Von der Nase ins Gehirn: Einfluss einer intranasalenInsulinapplikation auf das Geruchssystem des Menschen

• Antragstellerin: Professorin Jessica Freiherr, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244839636

Das Hormon Insulin hat neben seiner blutzuckersenkenden Wirkung in der Peripherie des menschlichen Körpers auch weitreichende Funktionen als Neuropeptid im zentralen Nervensystem. Das Gehirn ist insulin-sensitiv, erhöhte zerebrospinale Insulinspiegel führen zu verbesserten Gedächtnisleistungen und einer Verminderung des Körpergewichts. Dementsprechend stellt Insulin ein wichtiges metabolisches Schlüsselsignal zwischen endokrinem System und Gehirn während der Regulation der Nahrungszufuhr dar. Die Effekte des Insulins werden durch Insulinrezeptoren in kortikalen Arealen, Hippocampus, Hypothalamus, aber auch im Bulbus olfaktorius vermittelt. Neben einer sehr hohen Rezeptordichte im Bulbus olfaktorius, einem wichtigen geruchsverarbeitenden Areal, findet man weitere Insulinrezeptoren in der nasalen Mukosa.Das vorliegende Forschungsvorhaben basiert auf der Hypothese, dass die gewichtsreduzierende Wirkung des Neuropeptids Insulin über eine Beeinflussung der Übertragung olfaktorischer Signale auf peripherer oder zentraler Ebene des Geruchssystems vermittelt wird. Während des beantragten Projekts soll erstmalig die Wirkung eines erhöhten Insulinspiegels im Gehirn auf die Prozesse während der Geruchswahrnehmung und -verarbeitung erforscht werden. Die Insulineffekte in gesunden Probanden werden jeweils mit den Effekten eines Placebos verglichen. Um Insulin und Placebo im Gehirn zur Verfügung zu stellen, wird die nicht-invasive Methode der intranasalen Insulinapplikation Anwendung finden. Mittels Verhaltensstudien wird der Einfluss einer intranasalen Insulinapplikation auf verschiedene Riechleistungen, auf olfaktorische Erinnerungs- oder Gedächtnisprozesse, auf psychophysiologische Parameter während crossmodaler sensorischer Integration, sowie auf das Essverhalten erhoben. Im weiteren Verlauf des Projektes werden funktionelle Bildgebungsmethoden genutzt, um neuartige Erkenntnisse hinsichtlich der Effekte von zerebralem Insulin auf die kortikalen Netzwerke, die an der Verarbeitung von Geruchsreizen im Allgemeinen, olfaktorischen Erinnerungsprozessen und multisensorischen Integrationsprozessen beteiligt sind.Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens gewähren innovative Einblicke in das Zusammenspiel von zerebralem Insulingehalt und dem olfaktorischen System und lassen Rückschlüsse auf die Mechanismen zu, mit denen Insulin die Nahrungsmittelaufnahme und das Erreichen des Sattheitszustands in gesunden Probanden beeinflusst. Daraus können einerseits vielversprechende Ansätze zur Therapie von Patienten mit eingeschränkten Riechfähigkeiten gezogen werden. Andererseits bilden unsere Ergebnisse eine wichtige Grundlage zur Entwicklung von neuartigen Therapieformen für Krankheitsbilder von denen bekannt ist, dass zerebrales Insulin nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht (Morbus Alzheimer) oder eine Insulinresistenz vorliegt (Übergewicht, Adipositas).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen