conclusions: Possibly insulinresistant persons are a group whose metabolism was already unfavourably influenced by several factors (genetic predisposition, high-fat food pattern, low exercise) previous to this study. Therefore, further impact of the high-fat diet didn’t affect insulinsensitivity and IMCLs as negatively as in the insulinsensitive group. The comparison of the changes induced by the high-fat diet and the high-carbohydrate diet points out the oppositional influence of these diets. Obviously, the acute influence of a short-term diet on insulinsensitivity and intramyocellular lipids depends on the composition of the diet (fat versus carbohydrates) and on a preexisting insulinresistance.