Einleitung: Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) ist eine Erkrankung, die durch chronische Hyperglykämie gekennzeichnet ist und in Deutschland einen Hauptrisikofaktor für die Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen darstellt. Sie ist somit als eine der wichtigsten Todesursachen anzusehen. Sowohl für die Prävention als auch für die Therapie sind Lifestyle-Modifikation und Ernährungsoptimierung wichtige Grundvoraussetzungen. Die vorliegende Arbeit untersucht mögliche positive Veränderungen im Glukosemetabolismus durch Einbringung komplexer Kohlenhydrate aus gentechnisch veränderten Kartoffeln in den gewohnten Speiseplan. Methodik: Zur Teilnahme an dieser Interventionsstudie wurden 30 gesunde, männliche Versuchsteilnehmer ausgewählt. Jede Intervention beinhaltete den Verzehr des entsprechenden Testprodukts sowie nachfolgende Untersuchungen von Effekten auf den Glukosemetabolismus. Es erfolgte eine Unterteilung in Einmal-Interventionen (Stärke n = 10; Muffins n = 10), um unmittelbare Stoffwechselveränderungen zu untersuchen, und in Viertages-Interventionen (n = 10) zur Detektion länger andauernder Effekte. Insgesamt wurden sechs Test-Stärken aus genetisch modifizierten Kartoffeln produziert und mit einer Kontroll-Stärke aus herkömmlichen Kartoffeln (Wildtyp, Kultivar Desirée) sowie einer resistenten, kommerziell erhältlichen Maisstärke als Positivkontrolle verglichen. Als Testmaterialien wurden Stärken in wässriger Suspension und aus den Stärken hergestellte Muffins verwendet. Um native Stärken der Verdaubarkeit durch menschliche Hydrolasen zugänglich zu machen, wurden diese vorher durch Erhitzung thermisch aufgeschlossen. Blutglukose- und Insulinverläufe wurden im oralen Glukose-Toleranztest bestimmt, Insulinresistenz wurde durch euglykämisch-hyperinsulinämische Clamps gemessen. Zudem wurde das subjektive Sättigungsgefühl anhand einer numerischen Rating-Skala ermittelt. Ergebnisse: Im Ergebnis zeigten sich bei den Einmal-Interventionen für die Stärken und Muffins 4 (erhöhter Amylosegehalt und Hochphosphatstärke) und 5 (Hoch-Amylosegehalt und Niedrigphosphatstärke) signifikant verbesserte glykämische Indices und verbesserte Glukoseprofile nach Verzehr. Verbesserte Insulinprofile konnten lediglich für die nativen Stärken 4 und 5 registriert werden, nicht aber für Muffins. In den Viertages-Interventionen, die einen täglichen Verzehr von zwei Muffins über vier Tage voraussetzten und nur mit Muffin 4 durchgeführt wurden, waren keine signifikanten Verbesserungen im Glukosemetabolismus mehr nachweisbar. Schlussfolgerung: In der Gesamtbeurteilung der Studien-Ergebnisse konnte verdeutlicht werden, dass durch Einbringen kleiner Mengen komplexer Kohlenhydrate aus gentechnisch modifizierten Kartoffeln in die Ernährung kurzfristig nachweisbare positive Effekte auf den Glukosestoffwechsel erzielbar sind. Veränderungen durch längerfristige Gaben (vier Tage) waren hingegen nicht nachweisbar. Ob deutlichere und nachhaltigere Effekte bei verändertem Studiendesign mit beispielsweise mehreren verschiedenen veränderten Produkten nachweisbar wären, sollte in zukünftigen Arbeiten weiter untersucht werden. Die Nutzbarmachung von Gentechnik zur Veränderung von Nahrungsmitteln ist aufgrund der sich bietenden Perspektiven, aber auch potentieller Risiken, nicht unumstritten. Aus rein medizinischer Sicht könnten gentechnisch veränderte Lebensmittel im Rahmen der gesundheitsbewussteren Ernährung bei der Diabetes-Prävention zukünftig jedoch eine interessante Rolle spielen.
Introduction: Diabetes mellitus Type 2 (T2DM), which is characterized by chronic hyperglycemia, is a major cause of cardiovascular disease and thus a leading cause of death in Germany. Lifestyle changes and improved nutrition are essential both for prevention and treatment. The purpose of this study is to determine whether the dietary introduction of complex carbohydrates in the form of genetically modified potatoes can have a positive effect on glucose metabolism. Methods: Thirty healthy male participants were recruited for this intervention study. The participants consumed a study test product, and the effect on glucose metabolism was measured. Study participants were divided into a one-time intervention group (starches n=10; muffins n=10), to investigate direct metabolic changes, and in a four-day intervention group (n=10) to determine possible lasting effects. A total of six test-starches were produced from genetically modified potatoes and compared with (1) a control starch from conventional potatoes (wild type Kultivar Desirée) and (2) a resistant, commercially available corn starch as the positive control. Participants consumed either starch samples in water suspensions or muffins made from the starches. Prior to consumption the native starches were heated in order to make them digestible with human hydrolases. After oral glucose tolerance tests glucose and insulin levels were measured at multiple time points. Insulin resistance was measured with euglycemic-hyperinsulinemic clamps. Additionally, subjective saturation feeling was estimated with a numeric rating scale. Results: In the one-time intervention participants, who had consumed the starches and muffins 4 (high amylase content, high phosphate-starch content) and 5 (high amylase content, low phosphate-starch content) had significantly improved glycemic indices and glucose profiles. Improved insulin profiles were only registered for native starches 4 and 5 but not for muffins. In the four-day intervention (with daily consumption of two muffin 4’s for four days) there was no significant improvement in glucose metabolism. Conclusion: In conclusion, we determined that the dietary introduction of small quantities of complex carbohydrates from genetically modified potatoes can have a positive effect on glucose metabolism. No metabolic changes could be measured for longer ingestion. Future studies with different modified carbohydrate products could determine whether these have a clearer and more enduring effect. The use of genetic engineering for foodstuffs, due to its potential benefits but also potential risks, remains controversial. From a purely medical perspective, genetically modified foods could eventually play an interesting role in the prevention of diabetes mellitus.
