Lebertransplantation und Stoffwechselprozesse: Untersuchung am Modell der Leberlebendspende

Abstract

Die Lebertransplantation ist ein etabliertes Verfahren zur Behandlung terminaler Lebererkrankungen. Ziel dieser Studie war die Untersuchung von Stoffwechselprozessen am Modell der Leberlebendspendetransplantation. Bei Empfängern und Spendern eines Leberteiltransplantats wurde an vier Terminen ein insulinmodifizierter erweiterter, intravenöser Glukosetoleranztest (ivGTT) durchgeführt.121 Mit der „minimal-model“ Methode wurden die Insulinsensitivität, die Glukoseeffektivität und die pankreatische ß-Zell- Antwort berechnet.15 Als weitere Parameter wurden erhoben: Die Nüchternwerten von Glukose, Insulin, C-Peptid, Proinsulin und Adiponektin, der HbA1c-Wert, die Insulinresistenzscores HOMA und QUICKI, Werte des Lipidstoffwechsels, sowie Parameter der Leber- und Nierenfunktion, der Zirrhosegrad8, der Child- Pugh- und MELD-Score sowie klinische Verlaufsparameter wie Bodyimpedanzmessung, Medikation, Organrejektion und Komplikationen. Die Untersuchungszeitpunkte lagen drei Tage vor bzw. 10-Tage, 6-Monate und 1-Jahr nach dem operativen Eingriff. In der Entwicklung der untersuchten Parameter über die vier Testzeitpunkte zeigten die beiden Gruppen Spender und Empfänger ab dem Testzeitpunkt 10-Tage einen parallelen Verlauf. Zu diesem Untersuchungszeitpunkt waren die Angehörigen beider Gruppen im Besitz einer gesunden Teilleber. Die postoperative Regeneration von Leber und Stoffwechselprozessen in beiden Gruppen verlief analog. Ein Jahr nach der Transplantation bzw. Hemihepatektomie hatten sowohl Spender als auch Empfänger Normalwerte erreicht. Der Ausgangszustand der Spender- und Empfängergruppe ist dagegen völlig gegensätzlich. Die Empfängergruppe bestand zu 89% aus Patienten mit einer fortgeschrittenen Leberzirrhose und wies vor der Transplantation einen chronisch gestörten Stoffwechsel auf. Sie zeigten eine Insulinresistenz mit Hyperinsulinämie sowie hohen C-Peptid-, Proinsulin- und Adiponektinwerten, die HbA1c- und Lipidwerte waren ebenso wie die Leberfunktionsparameter erniedrigt und die Leberenzyme deutlich erhöht. Die Spendergruppe dagegen bestand aus einem völlig gesunden Normalkollektiv. Sie entwickelten unmittelbar nach der Hemihepatektomie eine akute Störung der untersuchten Stoffwechselsysteme, die in ihren Werten der Empfängergruppe vor der Transplantation entsprach. Sie zeigten zum Testtag 10-Tage eine Insulinresistenz mit Hyperinsulinämie sowie hohen C-Peptid- und Adiponektinwerten, die HbA1c- und Lipidwerte sanken ebenso wie die Leberfunktionsparameter ab und die Leberenzyme als Zeichen der Leberzellschädigung waren deutlich erhöht. Der Einfluss der Leberzellschädigung auf den Glukosestoffwechsel hat eine pathophysiologische Bedeutung für die Entstehung des NOD. Sowohl der chronische als auch der akute Leberzellschaden führten zu einer peripheren Insulinresistenz der Skelettmuskulatur. Die Störung des Glukosestoffwechsels korrelierte dabei mit der Schwere des Leberschadens. Eine Korrelation mit der Leberfunktion zeigte sich auch für die Blutfette, das HbA1c, Proinsulin und Adiponektin. Die fundamentale Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass eine kranke Leber die untersuchten Stoffwechselprozesse ursächlich verändert.

Liver transplantation is a common therapy of end stage liver disease. The aim of this study was to investigate metabolic pathways on the model of living- donor liver transplantation. Donors and recipients of liver transplantation underwent an insulin modified intravenous glucose tolerance test (ivGTT) at four points in time.121 With the minimal model technique insulin sensitivity, glucose effectiveness and ß-cell secretion have been calculated.15 Fasting glucose, insulin, c-peptid, proinsulin and adiponectin, HbA1c, insulin sensitivity scores HOMA and QUICK, liver and renal function parameters, cirrhosis grading8, Child-pugh and MELD-Score as well as clinical parameters like body impedance, medication, organ rejection and complication were collected. Tests were performed three days before and 10 days, 6 months and 12 months following surgery. From day 10 after surgery the groups of donors and recipients showed a parallel progression of values of the investigated parameters. At that points in time all individuals had a healthy liver lobe. Postoperative regeneration of liver and metabolic pathways in both groups were progressing analog. Donors and recipients showed normal values one year after transplantation respectively hemihepatectomie. However, the initial conditions of both groups were totally different. Within the group of recipients 89% of the patients had severe liver cirrhosis and showed a chronicle disturbance of metabolism prior to transplantation. They had an insulin resistance with hyperinsulinism, high c-peptid, proinsulin and adiponectin levels as well as decreased HbA1c, lipid and liver function parameters with increased parameters of liver damage. In contrast the group of donors consisted of completely healthy volunteers. Directly after hemihepatectomie they showed an acute alteration of metabolic pathways comparable to the group of recipients before transplantation. At day 10 the donors had an insulin resistance with hyperinsulinism as well as high c-peptid and adiponectin levels. The HbA1c, lipid and liver function parameters were reduced and the parameters of liver damage were clearly increased. Chronic as well as acute liver failure led to insulin resistance of skeletal muscle. The alteration of glucose metabolism correlates with the severity of liver damage. The influence of liver damage on glucose metabolism is important for the development of NOD. Correlation with liver function was also found for blood lipids, HbA1c, proinsulin and adiponectin. The basic finding of this study is, that liver failure leads to causal alterations in investigated metabolic pathways.