Insulinwirkung im Gehirn als Regulator des Stoffwechsels

Das Gehirn wurde lange als insulinunabhängiges Organ angesehen, da Insulin die Glukoseaufnahme in Neurone nicht beeinflusst. Mit dem Nachweis von Insulinrezeptoren im Gehirn [1] rückte die Aufklärung der Wirkung von Insulin im Gehirn jedoch in das Interesse der Forschung. Erste Ergebnisse aus Tierexperimenten zeigen eine Verringerung der Nahrungsaufnahme sowie des Körpergewichts nach direkter Verabreichung von Insulin ins Gehirn [2]. Auch beim Menschen beeinflusst Insulin die Gehirnaktivität mit metabolischen und kognitiven Auswirkungen auf den Körper, welche beispielsweise die Nahrungsauswahl, das Belohnungssystem, Gedächtnis und den peripheren Stoffwechsel betreffen [3].

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
09. Oktober 2024

• Literatur

• 1 Havrankova J, Roth J, Brownstein M. Insulin receptors are widely distributed in the central nervous system of the rat. Nature 1978; 272: 827-829
• 2 Woods SC, Lotter EC, McKay LD. et al. Chronic intracerebroventricular infusion of insulin reduces food intake and body weight of baboons. Nature 1979; 282: 503-505
• 3 Kullmann S, Heni M, Hallschmid M. et al. Brain Insulin Resistance at the Crossroads of Metabolic and Cognitive Disorders in Humans. Physiological Reviews 2016; 96: 1169-1209
• 4 Schmid V, Kullmann S, Gfrörer W. et al. Safety of intranasal human insulin: A review. Diabetes Obesity Metabolism 2018; 20: 1563-1577
• 5 Heni M. The insulin resistant brain: impact on whole-body metabolism and body fat distribution. Diabetologia 2024;
• 6 Kullmann S, Kleinridders A, Small DM. et al. Central nervous pathways of insulin action in the control of metabolism and food intake. Lancet Diabetes Endocrinol 2020; 8: 524-534
• 7 Heni M, Wagner R, Kullmann S. et al. Hypothalamic and Striatal Insulin Action Suppresses Endogenous Glucose Production and May Stimulate Glucose Uptake During Hyperinsulinemia in Lean but Not in Overweight Men. Diabetes 2017; 66: 1797-1806
• 8 Plomgaard P, Hansen JS, Ingerslev B. et al. Nasal insulin administration does not affect hepatic glucose production at systemic fasting insulin levels. Diabetes Obesity Metabolism 2019; 21: 993-1000
• 9 Gancheva S, Koliaki C, Bierwagen A. et al. Effects of Intranasal Insulin on Hepatic Fat Accumulation and Energy Metabolism in Humans. Diabetes 2015; 64: 1966-1975
• 10 Heni M, Wagner R, Willmann C. et al. Insulin Action in the Hypothalamus Increases Second-Phase Insulin Secretion in Humans. Neuroendocrinology 2020; 110: 929-937
• 11 Hallschmid M. Intranasal insulin. J Neuroendocrinology 2021; 33: e12934
• 12 Wagner L, Veit R, Fritsche L. et al. Sex differences in central insulin action: Effect of intranasal insulin on neural food cue reactivity in adults with normal weight and overweight. Int J Obes 2022; 46: 1662-1670
• 13 Benedict C, Kern W, Schultes B. et al. Differential Sensitivity of Men and Women to Anorexigenic and Memory-Improving Effects of Intranasal Insulin. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 2008; 93: 1339-1344
• 14 Hallschmid M, Higgs S, Thienel M. et al. Postprandial Administration of Intranasal Insulin Intensifies Satiety and Reduces Intake of Palatable Snacks in Women. Diabetes 2012; 61: 782-789
• 15 Hallschmid M, Benedict C, Schultes B. et al. Intranasal Insulin Reduces Body Fat in Men but not in Women. Diabetes 2004; 53: 3024-3029
• 16 Hummel J, Benkendorff C, Fritsche L. et al. Brain insulin action on peripheral insulin sensitivity in women depends on menstrual cycle phase. Nat Metab 2023; 5: 1475-1482
• 17 Tatulashvili S, Baptiste Julla J, Sritharan N. et al. Ambulatory Glucose Profile According to Different Phases of the Menstrual Cycle in Women Living With Type 1 Diabetes. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 2022; 107: 2793-2800
• 18 Hummel J, Kullmann S, Wagner R. et al. Glycaemic fluctuations across the menstrual cycle: possible effect of the brain. The Lancet Diabetes & Endocrinology 2023; 11: 883-884
• 19 Tschritter O, Preissl H, Hennige AM. et al. High cerebral insulin sensitivity is associated with loss of body fat during lifestyle intervention. Diabetologia 2012; 55: 175-182
• 20 Wagner R, Heni M, Tabák AG. et al. Pathophysiology-based subphenotyping of individuals at elevated risk for type 2 diabetes. Nat Med 2021; 27: 49-57
• 21 Kullmann S, Goj T, Veit R. et al. Exercise restores brain insulin sensitivity in sedentary adults who are overweight and obese. JCI Insight 2022; 7: e161498
• 22 Tiedemann LJ, Meyhöfer SM, Francke P. et al. Insulin sensitivity in mesolimbic pathways predicts and improves with weight loss in older dieters. eLife 2022; 11: e76835
• 23 Kullmann S, Hummel J, Wagner R. et al. Empagliflozin Improves Insulin Sensitivity of the Hypothalamus in Humans With Prediabetes: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Phase 2 Trial. Diabetes Care 2022; 45: 398-406