Semaglutid schlägt mit seiner Wirksamkeit bei der Behandlung von Patienten mit Typ-2-Diabetes und Fettleibigkeit Wellen in der medizinischen Szene. Von normalen Menschen bis hin zu Stars singen viele ein Loblied auf seine Anti-Diabetes-Marke Ozempic und seine Gewichtsabnahme-Marke Wegovy.
Die Wirksamkeit von Semaglutid wurde in verschiedenen Studien und klinischen Versuchen nachgewiesen, aber es lohnt sich zu verstehen, wie es genau funktioniert. In der Pharmakologie – dem Studium der Eigenschaften und Wirkungen von Medikamenten – ist der „Wirkmechanismus“ der biochemische Prozess, der hinter der Wirksamkeit eines Medikaments steht.
In diesem Artikel werden wir einen genaueren Blick auf die Struktur und die Natur von Semaglutid werfen. Außerdem erläutern wir, wie es zur Regulierung des Blutzuckerspiegels beiträgt und die Gewichtsabnahme fördert. Wir werden auch über die klinische Wirksamkeit und das Sicherheitsprofil von Semaglutid sprechen und dabei wichtige Forschungsergebnisse anführen. Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr über den Wirkmechanismus von Semaglutid.
Was ist Semaglutid?
Zunächst einmal ist es wichtig, Semaglutid zu definieren. Was genau ist es?
Definition und Klassifizierung von Semaglutid
Im unteren Magen-Darm-Trakt befindet sich das Hormon GLP-1, das nach der Nahrungsaufnahme Insulin aus der Bauchspeicheldrüse produziert und absondert. Insulin ist ein Hormon, das die Menge an Glukose, einer Art Zucker, im Blutkreislauf reduziert. Es trägt auch dazu bei, dass die Glukose in die Körperzellen gelangt, wo sie als Energie genutzt oder gespeichert wird.
Semaglutid ist ein Glucagon-like Peptide-1-Rezeptor-Agonist oder GLP-1 Ras, der zur Behandlung von Typ-2-Diabetes und Fettleibigkeit eingesetzt wird. Im Grunde genommen ahmen GLP-1 Ras die Wirkung des GLP-1-Hormons nach. Immer wenn der Blutzuckerspiegel hoch ist, hilft Semaglutid der Bauchspeicheldrüse, genau die richtige Menge an Insulin freizusetzen. Ein GLP-1-Ra hilft auch, die Nahrungsaufnahme zu verlangsamen, den Appetit zu verringern und die Gewichtsabnahme zu fördern.
Frühe Studien
Bevor Semaglutid von der FDA zugelassen wurde, führten Wissenschaftler unzählige Untersuchungen durch, um seine Wirksamkeit bei Diabetes zu erforschen.
A 2014 Studie verglich die Wirksamkeit von Semaglutid bei Teilnehmern, die an Typ-2-Diabetes litten. Bei den Teilnehmern, die Semaglutid erhielten, sank der HbA1c-Wert im Vergleich zu den Teilnehmern der Placebogruppe deutlich. Der HbA1c-Wert ist das Ergebnis eines Bluttests, der anzeigt, ob Sie Prä-Diabetiker oder Diabetiker sind.
Eine weitere Studie verglich die Wirksamkeit von Semaglutid, das einmal wöchentlich eingenommen wird, mit dem Antidiabetikum Liraglutid, das einmal täglich eingenommen wird, bei Patienten mit Typ-2-Diabetes. Bei beiden Teilnehmern sank der Blutzuckerspiegel, bei den Semaglutid-Teilnehmern jedoch stärker.
Entwicklung und Zulassung von Semaglutid
Nach jahrzehntelanger Forschung haben Wissenschaftler mit der Entwicklung von GLP-1 Ras wie Semaglutid einen Durchbruch erzielt. Hier ist eine Zeitleiste.
1960s: Identifizierung der Inkretin-Hormone
- Wissenschaftler beweisen, dass der Magen-Darm-Trakt Inkretin-Hormone ausschüttetoder Hormone, die den Blutzuckerspiegel senken.
1980er-1990er Jahre: Entdeckung von GLP-1 und seiner Rolle
- Forscher entdecken GLP-1.
- In den 1990er Jahren zeigten Studien, dass GLP-1 nicht nur die Freisetzung von Insulin auslöst, sondern auch die auch die Sekretion von Glukagon hemmt-einem Hormon, das normalerweise den Blutzuckerspiegel erhöht, damit die Leber die gespeicherte Glukose freisetzen kann.
Anfang der 2000er Jahre: GLP-1 und die ersten GLP-1-Rezeptor-Agonisten
- Wissenschaftler beginnen zu untersuchen, wie GLP-1 die Insulinsekretion anregen könnte, ohne eine Hypoglykämie auszulösen, bei der der Blutzuckerspiegel niedriger als normal ist.
- Mitte der 2000er Jahre entwickelten Wissenschaftler die ersten GLP-1-Ras, Exenatide und Liraglutide.
2012: Entdeckung und Entwicklung von Semaglutid
- Im Jahr 2012 hat das dänische Pharmaunternehmen Novo Nordisk Semaglutid entdecken und entwickeln.
2017-2021: FDA-Zulassungen
- Ozempic, die Anti-Diabetes-Marke von Semaglutid, wurde 2017 von der FDA zugelassen.
- Seine andere Anti-Diabetes-Marke, Rybelsius, wurde 2019 von der FDA zugelassen.
- Wegovy, das Medikament zur Gewichtsabnahme von Semaglutid, erhält 2021 grünes Licht von der FDA.
GLP-1-Rezeptoren verstehen
Um zu verstehen, wie Semaglutid wirkt, müssen Sie die Proteine auf molekularer Ebene verstehen.
Aminosäuren und Proteine
Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen, die lebenswichtige Moleküle in lebenden Organismen sind. Sie sind winzige Verbindungen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und manchmal Schwefel.
Damit der menschliche Körper richtig funktionieren kann, benötigt er 20 verschiedene Arten von essentiellen Aminosäuren aus der Nahrung.
Lange Ketten von Aminosäuren bilden die Proteine des Körpers, die durch kovalente Peptidbindungen mit anderen Proteinen verbunden sind. Mit Hilfe von Aminosäuren kann der Körper Knochen und Muskeln aufbauen und reparieren sowie Hormone und Enzyme zur Energiegewinnung produzieren.
G-Proteine und Insulin
G-Proteine sind Proteine, die wie ein molekularer Schalter wirken und Signale von Zellrezeptoren ins Innere der Zelle senden. Diese Signale sind lebenswichtig für Körperfunktionen wie Zellwachstum und -differenzierung, hormonelle Regulierung, Immunreaktion und Muskelkontraktion. Darüber hinaus ist es auch für die Entspannung, die Neurotransmission und die Wahrnehmung von Geschmack und Geruch wichtig.
GLP-1-Rezeptoren reagieren auf GLP-1. Wenn GLP-1 an GLP-1-Rezeptoren bindet, aktiviert es bestimmte zelluläre Aktionen wie die Insulinsekretion und die Hemmung von Glukagon. GLP-1 fördert auch die langsame Magenentleerung und reduziert den Appetit.
GLP-1-Rezeptoren befinden sich in der Regel in den Betazellen der Bauchspeicheldrüse, die Insulin produzieren, und in den Alphazellen, die Glukagon hemmen. Sie sind auch in des Hirnstamms Area postrema das Erbrechen, Blutdruck, Hunger und Durst kontrolliert. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass Behandlungen mit GLP-1 auch außerhalb der Regulierung des Blutzuckerspiegels eine Rolle spielen könnten.
Semaglutid und sein Wirkmechanismus
Jetzt verstehen wir die chemische Zusammensetzung von Semaglutid und wie es für die Funktionen des Körpers wichtig ist. Wir können nun erörtern, wie Semaglutid eine Wirkung im Körper entfaltet, was die Behandlung von Typ-2-Diabetes und Übergewicht betrifft.
Da Semaglutid ein GLP-1-Rezeptor-Agonist ist, kann es die Wirkung des Hormons GLP-1 nachahmen. Auf diese Weise reguliert es den Blutzuckerspiegel sowohl im Nüchternzustand als auch nach einer Mahlzeit. Darüber hinaus fördert er auch die Gewichtsabnahme. Hier finden Sie eine ausführlichere Erklärung, wie das funktioniert.
Aktivierung der GLP-1-Rezeptoren
Semaglutid bindet an die GLP-1-Rezeptoren in den Betazellen der Bauchspeicheldrüse und aktiviert sie, ähnlich wie GLP-1 wirkt. Wenn der Blutzuckerspiegel hoch ist, veranlasst es die Bauchspeicheldrüse zur Ausschüttung von Insulin, wodurch der Blutzuckerspiegel nach den Mahlzeiten gesenkt wird.
Glucagon hemmen
Ein weiterer Prozess im Rahmen des Wirkmechanismus von Semaglutid ist die Hemmung von Glucagon, das den Blutzuckerspiegel erhöht und die Freisetzung von Glukose stimuliert. Da Semaglutid die Freisetzung von Glukagon verhindert, kontrolliert es den gesamten Blutzuckerspiegel des Körpers.
Verlangsamte Magenentleerung
Studien haben gezeigt, dass Semaglutid die Verdauung oder Magenentleerung verzögert, was zu einem Sättigungsgefühl lange nach dem Verzehr einer Mahlzeit führt. Tatsächlich behielten die Studienteilnehmer 37% einer festen Mahlzeit zurück, selbst wenn diese bereits vier Stunden seit sie gegessen hatten. Da die Menschen, die Semaglutid einnahmen, sich länger satt fühlten, waren sie nicht so häufig hungrig, was ihren Appetit und ihre Nahrungsaufnahme reduzierte.
Verminderter Appetit und Gewichtsmanagement
Da sich GLP-1-Rezeptoren sowohl in der Peripherie als auch im zentralen Nervensystem befinden, löst die Bindung von Semaglutid verändertes Verhalten aus. Insbesondere wurde festgestellt, dass Semaglutid das Verlangen nach Essen zu reduziereninsbesondere das Verlangen nach fetthaltigen Lebensmitteln, bei Teilnehmern, die an Fettleibigkeit leiden.
In dem Maße, wie Semaglutid das Verlangen nach Nahrung dämpfte, erhöhte es auch die Dopamin-Belohnungssignale. Dopamin ist eine Art Neurotransmitter im Gehirn, der Gefühle von Freude, Zufriedenheit, Motivation und Lernen auslöst.
In einer Studie aus dem Jahr 2023 belohnten die Forscher Mäuse jedes Mal mit Saccharose, wenn sie eine Handlung ausführten, auf die sie konditioniert waren. Jedes Mal injizierten die Forscher ihnen Semaglutid.
Die Forscher beobachteten, dass Semaglutid die Belohnungen der Mäuse reduzierte, während die Aktivität der Dopamin-Neuronen im ventralen tegmentalen Bereich des Gehirns zunahm. Dadurch wurden die Mäuse zunehmend gesättigt, auch wenn die Forscher sie nicht so stark belohnten.
Pharmakokinetik und Pharmakodynamik von Semaglutid
Während wir uns mit dem biochemischen Prozess von Semaglutid im Körper beschäftigt haben, lohnt sich auch ein Blick auf die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik. Die Pharmakokinetik befasst sich mit der Reaktion des Körpers auf ein Medikament, während die Pharmakodynamik die biochemischen und physiologischen Wirkungen des Medikaments untersucht.
Absorption, Verteilung, Stoffwechsel und Ausscheidung
A 2017 Studie untersuchte, wie der Körper eine Dosis von subkutanem oder injiziertem Semaglutid verarbeitete und ausscheidete. Die Forscher markierten Semaglutid mit einer radioaktiven Substanz und verfolgten seine Reise im Körper von gesunden Menschen, Affen und Mäusen.
Als nächstes maßen die Forscher die Menge an Radioaktivität im Blut, Urin und Kot der Probanden. Dabei stellten sie fest, dass Semaglutid im Blut intakt blieb und verstoffwechselt wurde, bevor es ausgeschieden wurde. Sowohl bei Menschen als auch bei Tieren wurde Semaglutid häufiger über den Urin ausgeschieden als über den Stuhlgang.
Auch die proteolytische Spaltung spielte eine Rolle bei der Metabolisierung von Semaglutid. Die proteolytische Spaltung ist der Prozess, bei dem Peptidbindungen zwischen Aminosäuren aufgespalten werden. Ein weiterer Prozess, die Beta-Oxidation, bei der Fettsäuremoleküle abgebaut werden, hat Semaglutid ebenfalls verstoffwechselt.
Eine separate Studie zeigte, dass Semaglutid nach der Aufnahme durch den Körper in der Blutbahn zirkuliert bevor es verstoffwechselt und ausgeschieden wird.
Laufende Forschung
Angesichts der zahlreichen Belege für die Sicherheit und Wirksamkeit von Semaglutid wird viel von ihm erwartet.
Professor Carel le Roux ist der Direktor des Labors für Stoffwechselmedizin am Forschungszentrum für Diabeteskomplikationen des University College Dublin. Ihm zufolge kehren die Pharmaunternehmen ihre Vorgehensweise bei der Erprobung neuer Medikamente um.
Erinnern Sie sich noch daran, wie Novo Nordisk die Marken für Semaglutid zur Gewichtsabnahme entwickelt hat, nachdem man dessen sekundären Nutzen für das Gewichtsmanagement entdeckt hatte? Dieses Mal entwickeln die Arzneimittelhersteller Medikamente gegen Fettleibigkeit, bevor sie solche gegen Diabetes entwickeln.
„Früher haben die Unternehmen das Risiko für die Behandlung von Diabetes gesenkt und dann auf die Krankheit Fettleibigkeit ausgeweitet“, sagte le Roux. „Wir sehen jetzt, dass die Unternehmen das Gegenteil tun. Ich denke, Sie werden sehen, dass Medikamente, die für Fettleibigkeit entwickelt wurden, für Menschen mit Diabetes eingesetzt werden, und Sie werden sehen, dass Medikamente, die für Diabetes entwickelt wurden, für Menschen mit Fettleibigkeit eingesetzt werden. Es wird in beide Richtungen gehen.“
Bis Ende 2024, sechs klinische Studien zur Fettleibigkeit abgeschlossen sein wird. Diese Studien zielen darauf ab, nicht nur die Entwicklung von GLP-1-Medikamenten zu unterstützen. Sie sollen auch die Entwicklung von Hemmstoffen der Monoacylglycerin-Acyltransferase 2 (MGAT2) und von Calcitonin-Gene-Related-Peptide-Hemmern (CGRP) unterstützen.
Die Hemmung von MGAT2 wurde mit Gewichtsverlust in Verbindung gebracht durch die Steuerung der Hormonregulation im Darm und des Energieverbrauchs. Der CGRP-Spiegel ist bei Menschen mit Fettleibigkeit in der Regel höher.
Was vor uns liegt
Die Entdeckung von GLP-1 hat den Weg für die Entwicklung von wirksamen Medikamenten gegen Diabetes und zur Gewichtsreduktion wie Semaglutid geebnet. Das Verständnis der Wirkungen der GLP-1-Rezeptoren ist für die zunehmende Erforschung der Rolle der Darmhormone bei der Blutzuckerregulierung und dem Gewichtsmanagement von entscheidender Bedeutung.
2024 wird sicherlich ein entscheidendes Jahr für die Adipositasforschung sein. Denn Pharmaunternehmen werden das tiefere Potenzial von GLP-1 und Enzymen zur Förderung von Gewichtsabnahme und Diabetes aufdecken.
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