Es bestehen funktionelle Wechselwirkungen zwischen den Betazellen des endokrinen Pankreas und der Hypophyse, in der das circadiane Molekül Melatonin mit seiner synchronisierenden Wirkung entsteht. Ziel dieser Studie war es, sowohl bei Diabetes-Patienten als auch in einem Modellversuch mit diabetischen Ratten eine mögliche Wechselwirkung zwischen Insulin und Melatonin aufzuzeigen.
Wir führten bei den Patienten und den Goto-Kakizaki-Ratten (GK-Ratten) mit Typ-2-Diabetes eine radioimmunologische Bestimmung der Glukose-, Insulin- und Melatoninspiegel durch. Die Expression der Melatoninrezeptoren im Pankreas und der Insulinrezeptoren in der Hypophyse sowie der Serotonin-N-Acetyltransferase (AANAT) wurde mittels Echtzeit-RT-PCR-Test (Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion) bestimmt. Die Aktivität des AANAT-Enzyms wurde in Gewebshomogenaten der Hypophyse gemessen.
Bei den Diabetes-Patienten war eine Abnahme der Melatoninkonzentration zu beobachten, während im Pankreas der GK-Ratten eine Hochregulierung der Melatoninrezeptor-mRNA festgestellt wurde. In den Inselzellen des Pankreas der GK-Ratten kam es zu einer Expression der mRNA für den Pankreas-Melatoninrezeptor MT1, der zuvor bei Ratten und in INS1-Zellen identifiziert worden war.
Neben seinem Auftreten in Tierzellen wurde das Transkript des MT1-Rezeptors durch RT-PCR auch im menschlichen Pankreas entdeckt. Während bei den Ratten die mRNA-Expression des MT1-Rezeptors im Pankreas stark erhöht war, war die Aktivität des AANAT-Enzyms in der Hypophyse verringert. Letztere Beobachtung korrelierte mit der Plasma-Melatoninkonzentration.
Die mRNA des Insulinrezeptors in der Hypophyse war bei den GK-Ratten in geringerer Menge vorhanden. Unseren Beobachtungen zufolge dürfte zwischen Melatonin und Insulin eine funktionelle Wechselwirkung bestehen. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass es bei der Diabetesgenese zu einer Abnahme der Melatoninkonzentration kommt.
