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A4 - Slow Release Kohlenhydrate bei Diabetes mellitus

Abbildung 1 Unterschied der glykosidischen Bindung von Sukrose und Isomaltulose


Wirkung von verzögert resorbierten Kohlenhydraten bei Diabetes mellitus

Projektleiter: T. Linn

Immer mehr Menschen erkranken weltweit an Diabetes mellitus. Die häufigste Form ist der Typ 2 Diabetes. Dieser war früher eine altersabhängige Erkrankung, jedoch wird in den letzten Jahren eine zunehmende Tendenz zum Auftreten im Kindes- und Jugendalter festgestellt. Die typischen metabolischen Veränderungen sind überhöhter Glukoseausstoß durch die Leber, verminderte insulinvermittelte Glukoseaufnahme in die Körperzellen sowie Verlust der schnellen, flexiblen Insulinsekretion. Die Folge ist eine unnatürlich hohe extrazelluläre Verfügbarkeit von Glukose. Dies führt innerhalb weniger Jahre der Erkrankung zu einer beschleunigten Alterung der Blutgefässe im Sinne einer Arteriosklerose der großen Arterien und einem massiven Abbau von Haargefässen insbesondere in Augen, Nieren und peripheren Nerven.
Kürzlich wurde in epidemiologischen Untersuchungen der Anstieg des Blutzuckers nach einer Mahlzeit (postprandialer Blutzucker) als spezifischer Risikofaktor für Gefässerkrankungen identifiziert. Daher ist es wünschenswert, Kohlenhydrate zu finden, die den postprandialen Blutzucker senken. Es sind möglichst natürlich vorkommende Kohlenhydrate, deren enzymatischer Abbau im Dünndarm verzögert abläuft von Interesse.
Isomaltulose ist ein reduzierendes Disaccharid, das natürlicherweise in bestimmten Pflanzen angereichert wird. Es zeichnet sich durch eine 1,6-glykosidische Bindung von Glukose und Fruktose im Gegensatz zur 1,2-glykosidischen Bindung von Haushaltszucker (Sukrose) aus (Abbildung 1).

Dies hat zur Folge, daß die beiden Disaccharide sich in ihren chemischen Eigenschaften unterscheiden. Für die Anwendung beim Diabetes ist bedeutsam, daß Isomaltulose im Dünndarm wesentlich langsamer gespalten wird als Sukrose.

Aufgrund unserer Untersuchungen führt dies zu einer langsameren Anflutung von Glukose aus dem Darm im Blut, was der trägen Insulinsekretion bei Diabetikern entgegen kommt. Mit ansteigender Dosis des jeweiligen Disaccharids verschiebt sich die Rückkehr der Blutglukose zum Ausgangswert auf der Zeitachse nach rechts. Erwartungsgemäß ist der Blutzuckeranstieg der Isomaltulose damit verzögert im Vergleich zu Sukrose (Abbildung 2).
Die verzögerte Resorption der Isomaltulose kann dazu führen, daß nennenswerte Mengen in tiefere Darmabschnitte gelangen, in denen auch Bakterien anzutreffen sind. Der Wasserstoffgehalt in der Ausatemluft der Probanden ist ein Maß für die Fermentation durch Darmbakterien. Fermentation ist wegen des Auftretens von Gasbildung und nachfolgenden Bauchbeschwerden unerwünscht. Messungen des Wasserstoffgehaltes der Ausatemluft ergaben keine nennenswerte Fermentation bei Ingestion von bis zu 50 g Isomaltulose (Abbildung 3).

A4-2
Abbildung 2 Isomaltulose verzögert den höchsten Punkt des Blutzuckerspiegels (rote Pfeile) und die Rückkehr zum Ausgangswert (grüne Pfeile) im Vergleich mit Sukrose. Es wurde drei verschiedene Dosierungen der beiden Disaccharide verabreicht (12,5; 25 und 50 g).


A4-3
Abbildung 3 zeigt die mittlere Wasserstoffkonzentration in A4-3der Ausatemluft (in parts per million = ppm) während der Beobachtungszeit eines Tests. Es zeigt sich bis auf einen Test (>50 ppm) keine nennenswerte Erhöhung des Wasserstoffgehaltes in der Ausatemluft. Dieser Patient hatte zum Zeitpunkt des Tests eine milde Gastroenteritis wie sich später herausstellte.

 

Weitere Ziele dieses Projektes sind die Überlegenheit von langsam resorbierbaren Kohlenhydraten im Vergleich zu Haushaltszucker bei Personen mit Diabetes zu zeigen, die Kinetik der enteralen Resorption von solchen Kohlenhydraten zu definieren und die potentiellen Nebenwirkungen von Dosen mit mehr als 50 g pro Mahlzeit langsam  resorbierbarer Kohlenhydrate zu dokumentieren.

Drittmittelförderung: Niederländisches Wirtschaftsministerium über Numico Research

Weitere Informationen erhalten Sie auf der Seite der klinischen Forschungseinheit der Universität Giessen (CRU).