Insulinresistenz – eine Hypothese

Insulinresistenz ist doof, denn langfristig steigt der Blutzucker-Spiegel, die Bauchspeicheldrüse steigert die Produktion von Insulin, was einer übersteigerten Produktion gleicht und letztendlich in einer Dysfunktion der beta-Zellen (Bauchspeicheldrüse) resultiert.

Der ursächliche Mechanismus wird intensiv diskutiert. Worüber man sich einig ist: Unverbrannte Fettsäuren im Muskel schalten das Insulin-Rezeptor-Substrat 1 ab, was ein Wirken von Insulin unmöglich macht. Der Zucker kommt somit nicht in die Zielorgane.

Die Frage müsste lauten: Wieso sind denn da unverbrannte Fettsäuren?

Eine Antwort ist klar. Übergewichtige Menschen haben konstant viel freie Fettsäuren im Blut, was auch durch Insulin nicht unterdrückt wird. Die lagern sich dann in (z.B.) der Muskelzelle ein.

Das wäre ja aber noch kein Problem, denn die kann man ja verbrennen. Oder nicht?

Wie blöd so eine Dysfunktion ist, kann man folgendermaßen erklären:

Nur oxidative Muskelfasern (gut!) lagern exzessiv Fettsäuren im Muskel ein (auch noch gut). Das soll uns ja eigentlich helfen, Fettsäuren als Energie-Substrat zu verwenden.

Jetzt kommt der Knackpunkt: Diese Fettsäuren werden erst einmal nicht ordentlich verbrannt (Gründe kommen gleich).

Daraus folgt, dass die Zelle „zu“ macht und keine Glukose mehr in die Zelle lässt, was ja auch doof ist, denn jetzt sind wir abhängig von Fettsäuren, die ja aber offensichtlich nicht richtig verbrannt werden.

Der Zelle wird somit indirekt der Hahn zugedreht, denn jetzt haben wir ein Energie-Paradox: Es ist zwar genug da, was aber offensichtlich nicht genutzt wird, was zur Folge hat, dass die Zelle die weitere Aufnahme von Substraten (z.B. Zucker) verhindert.

Die Muskelzelle erfährt nun eine komplexe molekulare Veränderung: Die oxidativen Fasern werden weniger. Dies kann zwei Gründe haben: a) die Zelle will wieder mehr Glukose aufnehmen können, weniger Fett, was dann heißt, dass sie wieder glykolytisch (zuckerverbrennend) wird

b) die Zelle kann das Fett nicht ordentlich verwerten, was zur Folge hat, dass die Muskelzelle versucht, glykolytisch zu werden, um wieder eine normal-geregelte Energiezufuhr zu gewährleisten.

Das Problem an der Sache ist: Die unverbrannten Fettsäuren sind ja immer noch da.

Doppelt blöd, weil jetzt haben wir weniger oxidative Kapazität, mehr anaerobe glykolytische Kapazität, aber trotzdem eine Insulinresistenz, weil die Fettsäuren noch da sind und auch nicht mehr verbrannt werden können, weil die oxidative Kapazität dafür fehlt.

Die anfängliche Kausalität beginnt dann, wenn man einen oxidativen Muskel hat, der die Fettsäuren nicht los wird. 

Warum Sportler trotz dieser eingelagerten Fettsäuren keine Insulinresistenz entwickeln, hat drei banale Gründe:

a) AMPk-Aktivierung „overrides“ diese Effekte. Das heißt die Zelle nimmt dann wieder Glukose auf, ungeachtet der Tatsache, dass da Fettsäuren eingelagert sind.

b) Viele Sportler beanspruchen intensiv ihre glykolytische Kapazität, was auch heißt, dass viele Sportler ihre Energie von vornherein nicht aus Fettsäuren beziehen, sondern eher aus Glukose. Zudem stehen konstant weniger freie Fettsäuren zur Verfügung und somit finden wir auch weniger im Muskel.

c) Sportler haben eine höhere PPARalpha Expression, was – jetzt kommt’s – für die Synthese von L-Carnitin zuständig ist.

Achso…

L-Carnitin kann also erst entstehen, wenn PPARalpha exprimiert wird, was ja aber nur bei aktiven Menschen der Fall ist.

Eine kleine Rechnung. 

Der menschliche Körper kann täglich ca. 20mg Carnitin synthetisieren. Aber auch nur dann, wenn Vitamin C, Eisen, B6 und B3 da ist. Ein Mangel an einer dieser Substanzen hat direkt eine Carnitin-Defizienz als Folge.

Der Muskel an sich, ist nicht in der Lage Carnitin zu synthetisieren und ist deshalb angewiesen auf die Leber (oder die Niere) als Generator.

Pro KG rotem Muskelfleisch (z.B.) Rind, finden wir zwischen 1000mg und 1500mg L-Carnitin. Wenn man diesen Muskel als Vorbild nimmt, der ja hoch-oxidativ ist und niemals Insulinresistenz entwickelt, dann bräuchte dein Körper 50 Tage um die optimale Menge an LCar/kg Muskel zu synthetisieren. Angenommen wir haben im Schnitt eine Muskelmasse von 55% unseres Körpergewichtes, dann wäre das für einen 80kg schweren Mann immerhin 44kg Muskulatur. Wenn wir jetzt davon ausgehen, dass ca. 60% davon oxidativ sind, dann wären das immer noch ca. 26kg.

Um diese 26kg also optimal mit dem benötigten LCar zu versorgen, bräuchte (ein) Mann 4 Jahre, aber auch nur dann, wenn a) der Bedarf gleich bleibt und b) die dafür nötigen Substrate zur Verfügung stehen.

Du merkst, das ist alles ein wenig schwammig und nicht so sinnvoll.

Die Frage müsste außerdem lauten: Woher bekommt das Rind denn sein Carnitin? Darmbakterien? Wahrscheinlich.

Der Grund, warum ich das hier ausrechne ist:

L-Carnitin ist nicht nur verantwortlich für den Transport von Fettsäuren, sondern bindet Acetyl-Gruppen, was wiederum den Glukose-Stoffwechsel aktiv macht. Weiterhin sorgt L-Carnitin für die nötige Genexpression, um Fettsäuren ordentlich zu verbrennen (CPT1, FABP, mitochondriale Dichte, Enzyme des Citrat-Zyklus und der Atmungskette etc.) und verhindert den oben erwähnten Muskelfaser-Switch von oxidativ zu glykolytisch, was die Wahrscheinlich erhöht, Fettsäuren ordentlich zu verbrennen.