Erlebbare Medizin - das überdimensionale

Pankreasmodell

infoshot: Insulin

Begehbare Organe - Die Faszination erlebbarer Medizin

Begehbare Organe ist eine Initiative der Kongress- und Kulturmanagement GmbH, die sich mit der Entwicklung und dem Bau wissenschaftlich fundierter Organmodelle befasst. Die Modelle birgen ein großes Potenzial, Krankheiten und deren Verläufe, aber auch Informationen über Früherkennung, Diagnose und Behandlung verständlich darzustellen und bildlich wiederzugeben – zum einen im Rahmen einer gezielten Patientenaufklärung, zum anderen auch in der ärztlichen Fortbildung.

Unsere Modelle werden bis ins Detail der Form- und Farbdarstellung wissen-schaftlich korrekt und durch das wissenschaftliche Board kontrolliert umge-setzt. Unter Leitung von Univ.-Prof. Dr. med. Hermann Toplanz (Graz), Univ.-Prof. Monika Lechleitner (Hochzirl) und Univ.-Doz. Dr. med. Andreas Festa (Wien) enstand so ein Modell von beeindruckender Größe von 1,35 m Länge, 1,35 m Breite und 2,40 m Höhe. Das Pankreasmodell kann für Veranstaltungen angemietet werden. Weitere Informationen rund um das Pankreasmodell fin-den Sie im Internet auf www.begehbare-organe.de

Hintergrund Pankreasmodell

Der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zufolge steigt die Zahl der Diabe-tiker in den kommenden 25 Jahren um mehr als 40 Prozent an. Risikofakto-ren wie Übergewicht, Stress, Bluthochdruck, Bewegungsmangel und eine einseitige Ernährung begünstigen Diabetes. Eine rechtzeitige Diagnose kann lebensrettend sein. Diabetes zählt zu den am weitesten verbreiteten Krank-heiten in falsch- und überernährten Gesellschaften mit überwiegend sitzen-der Lebensweise.

Die Forschung zur Stoffwechselkrankheit Diabetes hat in den letzten 90 Jah-ren immense Fortschritte gemacht – angefangen bei Frederick G. Banting, dem Entdecker von Insulin 1921, über das erste gentechnologisch hergestell-te Insulin in den USA 1982 bis hin zu innovativen Therapiekonzepten wie der DPP-4 Hemmung. So kennt man heute die Ursachen von Diabetes, kann den Folgeerkrankungen vorbeugen und den Krankheitsrisiken begegnen. Den-noch: Aktive Aufklärung ist gefragt.

Was zeigt das Pankreasmodell?

Das Modell zeigt die Bauspeicheldrüse im Maßstab von 16:1. Es ist zu sehen, dass die Bauspeicheldrüse zwischen Milz und Leber in einer C-förmigen Schlei-fe des Zwölffingerdarms liegt. Im Schnitt sichtbar ist der Ausführungsgang, seriöse Endstücke, Langenhans-Inseln mit Alpha- und Beta-Zellen. Muskelge-webe sowie Blutgefäße sind ansatzweise sichtbar.

InfoboxDie Bauchspeicheldrüse ist in zweierlei Hinsicht ein lebens-wichtiges Organ. Als Drüsenorgan produziert sie Hormone und Enzyme, die dank ihrer günstigen Lage im mittleren Bereich der oberen Bauchhöhle schnell von benachbarten Organen aufge-nommen werden. Zum einen produziert die Pankreas täglich ca. 1,5 Liter Pankreassaft. Dieser enthält Enzyme wie Amylase (für die Verdauung von Kohlehydraten) oder Lipase (für die Ver-dauung der Fette). Zum anderen produziert das Organ Insulin, damit der Organismus letztlich Glukose auch in Energie um-wandeln kann.

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Legende1 Zwölffingerdarm 2 Leber 3 Pankreas 4 Muskelzelle5 Blutgefäße

Darm, Leber, Alpha-Zelle, Beta-Zelle und Blutgefäß sind mit einem Intensi-tätslichtschalter ausgestattet. Die Lichtintensität der einzelnen Organe kann man über ein Bedienpult steuern. Alpha- und Betazellen sind auf einer ver-größerten Langhans-Insel abgebildet und werden dort mit Licht gesteuert. (Siehe Diagnose Diabetes mellitus – am Modell erklärt)

InfoboxDiabetes ist eine stille Krankheit – anfangs treten kaum Be-schwerden auf. Die Folgeschäden aber sind schwerwiegend. Das Gegenmittel, das den Blutzuckerspiegel reguliert und der tödli-chen Zuckerkrankheit entgegenwirkt, heißt Insulin. Besonders empfehlenswert ist eine regelmäßige Kontrolle des Blutzuckers für Menschen mit Risikofaktoren (Vererbung, Übergewicht, fal-sche Ernährung, Bewegungsmangel), Anzeichen des metaboli-schen Syndroms (Kombination von Übergewicht, Bluthochdruck, Fettstoffwechselstörungen und gestörtem Glucose-Stoffwech-sel) und für alle Menschen über 45 Jahre.

Pankreas – ein Organ kennenlernen, Krankheiten verstehen Gibt es etwas Alltäglicheres als Essen und Trinken? Mit jeder Mahlzeit wird ein komplexer Stoffwechselprozess in Gang gesetzt. Auf den ersten Blick ist es ganz einfach: Nahrung wird aufgenommen, aufbereitet, gespeichert und wieder verbrannt. Ohne Kohlenhydrate, Eiweiße, Mineralstoffe und viele an-dere Inhaltstoffe würden weder Gehirn noch Nieren noch Leber noch Muskel-zellen mit ausreichend Energie versorgt werden. Hier kommt nun Insulin ins Spiel. Insulin funktioniert wie ein Türöffner, damit beispielsweise Muskelzel-len Glukose aufnehmen können. Insulin senkt als einziges Hormon den Blut-zuckerspiegel auf natürlichem Wege – dieser Vorgang wiederholt sich alle drei bis sechs Minuten.

Vor allem die Leber- und Muskelzellen können in kurzer Zeit große Mengen von Glukose aufnehmen und in der Folge entweder in Form von Glykogen speichern oder direkt in Energie umwandeln. Dank des Hormons Insulin dif-fundiert Glukose in die jeweiligen Körperzellen und Energiespeicher, danach sinkt der Blutzuckerspiegel wieder – eine ganz normale Reaktion. Erhöhte Blutzuckerwerte sind hingegen körperklich kaum wahrnehmbar, doch die Folgen eines gestörten Glukosestoffwechsels sind drastisch. In verschiede-nen Studien hat sich – abhängig vom Alter und vom Zeitpunkt der Diagnose – ein durchschnittlicher Verlust an Lebensjahren von bis zu 15 Jahren heraus-gestellt.

Wird in der Bauchspeicheldrüse nur wenig oder überhaupt kein Insulin ge-bildet, kann die Glukose nicht in die Zellen gelangen und verbleibt deshalb im Blut – der Stoffwechsel gerät aus dem Gleichgewicht, es kommt zu einer Überzuckerung des Blutes. Mangelnde Regulation des Blutzuckerspiegels ist charakteristisch für die häufigste Stoffwechselerkrankung beim Menschen: Diabetes mellitus.

Ein chronisch erhöhter Blutzucker bedarf einer regelmäßigen Kontrol-le des Insulinwertes im Blut. Wird ein erhöhte Blutzuckerwert nicht be-handelt, ist dies auf Dau-er lebensgefährlich.

Diagnose Diabetes mellitus - am Modell erklärt

Abgesehen vom Typ-1-Diabetes, einer Autoimmunkrankheit, bei der kein kör-pereigenes Insulin gebildet wird, und abgesehen vom Typ-2-Diabetes, bei dem nicht genügend Insulin (relativer Insulinmangel) ausgeschüttet wird, leidet die Mehrzahl der Betroffenen (ca. 90 Prozent) unter der sogenannten Alters-diabetes. Trotz des Namens sind heutzutage auch vermehrt Kinder von ihr betroffen. Bei dieser Form der Diabetes reagiert der Körper zunächst mit er-höhter Insulinproduktion auf einen erhöhten Blutzuckerspiegel. Irgendwann sind alle Reserven erschöpft und die Bildung neuen Insuulins bleibt aus. In-folgedessen können Durchblutungsstörungen in verschiedenen Körperregio-nen auftreten, Gefäßverkalkungen (Arteriosklerose) sind ein Risikofaktor für Schlaganfälle und Herzinfarkte. Auf die Schädigung kleiner Arterien, wie in der Niere oder in der Netzhaut des Auges, folgen im schlimmsten Fall Nieren-versagen oder Erblindung. Zuckerkrank zu sein heißt nicht, in Zukunft auf Leckeres oder Süßes ver-zichten zu müssen. Zuckerkrank zu sein heißt, mit seinen Lebens- und Ess-gewohnheiten bewusster umzugehen. Mit Hilfe von Lichttechnik zeigt das Pankreasmodell, wie ein innovatives Therapieprinzip zur Blutzuckersenkung bei Diabetes mellitus, die sogenannte DPP-4 Hemmung, funktioniert. Dabei wird der Abbau von zwei für die Blutzuckerregulierung wichtigen Enzymen hinausgezögert. Das Enzym DPP-4 baut Inkretine, also Dünndarmhormone wie GLP-1 und GIP, in wenigen Minuten nach der Nahrungsaufnahme ab. Mit Hemmung oder Verlangsamung dieses Abbauvorgangs wird die Insulinsekre-tion der Bauchspeicheldrüse anregt.

Pankreas, Langhans‘sche Insel, Ort der Insulin-Produktion

Muskelzellen – kleine Kraftwerke am Modell erklärt

Das Pankreasmodell zeigt das feine Zusammenspiel mit den umliegenden Or-ganen Zwölffingerdarm und Leber, wobei Zusammenhänge zwischen den Or-ganen beim Stoffwechsel durch Sichtfenster in die Organe sichtbar gemacht werden.

Ein besonderes Augenmerk der Darstellung liegt auf dem Glukosestoffwech-sel der Muskelzelle. Damit der Organismus Glukose in Energie umwandeln kann, muss sie von Muskelzellen aufgenommen werden. Im selben Moment stoppt die Leber ihre eigene Glukoseproduktion. Muskelzellen sind bei nied-rigen Insulinspiegel eigentlich nicht durchlässig für Glukosemoleküle (im Ge-gensatz zur Leber). Sie decken ihren Energiebedarf dann ausschließlich über Fettsäuren. Es gibt jedoch eine Ausnahme: Wenn nach einer sehr hohen Koh-lenhydrataufnahme auch der Insulinspiegel stark ansteigt, werden Muskel-zellen für Glukose durchlässig.

Fällt der Blutzuckerspiegel im Körper unter einen Wert von 80 mg/dl ab, wird umgekehrt die Insulinproduktion stark reduziert. Sinkt der Blutzucker unter-halb dieses Wertes ab, treten verschiedene Gegenspieler des Insulins auf, zum Beispiel Adrenalin oder Glykogen.

Pankreas mit benachbarter Muskelzelle, Kraftwerke en miniature

InfoboxLeber- und Muskelzellen können in kurzer Zeit große Mengen von Glukose aufnehmen und sie in der Folge entweder in Form von Glykogen speichern oder direkt in Energie umwandeln. Unter dem Einfluß hoher Insulinspiegel (nach dem Essen) kann die Muskula-tur auch Glykogen bilden und speichern. Bei extremen Belastun-gen (Sport etc.) macht die Muskulatur Gebrauch davon. Glykogen ist der natürliche Gegenspieler des Insulins. Mit der Ausschüttung von Glykogen steigt der Blutzuckerspiegel. Insulin wirkt dem ent-gegen, es initiiert eine Diffusion in entgegengesetzte Richtung und lässt den Blutzuckerspiegel sinken. Insulin steht auf der Liste der verbotenen Doping-Substanzen, da es in mehreren Bereichen künstlich missbraucht wird.

Quiz

Bitte vervollständigen Sie folgende Satzanfänge. Die Lösung finden Sie am Seitenende.

1. Diabetes ist ...

A eine Stoffwechselkrankheit B heilbar

C eine Herzerkrankung D keine Krankheit

2. Steigt der Zuckerspiegel im Blut an, schüttet die Bauchspeicheldrüse ...

A Glukose aus B Insulin aus

C Dopamin aus D Glycerin aus

3. Das Enzym DDP-4 baut Dünndarmhormone ab und ...

A ist ein Kalorienlieferant B regt die Insulin- produktion an

C verknüpft Zuckerbausteine D ist ein Mehrfachzucker

4. Der Ort, an dem Insulin produziert wird, heißt ...

A Fieber‘sches Dreieck B Langhans‘sche Insel

C Lehmann‘sche Röhre D Müller‘sches Feld

Lösung: 1 (a), 2 (b), 3 (b), 4 (b)

Impressionen

Patiententag in Halle/Saale Pankreasmodell in Graz

Pankreasmodell - Zwölffingerdarm Pankreasmodell - Querschnitt

links - Anschnitt Darmausgang Blutgefäße

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