Insulin schützt vor Darmkrebs

Signalweg in der Schleimhaut des Verdauungstrakts stärkt die Darmbarriere

7. März 2019

Übergewicht fördert die Entstehung von Insulinresistenz und das Risiko, an Darmkrebs zu erkranken. Kölner Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung haben eine neue Wirkungsweise von Insulin in der Darmschleimhaut entdeckt. Der dortige Signalweg des Hormons ist für die Aufrechterhaltung der Darmbarriere und den Zusammenhang von Insulinresistenz und Darmkrebs verantwortlich.

Links: In gesunden Mäusen wird das rot markierte Protein (Desmoplakin) von den Darmzellen in Desmosomen eingebaut. Rechts: Bei einem fehlerhaften Insulinsignalweg bleibt das Protein im Zellplasma. Dadurch können keine Desmosomen gebildet werden und die Darmbarriere wird geschwächt.

Über die Darmschleimhaut werden nicht nur Nährstoffe aufgenommen, sondern auch Krankheitserreger und Keime gelangen über das Essen in den Darm. Daher wirkt die äußerste Zellschicht der Darmschleimhaut, das Darmepithel, wie eine Barriere. Sie verhindert das Eindringen von Krankheitserregern. Die Zellen sind unter anderem über sogenannte Desmosomen miteinander verknüpft, die wie Klettverschlüsse die Zellen eng verbinden.

Eine Zerstörung der Darmbarriere führt zum Eindringen von Bakterien, die zu starken Entzündungen führen und so Darmkrebs begünstigen. „Bei Mäusen, die eine Fettdiät erhalten und übergewichtig sind, können wir den sogenannten undichten Darm beobachten“, erzählt Anna Lena Ostermann, die als Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Thomas Wunderlich die Hauptarbeit an dieser Studie geleistet hat. Sie fügt hinzu: „Diese Mäuse entwickeln häufiger Darmkrebs als ihre dünnen Artgenossen.“

Eine Folge von Übergewicht ist die Insulinresistenz, bei der die Insulinrezeptoren nicht mehr auf Insulin reagieren. Das Hormon Insulin wird von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet, wenn in Folge von Nahrungsaufnahme der Blutzucker steigt, um den Zellen zu signalisieren diesen aufzunehmen. Auch das Darmepithel besitzt Insulinrezeptoren, obwohl diese für die Aufnahme von Nahrung nicht relevant sind.

Insulin zur Bildung von Desmosomen

Ostermann und ihre Kollegen konnten nun zeigen, dass der Insulinsignalweg im Darmepithel die Aufrechterhaltung der Darmbarriere gewährleistet. Die Wirkung von Insulin in dieser Zellschicht aktiviert die Gene, die für die Bildung der Desmosomen verantwortlich sind. Ein Wiederaufbau der Desmosomen als Folge einer Verletzung der Darmbarriere kann somit bei Patienten mit Insulinresistenz schlechter erfolgen und das Risiko für Darmkrebs steigt.

Aber warum reguliert ein Signalweg, der für die Aufnahme von Zucker in die Zellen verantwortlich ist, auch die Aufrechterhaltung der Darmbarriere? „Ohne den Insulinsignalweg kann der Körper nicht leben, weil die Zellen keinen Zucker aufnehmen können, der für die Energiegewinnung notwendig ist. Die Aufrechterhaltung der Darmbarriere ist auch überlebenswichtig. Deshalb sind diese beiden Prozesse womöglich an einen der wichtigsten Signalwege geknüpft“, sagt Wunderlich.

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