Grundlagenforschung

Diabetesforschung am Höhlenfisch

23. Mär 2018

Insulinresistenz ist eine Vorstufe von Typ-2-Diabetes und entwickelt sich aufgrund eines dauerhaften Überangebots an Nahrung. Sie führt langfristig zu erhöhten Blutzuckerspiegeln und zieht beim Menschen viele Folgeerkrankungen nach sich. Nicht so beim Höhlensalmler der Art Astyanax mexicanus. Der Süßwasserfisch nutzt die Insulinresistenz offenbar, um mit einem extrem reduzierten Nahrungsangebot auszukommen. Aufgrund seines außergewöhnlichen Zuckerstoffwechsels könnte der Höhlenbewohner Karriere machen als Modellorganismus für die Diabetesforschung.

Blinder Höhlenfisch Astyanax Mexicanus © backiris - Fotolia

© backiris / Fotolia

Bewegungsmangel, Übergewicht und zu viel Zucker in der Nahrung können langfristig dazu führen, dass die Körperzellen ihre Empfindlichkeit gegenüber dem Hormon Insulin verlieren. Zucker kann dann nicht mehr in ausreichender Menge in Muskel-, Leber- und Fettzellen eingeschleust und dort verbrannt werden. Ein Metabolisches Syndrom entwickelt sich, die erhöhte Zuckerkonzentration im Blut beeinträchtigt viele Organsysteme. Mit der Zeit kommt es zu Schäden an kleinen und größeren Blutgefäßen und Nervenzellen, mit möglichen Auswirkungen auf Herzkreislaufsystem, Nieren, Nerven, das Sehvermögen und andere Körperfunktionen. 

Erhöhter Blutzucker? Kein Problem für den Höhlenfisch

Ein US-amerikanisches Wissenschaftlerteam berichtet im Fachmagazin ‚Nature‘ von einer außergewöhnlichen Regulation des Zuckerstoffwechsels bei einem Süßwasserfisch. Dieser lebt in Höhlen und muss mit einem sehr unregelmäßigen und die meiste Zeit des Jahres extrem niedrigen Nahrungsangebot auskommen. Im Laufe der Evolution haben die Höhlenbewohner darauf reagiert: Eine sehr hohe Insulinresistenz und ein dadurch dauerhaft hoher Blutzuckerspiegel scheint sie zu befähigen, lange Zeit von den eigenen Reserven zu leben. Zuckerbedingte Folgeschäden an den Organsystemen sind bei diesen Fischen nicht zu beobachten.

Im Gegensatz zu verwandten Fischarten, die an nährstoffreicheren Gewässeroberflächen leben, zeigen die höhlenbewohnenden Fische eine genetische Veränderung des Insulinrezeptors. Diese führt dazu, dass weniger Zucker in die Körperzellen eingeschleust werden kann. Die Mechanismen, die die Fische vor den dauerhaft erhöhten Zuckerspiegeln im Blut schützt, sind noch nicht im Detail bekannt.

Ein neues Modell im Dienste der Diabetesforschung

Eine vergleichbare Gen-Veränderung des Insulinrezeptors kann auch beim Menschen auftreten und führt dort zu einer schweren Form der Insulinresistenz. Der Höhlensalmler könnte aufgrund seines außergewöhnlichen Zuckerstoffwechsels zu einem interessanten Modellorganismus für die Diabetesforschung werden, so die Autoren. Die Forschung am Fisch könne auf lange Sicht Erkenntnisse darüber liefern, wie Folgeerkrankungen von Typ-2-Diabetes vermieden werden könnten.

Quellen:

Riddle, M.R., et al.: Insulin resistance in cavefish as an adaptation to a nutrient-limited environment. In: Nature, 2018 Mar 21. doi: 10.1038/nature26136. [Epub ahead of print]

Spektrum.de: Höhlenfisch Astyanax mexicanus: Fit trotz Insulinresistenz. Meldung vom 21.3.2018 (letzter Abruf: 23.3.2018)


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