Die Wirkung des oralen Antidiabetikums Metformin auf den Glukosetransport und die Glukoseaufnahme der menschlichen Plazenta

Abstract

Die Wirkung des oralen Antidiabetikums Metformin auf den Glukosetransport und die Glukoseaufnahme der menschlichen Plazenta

Aufgabenstellung: Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, ob das orale Antidiabetikum Metformin die plazentare Glukoseaufnahme oder den diaplazentaren Glukosetransport von der Mutter zum Fetus bzw. vom Fetus zur Mutter bei gesunden oder diabetischen menschlichen Plazenten verändert.

Material und Methode: Anhand des ?Zirkulierenden Einzelkotyledonen-Modells der menschlichen Plazenta? wurden insgesamt 24 Plazenten diabetischer und stoffwechselgesunder Frauen in-vitro untersucht. Zu Beginn des 3-stündigen Experiments wurde auf der Ausgangsseite 3H-markierte Glukose und die 14C- markierte Kontrollsubstanz Antipyrin hinzu gegeben und im Verlauf des Experiments mittels Szintillations-Spektrometrie die Verteilung der Radionuklide zwischen mütterlicher und fetaler Seite sowie zum Versuchsende im Plazentakotyledonen gemessen. Aus diesen Werten wurden die plazentare Glukoseaufnahme sowie die prozentuale kumulative Glukosetransportrate rechnerisch ermittelt und dann mithilfe des Tests nach Kruskal und Wallis (H-Test) für metforminexponierte Plazenten diabetischer und stoffwechselgesunder Frauen sowie für Kontrollplazenten (gesund, ohne Metformin) sowohl in maternofetaler Experiment-Verlaufsrichtung als auch in der entgegengesetzten Perfusionsrichtung auf statistische Signifikanz untersucht.

Ergebnisse: In der maternofetalen Experiment-Verlaufsrichtung betrugen die mittleren mütterlichen und fetalen Glukosekonzentrationen nach 2 Stunden 92.7 ± 8.2 mg/dl bzw. 53.3 ± 12.7 mg/dl in der Gruppe der diabetischen Plazenten mit Metformin, 77.5 ± 4.9 mg/dl bzw. 61.3 ± 5.9 mg/dl bei den gesunden Plazenten mit Metformin und 83.8 ± 4.3 mg/dl bzw. 60.3 ± 12.4 mg/dl in der Kontrollgruppe (gesunde Plazenten ohne Metformin). In der Perfusionsrichtung Fetus zu Mutter betrugen die 2-Stunden-Werte der mittleren fetalen und mütterlichen Glukosekonzentrationen 97.2 ± 3.4 mg/dl bzw. 65.5 ± 10.9 mg/dl bei den diabetischen Plazenten, 104.5 ± 11.4 mg/dl bzw. 51.3 ± 10.7 mg/dl für die stoffwechselgesunden Plazenten und 103.2 ± 7.3 mg/dl bzw. 51.9 ± 10.9 mg/dl in der Kontrollgruppe. Die plazentare Glukoseaufnahme in der Verlaufsrichtung Mutter zu Fetus betrug für die Gruppe der diabetischen Plazenten mit Metformin 208.7 ± 93.3 µg/g Plazenta, für die gesunden Plazenten mit Metformin 91.1 ± 42.2 µg/g Plazenta und 104.9 ± 76.9 µg/g Plazenta in der Kontrollgruppe (gesunde Plazenten ohne Metformin). In der entgegengesetzten Perfusionsrichtung (Fetus zu Mutter) lag die plazentare Glukoseaufnahme für die diabetischen Plazenten bei 169.5 ±127.5 µg/g Plazenta, für die stoffwechselgesunden Plazenten bei 83.2 ± 18.5 µg/g Plazenta und in der Kontrollgruppe bei 182.3 ± 53.4 µg/g Plazenta. Weder für die plazentare Glukoseaufnahme noch für den diaplazentaren Glukosetransport konnte ein statistisch signifikanter Unterschied nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Metformin hat weder bei diabetischen noch bei stoffwechselgesunden menschlichen Plazenten einen Einfluss auf den Glukosetransport oder die Glukoseaufnahme der Plazenta in-vitro. Dies gilt sowohl für den Glukosetransport von der Mutter zum Fetus als auch für den Rücktransport vom Fetus zur Mutter.

Schlagworte: Placenta, transport, metformin, human

The effect of the oral antihyperglycemic agent metformin on human placental glucose transport and uptake

Objective: The purpose of this study was to determine whether the biguanide oral antihyperglycemic agent metformin alters human placental uptake and transport of glucose from the maternal to fetal as well as from the fetal to maternal circulation in normal or diabetic placentas.

Study Design: The human single-cotyledon placenta model was used to compare transport of tritiated glucose in the maternal to fetal as well as in the fetal to maternal direction between diabetic and normal placentas both exposed to metformin in vitro and unexposed controls. A total of 24 placentas was studied by replicates of four in each of the above six groups. Transport was calculated from the serial perfusate glucose levels obtained in each 3-hour experiment, and placental uptake was determined from homogenates of the perfused cotyledon. Liquid scintillation spectrometry measured levels of both glucose and the reference substance antipyrine. Transport was compared by the Kruskal and Wallis test (H test).

Results: In the maternal to fetal direction mean maternal and fetal glucose levels at 2 hours were 92.7 ± 8.2 mg/dl and 53.3 ± 12.7 mg/dl, respectively, in the diabetic placentas exposed to metformin, 77.5 ± 4.9 mg/dl and 61.3 ± 5.9 mg/dl, respectively, in the normal placentas exposed to metformin, and 83.8 ± 4.3 mg/dl and 60.3 ± 12.4 mg/dl, respectively, in unexposed controls. Mean fetal and maternal glucose levels at 2 hours in the fetal to maternal direction were 97.2 ± 3.4 mg/dl and 65.5 ± 10.9 mg/dl, respectively, in the diabetic group, 104.5 ± 11.4 mg/dl and 51.3 ± 10.7 mg/dl, respectively, in the normal group, and 103.2 ± 7.3 mg/dl and 51.9 ± 10.9 mg/dl, respectively, in controls. Placental glucose uptake in the maternal to fetal experiments was 208.7 ± 93.3 µg/gm placenta in the diabetic placentas exposed to metformin, 91.1 ± 42.2 µg/gm placenta in the normal placentas exposed to metformin, and 104.9 ± 76.9 µg/gm placenta in unexposed controls. In the fetal to maternal experiments placental glucose uptake was 169.5 ±127.5 µg/gm placenta in the diabetic group, 83.2 ± 18.5 µg/gm placenta in the normal group, and 182.3 ± 53.4 µg/gm placenta in controls. No statistically significant difference in placental glucose transport and uptake could be demonstrated.

Conclusion: Metformin does not affect human placental glucose uptake and transport in the maternal to fetal as well as the fetal to maternal direction in either normal or diabetic placentas.

Key words: Placenta, transport, metformin, human