Oxidativer Stress entsteht, wenn unsere Zellen bestimmten Sauerstoff-Reaktionen ausgesetzt sind. Im Stoffwechsel können dadurch Schäden an Zellen oder deren Funktion entstehen. In der Literatur wird ein Zusammenhang zwischen oxidativem Stress und einer peripheren Insulinresistenz, d.h. einer verminderten Glukoseaufnahme insbesondere in die Muskel- und Fettzellen, beschrieben – ein frühes Anzeichen für Typ-2-Diabetes. Ursache ist unter anderem eine gestörte Mitochondrienfunktion. Bei Menschen mit Adipositas kommt außerdem ein verminderter Sauerstoffgehalt im Blut und oxidativer Stress im weißen Fettgewebe hinzu.

Das Prinzip der Hormesis besagt, dass eine kleine Dosis schädlicher Reize die Gesundheit fördern und unsere Widerstandskraft stärken kann. „Die Mitohormesis sagt dabei, dass eine kurzfristige Änderung, z. B. eine Änderung der Nährstoffversorgung der Mitochondrien, also unserer „Zellkraftwerke“, den Stoffwechsel stimulieren kann“, erläutert Prof. Michael Roden, Direktor der Klinik für Endokrinologie und Diabetologie am Universitätsklinikum Düsseldorf sowie Direktor des Deutschen Diabetes-Zentrums.

Hyperbare Sauerstoff-Therapie birgt viele Vorteile

„Unsere Hypothese war es, dass eine Therapie mit 100% Sauerstoff (O₂) in einer Überdruckkammer (hyperbare Oxygenierung; HBO) die Hyperglykämie bei Menschen mit Typ-2-Diabetes verbessern könnte. Dazu verglichen wir die akute Wirkung einer einzelnen Sitzung mit 100% O₂ mit einer Sitzung mit 21% O₂ Umgebungsluft in einer Druckkammer“, erklärt Erstautorin Sarabhai die Zielsetzung der Studie. Ihre prämierte Arbeit zeigt nun die Ergebnisse dieser randomisierten, Placebo-kontrollierten, Cross-over Studie: Nach einer einzelnen HBO-Sitzung mit 100% O₂ kam es zu einer deutlich erniedrigten Nüchternblutglukose und gleichzeitig zu verbesserten Insulinsensitivität in Leber-, Muskel- und Fettgewebe im Vergleich zur Kontrollgruppe mit nur 21 % O₂. Die erhöhte Menge an O₂ im Blut durch die hyperbare Sauerstoff-Therapie konnte die Sauerstoffversorgung in allen Geweben verbessern, die Insulinwirkung steigern und den mitochondrialen Stoffwechsel anregen. „Die Arbeit von Frau Dr. Sarabhai ist daher von klinischer Relevanz, denn sie beleuchtet nicht nur die Funktionsstörungen auf Zellebene bei Typ-2 Diabetes sondern zeigt auch einen Weg, um die beeinträchtigten Stoffwechselvorgänge verletzter oder unzureichend versorgte Gewebe – wie z.B. beim diabetisches Fußsyndrom – zu verbessern“, bewertet Prof. Roden die Ergebnisse.

Karl-Oberdisse-Preis würdigt NRW-WissenschaftlerInnen

Die Nordrhein-Westfälische Gesellschaft für Endokrinologie und Diabetologie e. V. verleiht jährlich die Auszeichnung für die beste klinische oder experimentelle Arbeit auf dem Gebiet der Endokrinologie und Diabetologie, die von WissenschaftlerInnen in Nordrhein-Westfalen erarbeitet wurde. Im Rahmen ihrer Jahrestagung in Köln erfolgte die Preisverleihung an Erstautorin Sarabhai, die seit 2018 als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Deutschen Diabetes-Zentrum und der Klinik für Endokrinologie und Diabetologie des Universitätsklinikums Düsseldorf (UKD) tätig ist. „Ich freue mich sehr über das entgegengebrachte Vertrauen und hoffe, dass dies einen neuen Abschnitt in meiner Forschungsarbeit einläutet. Gemeinsam mit unserem Team am DDZ freue ich mich auf weitere spannende Projekte und möchte auf diesen Erfolg aufbauen“, so die Preisträgerin.

Zur Person:

Theresia Sarabhai studierte von 2009 bis 2016 Humanmedizin an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und promovierte 2017 an der Klinik für Orthopädie, Unfallchirurgie und Handchirurgie bei Prof. Windolf. Von 2016 bis 2018 war sie Assistenzärztin in der Klinik für interventionelle und diagnostische Radiologie und Neuroradiologie der Universitätsklinik Essen. Seit 2018 ist Dr. Sarabhai Studienärztin am Institut für Klinische Diabetologie des DDZ in Düsseldorf. Im Mai 2020 begann sie außerdem ihre Tätigkeit als Assistenzärztin in der Klinik für Endokrinologie und Diabetologie an der Universitätsklinik Düsseldorf bei Prof. Roden. Dort absolviert sie derzeit auch ihre Weiterbildung zur Fachärztin für Innere Medizin, Endokrinologie und Diabetologie. Forschungsschwerpunkt der Preisträgerin ist die Charakterisierung des Lipid-, Glukose,- und Energiestoffwechsels des Menschen unter physiologischen Bedingungen sowie bei Stoffwechselstörungen wie Typ-2-Diabetes und nicht-alkoholischer Fettlebererkrankungen.

Quelle:

Sarabhai T, Mastrototaro L, Kahl S et al. Hyperbaric oxygen rapidly improves tissue-specific insulin sensitivity and mitochondrial capacity in humans with type 2 diabetes: a randomised placebo-controlled crossover trial. Diabetologia 2023;66:57-69. https://doi.org/10.1007/s00125-022-05797-0