Diabetes  mellitus Typ  2

Inhalt

Grundlagen   4

Anatomie  der Bauchspeicheldrüse (Pankreas)  4

Insulin   5

Insulin  - Chemie und Eigenschaften  5

Insulin  - Wirkungsweise.  7

Diabetes  mellitus - Definition und Häufigkeit  10

Diabetes  mellitus - Ursachen und Risikofaktoren  11

Diabetes  mellitus - Pathophysiologie  13

Diabetes  mellitus - Symptomatik  14

Diabetes  mellitus - Komplikationen und Folgeerkrankungen  15

Diabetisches  Koma (Coma Diabeticum)  16

Unterzuckerung  (Hypoglykämie)  17

Diabetische  Makroangiopathie  20

Diabetische  Nephropathie.  21

Diabetische  Retinopathie  24

Diabetische  Neuropathie.  25

Diabetisches  Fußsyndrom  27

Diabetes  mellitus - Diagnostik  30

Anamnese   30

K  örperliche Untersuchungen  31

Blutzuckermessung   31

Stufen  der Diagnosestellung  32

Ma  ßeinheit des Blutzuckers  33

Oraler  Glukosetoleranztest (oGTT)  33

HbA1c   34

Glukosurie   35

Ketonurie   35

Clamp  -Technik  36

HOMA  -Score  36

IRIS  II-Score  36

Proinsulin   37

C  -Peptid  38

Diabetes  mellitus - Ernährungstherapie  38

Diskrepanz  verschiedener Ernährungstherapien  38

Grundlegende  Punkte der Ernährung des Typ-2-Diabetikers  41

Kohlenhydrate   41

Ballaststoffe   42

Eiwei  ß  42

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Fette   42

Transfetts  äuren  42

Energiezufuhr   42

Alkohol   42

Fruktose   43

Vitamin  D  44

Chrom   44

Ern  ährung bei Typ-2-Diabetes in der Praxis  45

Gem  üse und Obst  45

Fleisch  , Geflügel, Eier und Fisch  45

  Öle und Fette  45

Getreideprodukte  sowie Back- und Teigwaren  45

Milch  und Milchprodukte  46

Getr  änke  46

Rezeptvorschl  äge  46

Beispiele  für ein diabetikerfreundliches Frühstück  46

Beispiele  für ein diabetikerfreundliches Mittagessen  47

Beispiele  für ein diabetikerfreundliches Abendessen  48

Beispiele  für ein diabetikerfreundliches Dessert  49

Diabetes  mellitus - Medikamentöse Therapie  49

Diabetes  mellitus - Assoziierte Erkrankungen  59

Adipositas  und Diabetes mellitus  59

Diabetes  mellitus und Dyslipidämien  59

Diabetes  mellitus und Metabolisches Syndrom  60

Diabetes  mellitus und PCOS  61

Diabetes  mellitus - Weitere Formen des Diabetes  61

Diabetes  mellitus Typ 1  61

Gestationsdiabetes   61

Literatur.   62

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Grundlagen

Anatomie der Bauchspeicheldrüse (Pankreas)

Die Bauchspeicheldrüse ist ein zirka 16 cm langes und 70 bis 80 g schweres Organ mit exokriner und endokriner Funktion. Das Pankreas unterteilt sich in Kopf (Caput pancreatis), Körper (Corpus pancreatis) und Schwanz (Cauda pancreatis).

Exokriner Anteil

Zirka 98 bis 99% des Pankreas sind exokrines Drüsengewebe. Dieses besteht aus tausenden locker zusammengefügten Läppchen. Jedes dieser Läppchen umfasst mehrere Drüsengänge (Azini), die von sekretproduzierenden Azinuszellen umgeben sind. Diese sondern den Pankreassaft ab, der hauptsächlich eine Reihe von Verdauungsenzymen sowie magensaftneutralisierendes Hydrogenkarbonat enthält.

Endokriner Anteil

Die restlichen 1 bis 2% bilden den Inselzellapparat. Dieser umfasst zahlreiche Zellhaufen (Langerhans‘sche Inseln), die zwischen den exokrinen Zellläppchen über das gesamte Pankreas verteilt sind. Am Cauda pancreatis findet sich eine erhöhte Dichte der Langerhansinseln, weshalb eine Pankreasresektion dieses Teils besonders negative Auswirkungen auf die Insulinsekretion bewirkt.

Langerhanszellen

Jede Insel besteht aus mehreren tausenden hormonproduzierenden Zellen, den Langerhans‘schen Inselzellen. Diese sind reich an Kapillaren, deren Blut über die Pankreasvenen zur Pfortader und somit zur Leber fließt. Bei den Langerhanszellen werden drei Zelltypen unterschieden:

Beta-Zellen (oder B-Zellen)

Die Betazellen umfassen rund 80% des Inselzellapparats und synthetisieren das Hormon Insulin. Alpha-Zellen (oder A-Zellen)

Die Alphazellen befinden sich größtenteils in der Peripherie des Pankreas und bilden das Hormon Glukagon, den Gegenspieler von Insulin. Delta-Zellen (oder D-Zellen)

Die Deltazellen synthetisiert das Hormon Somatostatin, welches unter anderem die Freisetzung von Insulin und Glukagon aus den benachbarten Zellen hemmt.

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Insulin

Insulin - Chemie und Eigenschaften

Insulin ist ein kugelförmiges (globuläres) Proteohormon, das heißt es ist wie andere Proteine aus einzelnen Eiweißbausteinen, den Aminosäuren, zusammengesetzt. Insgesamt umfasst das Hormon 51 dieser Aminosäuren. Auseinander gefaltet lassen sich zwei Ketten erkennen. Die A-Kette besteht aus 21 Aminosäuren, die B-Kette umfasst 30 dieser Bausteine. Beide Ketten sind über zwei Schwefel-zu-Schwefel-Bindungen (Disulfidbrücken) miteinander verknüpft. Die A-Kette enthält zusätzlich noch eine weitere dieser Brücken innerhalb der Kette.

Im Körper lagert sich das Hormon zu einem kugeligen Gebilde zusammen, welches sich in Abhängigkeit von Temperatur, Konzentration und pH-Wert zu größeren Komplexen zusammenschließt. INSULIN - BIOSYNTHESE UND SPEICHERUNG

In den Betazellen der Pankreas wird, nach dem im Insulingen codierten Bauplan, ein Proinsulinmolekül gebildet. Bei diesem sind A- und die B-Kette noch durch eine Zwischenkette, dem C-Peptid, verbunden. Proinsulin wird in kleinen, membranumhüllten Bläschen, den Granula, in der Zelle gespeichert. Erst bei Bedarf spalten spezielle Enzyme (Proinsulinkonvertasen) das C-Peptid ab, wodurch das aktive Insulin entsteht. Dieses gelangt anschließend in die Blutbahn.

Insulinsekretion

Glukose wird über spezifische Transportproteine, den Glukosetransportern (GLUT), in Zellen eingeschleust. Einige von diesen benötigen Insulin für diese Aufgabe, andere funktionieren auch ohne das Hormon. Die mit der Nahrung aufgenommene Glukose gelangt mit dem Blut an die Betazellen der Pankreas und wird hier über den Glukosetransporter 2 (GLUT 2) aufgenommen. Dieser ist insulinunabhängig, schleust den Traubenzucker jedoch erst ab einer bestimmten Blutzuckerkonzentration (10 mmol/ l bzw. 180 mg/ dl) in die Pankreaszellen. So wird verhindert, dass auch im nüchternen Zustand große Mengen Insulin ausgeschüttet werden. Der normale, nüchterne Blutzuckerspiegel liegt zum Vergleich bei etwa 5 mmol/ l bzw. 90 mg/ dl. Nach der Aufnahme phosphoryliert das Enzym Glukokinase Glukose zu Glukose-6-phosphat, welches weiter oxidativ über Glykolyse, Zitratzyklus und Atmungskette abgebaut wird. Dieser Prozess führt letztendlich zur Bildung von Adenosintriphosphat (ATP). Die ansteigende ATP-Konzentration verursacht eine Schließung ATP-abhängiger Kaliumkanäle in der Zellmembran, wodurch die Betazelle depolarisiert. In der Zelle liegen dann mehr negativ geladene als positiv geladene Ionen vor. Um die überschüssige negative Ladung auszugleichen, öffnet die Zelle spannungsabhängige Kalziumkanäle, wodurch Kalzium verstärkt einströmt. Der Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration löst schließlich die Insulinsekretion aus. Die insulinhaltigen Speichergranula fusionieren mit der Plasmamembran und setzen Insulin in den zellumgebenden Raum frei. Gleichzeitig werden vergleichbare Mengen C-Peptid freigesetzt. Diese können im Blut bestimmt werden und geben einen Hinweis über den quantitativen Umfang der Insulinfreisetzung.

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Phasen der Sekretion

Die Insulinsekretion erfolgt in zwei Phasen. Die erste Phase setzt nach der Nahrungsaufnahme ein. Hier kommt es zu einer pulsartigen Freisetzung von Insulin, um die schnell resorbierte Glukose zu verwerten und die hepatische Glukoseproduktion einzuschränken. In der zweiten Phase erfolgt eine länger anhaltende, allmähliche Bildung und Sekretion von Insulin, um die Glukose aus langsamer verdauten und resorbierten Kohlenhydraten zu verwerten.

Regulation der Sekretion

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Abbau

Die biologische Halbwertszeit von Insulin beträgt etwa 7 bis 14 Minuten. Ein Teil des Insulins wird von den Zellen aufgenommen und im Innern abgebaut. In der Leber und in der Niere spaltet das Enzym Glutathion-Insulin-Transhydrogenase die Disulfidbrücken zwischen den beiden Ketten, wodurch das Hormon zerfällt. Die Überreste des inaktivierten Hormons werden anschließend über die Niere ausgeschieden.

Insulin - Wirkungsweise

Die Hauptaufgabe des Insulins besteht in der Regulation des Blutzuckerspiegels. Dabei fördert es Prozesse, die zu einer Aufnahme der Glukose in die Zelle bzw. deren Verwertung führen und hemmt Mechanismen, bei denen der Zucker neu gebildet werden würde. Daneben wirkt Insulin noch auf eine ganze Reihe weiterer Stoffwechselwege, wie Fettaufbau und -speicherung.

Molekulare Wirkung

Insulin bindet an einen spezifischen Insulinrezeptor in der Membran der Zielzelle. Dieser leitet das Hormonsignal in die Zelle, wo es über verschiedene Proteine bis zu den Zielenzymen übermittelt wird.

Wirkung des Insulins auf verschiedene Gewebe

Muskulatur

Insulin fördert in erster Linie die Aufnahme von Glukose in den Muskel. Durch den hohen Anteil des Muskelgewebes am Gesamtkörper kann somit ein großer Teil des Zuckers aus dem Blut entfernt werden. Der Muskel baut einen kleinen Teil der Glukose für die eigene Energieversorgung sofort ab. Dieser Abbau (Glykolyse) wird ebenfalls durch Insulin angeregt. Ein weiterer Teil des Zuckers dient dem Aufbau des muskulären Glukosespeichers, dem Glykogen, welcher den Muskel zwischen den Mahlzeiten versorgt. Auch diesen Prozess unterstützt Insulin.

Gelangt mehr Glukose in den Muskel als der Glykogenspeicher fassen kann, wird der Zucker - ebenfalls durch Insulin begünstigt - zu Fett umgebaut (Lipidsynthese) und zwischen den Muskelfasern gespeichert. Insulin unterstützt zudem die Aufnahme einiger Aminosäuren wie Alanin in den Muskel und fördert so die Neubildung von Eiweiß (Proteinsynthese).

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Fettgewebe

Auch im Fettgewebe führt Insulin zu einer erhöhten Glukoseaufnahme. Zusammen mit dem Muskelgewebe bildet das Fettgewebe einen großen Gewebeanteil des Körpers, der nach Mahlzeiten in der Lage ist, große Mengen Zucker aufzunehmen und so den Blutzuckerspiegel schnell wieder zu normalisieren. In der Fettzelle begünstigt Insulin sowohl den Abbau von Glukose, wie auch die Umwandlung zu Fett. Gleichzeitig fördert das Hormon auch die Aufnahme von freien Fettsäuren aus dem Blut und deren Speicherung im Fettgewebe. Der Abbau von Fett (Lipolyse) ist unter Insulineinwirkung hingegen gehemmt. Insulin ist somit maßgeblich am Aufbau neuer Fettpolster beteiligt bzw. erschwert deren Abbau!

Leber

Im Gegensatz zu Muskel- und Fettgewebe verfügt die Leber über Glukosetransporter (GLUT 2), die den Zucker auch ohne Hormonstimulation in die Zellen schleusen. Dennoch wirkt Insulin auch hier förderlich auf die Neubildung von Glykogen, Fettsäuren und Triglyzeriden, sowie hemmend auf den Fettabbau. Bei hohen Blutzuckerspiegeln begünstigt Insulin in der Leber den Abbau von Glukose zur Energiegewinnung (Glykolyse). Bei Unterzuckerung (Hypoglykämie) hingegen geben die Leberzellen Glukose an das Blut ab, unabhängig wie hoch der Plasmainsulinspiegel ist.

Blutgefäße

Insulin fördert die Stickstoffmonoxid (NO)-Produktion indem es das Enzym eNOS (endotheliale NO-Synthase) stimuliert. NO indes wirkt gefäßerweiternd (vasodilatatorisch) und hemmt die Anheftung von Zellen an die Gefäßwand (Zelladhäsion), die Zusammenlagerung von Blutplättchen (Thrombozytenaggregation) und die Teilung der glatten Muskelzellen. Insulin fördert demnach die Durchblutung der Peripherie und verbessert somit den Glukosetransport zum Muskel- bzw. Fettgewebe.

Kalium

Insulin fördert die Aufnahme von Kalium in die Muskel- und Fettzellen. Bei einem ernsten Kaliumüberschuss im Blut wird in der Praxis gerne Insulin (zusammen mit Glukose) injiziert. Im Gegensatz hierzu muss bei einer Insulintherapie auch auf den Kaliumspiegel geachtet werden, da Dosierungsfehler einen gefährlichen Mangel im Blut auslösen können.

Insulin - Wirkung auf den Kohlenhydratstoffwechsel

Insulin hat allgemein eine blutzuckerspiegelsenkende Wirkung. Es fördert die Aufnahme von Glukose in die Zelle bzw. deren Verwertung und hemmt die Neubildung des Zuckers.

Glukosetransport

Lediglich Zellen die zum Großteil über den Glukosetransporter 4 (GLUT-4) verfügen sind auf das Insulinsignal angewiesen. Dies ist vor allem bei Muskel- und Fettzellen der Fall. Bei Abwesenheit von Insulin sind die GLUT-4 in kleinen Vesikeln (bläschenförmige Abkömmlinge der Zellmembran) im Zellinnern gespeichert. Erreicht ein Insulinsignal die Zellen verschmelzen die Vesikel mit der Zellmembran, so dass die GLUT-4 an die Zelloberfläche gelangen. Diese vermitteln nun die ATP-abhängige Diffusion der Glukose in die Zellen.

Durch die beschleunigte Aufnahme von Glukose in Muskel- und Fettgewebe sinkt der Blutzuckerspiegel. Auch andere Einfachzucker, welche an den ersten bis dritten C-Atomen die gleiche Struktur wie Glukose aufweisen (z.B. Galaktose) werden über diesen Mechanismus aufgenommen.

Enzyme des Kohlenhydratstoffwechsels

Glykogensynthese ↑

Insulin aktiviert das Enzym Glykogensynthase und fördert so die Bildung von Glykogen in Muskel und Leber. Durch die vermehrte Glukosespeicherung sinkt indirekt auch der Blutzuckerspiegel.

Glykogenolyse ↓

Insulin hemmt das Enzym Glykogen-Phosphorylase wodurch der Abbau des Glykogens beeinträchtigt und somit die Glukosefreisetzung vermindert wird.

Glykolyse ↑

Insulin begünstigt die Verwertung der Glukose, indem es drei wichtige Enzyme der Glykolyse (Glukokinase, Phospofruktokinase und Pyruvatkinase) aktiviert. Dieser Prozess senkt ebenfalls indirekt den Blutzuckerspiegel.

Glukoneogenese ↓

Insulin beeinträchtigt die Neubildung von Glukose in der Leber, indem es die Enzyme Pyruvatcarboxylase, Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase, Fruktose-1,6-bisphosphatase und Glukose-6-phosphatase inaktiviert. Das Hormon wirkt so einer Abgabe von Glukose ins Blut entgegen.

Insulin - Wirkung auf den Fettstoffwechsel

Insulin begünstigt den Aufbau von Fett und die Anlage neuer Fettspeicher. Gleichzeitigt ist der Fettabbau im Körper eingeschränkt.

Lipoproteinlipase (LPL)

Insulin stimuliert die Produktion des Enzyms Lipoproteinlipase und fördert so die Fettsäureaufnahme aus den Lipoproteinen des Blutes in die Zellen. Daraus resultierend sinkt der Fettsäuregehalt im Blut.

Fettsäure-Biosynthese ↑

Durch die insulinvermittelte Anregung des Enzyms Pyruvat-Dehydrogenase wird mehr Azetyl-CoA gebildet. Dieses Zwischenprodukt des Nährstoffstoffwechsels dient als Ausgangssubstanz für die Fettsäure-Biosynthese. Auch bei dieser fördert Insulin die Aktivität eines entscheidenden Enzyms, der Azetyl-CoA-Carboxylase.

Fettabbau (Lipolyse) ↓

Insulin vermindert die Bildung des fettspaltenden Enzyms Lipase. Hieraus folgert ein reduzierter Fettabbau und somit eine vermehrte Speicherung von Triglyzeriden im Gewebe. Insulin hält somit das Fett in den Depots.

Insulin - Wirkung auf den Eiweißstoffwechsel

Insulin verstärkt die Aufnahme von Aminosäuren in die Zellen und stimuliert hier die Proteinsynthese. Es übt dabei Effekte sowohl auf die Transkription spezifischer mRNA, wie auch auf die Translation von mRNA in Proteinen aus.

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Proteine, deren Transkription stimuliert werden (Beispiele) Glukokinase

Pyruvatcarboxylase (im Fettgewebe)

Kasein (in der Brustdrüse) Amylase (im Pankreas)

Proteine, deren Transkription gehemmt werden (Beispiel)

Carbamoylphosphat-Synthetase (Leber; Enzym des Harnstoffzyklus)

Diabetes mellitus - Definition und Häufigkeit

Synonyme und andere Schreibweisen

Zuckerkrankheit engl.:

diabetes mellitus Definition

Schätzungsweise 6 Millionen Menschen in Deutschland leben mit einem diagnostizierten Diabetes. Das entspricht rund 5% der deutschen Bevölkerung. 80 bis 90% der Diabetespatienten leiden an einem Diabetes Typ 2. Seit 1980 durchgeführte Studien lassen vermuten, dass die Diabetes-Häufigkeit in den letzten Jahren zugenommen hat. In den 1990ern stagnierte die Zahl an erfassten Diabetiker allerdings.

Häufigkeit

Mit zunehmenden Alter steigt das Risiko an Diabetes mellitus zu erkranken. Besonders Personen ab dem 40. Lebensjahr zeigen eine erhöhte Prävalenz. Unter den 65-jährigen sind schätzungsweise 14 bis 20% betroffen. Bis zum 70. Lebensjahr sind Männer häufiger betroffen, danach kehrt sich das Verhältnis zu Ungunsten der Frauen um. In den neuen Bundesländern ist die Diabetes-Prävalenz in allen Bevölkerungsgruppen höher als in den alten Bundesländern.

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Die Diabetes-Prävalenz nimmt mit steigenden sozialen Status ab.

Typ-2-Diabetes bei Kindern und Jugendlichen

Die Prävalenz von Diabetes Typ 2 unter Kindern und Jugendlichen steigt wahrscheinlich. Mit dem zunehmenden Trend übergewichtiger Kinder und Jugendliche in Deutschland ist wohl in Zukunft auch häufiger mit Typ-2-Diabetes-Fällen bei Patienten unter 20 Jahren zu rechnen. Zurzeit fehlen aussagekräftige Erhebungen zum Diabetesstatus bei Kindern und Jugendlichen [Kie03].

Diabetes mellitus - Ursachen und Risikofaktoren

Nicht-beeinflussbare Risikofaktoren

Genetische Prädisposition

Typ-2-Diabetes ist eine Erkrankung, an der zahlreiche Gene beteiligt sind. Bisher wurden verschiedene Gene identifiziert, welche die Wahrscheinlichkeit an einem Typ-2-Diabetes zu erkranken deutlich beeinflussen. Bereits die zugrundeliegende Insulinresistenz wird durch bestimmte genetische Konstellationen begünstigt. Sowohl Mechanismen, welche die Insulinsekretion bewirken, wie auch diejenigen, welche die Insulinwirkung vermitteln, können genetische Störungen aufweisen. Diabetes tritt somit familiär gehäuft auf. Sind Verwandte ersten Grades (Eltern, Geschwister) betroffen, geht dies mit einem erhöhten Risiko für den Patienten einher. Im Vergleich zu Kindern nichtdiabetischer Eltern haben die Kinder ein 3,5-fach erhöhtes Diabetesrisiko, wenn ein Elternteil erkrankt ist, und ein 6-fach erhöhtes Risiko, wenn beide Eltern Diabetiker sind [Fle02].

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Alter

Die Prävalenz für Typ-2-Diabetes steigt mit dem Alter. Vor dem 40. Lebensjahr tritt die Erkrankung eher selten auf. Aufgrund der starken pathophysiologischen Assoziation von Typ-2-Diabetes mit Adipositas und dem vermehrt bzw. immer früher auftretendem Übergewicht verschiebt sich diese Altersgrenze höchstwahrscheinlich allmählich nach vorn. Durch den zunehmenden Anteil Adipöser bereits im Kindes- und Jugendalter steigt in dieser Altersgruppe das Risiko einen Typ-2-Diabetes zu entwickeln. Der Name "Altersdiabetes" ist somit überholt.

Geschlecht

Frauen sind ab dem 70. Lebensjahr häufiger betroffen als Männer, insbesondere nach mehreren Schwangerschaften. Die Auswirkungen von Risikofaktoren auf das Typ-2-Diabetesrisiko scheinen geschlechtsspezifisch zu sein (MONICA-Studie Augsburg). Bei Männern steigt das Risiko durch Nikotin- und Alkoholkonsum, bei Frauen hingegen wird es eher durch erhöhte Harnsäurespiegel und geringe körperliche Aktivität negativ beeinflusst [Mei02]. Auch spielen bei Frauen Entzündungsprozesse eine größere Rolle bei der Krankheitsentstehung [Tho07].

Ethnische Herkunft

Ein erhöhtes Risiko wird bei folgenden Völkergruppen häufiger beobachtet: Ureinwohner Amerikas

Ureinwohner Australiens Ostasiaten und Inder

Bewohner pazifischer Inseln

Häufig kommt es zur Manifestation der Krankheit nachdem diese mit sogenannten "westlichen Lifestyle-Faktoren" in Berührung kommen. Insbesondere die kalorienreiche westliche Ernährungsweise, der häufig geringe soziale Status und damit verbundene schlechte Zugang zu Gesundheitseinrichtungen tragen zur Krankheitsentwicklung bei [Fle02].

Gestörte Nüchternglukose bzw. Glukoseintoleranz in früheren Messungen

Bei bereits bestehender gestörter Nüchternglukose bzw. Glukoseintoleranz ist das Risiko, einen manifesten Diabetes mellitus zu entwickeln, erhöht. Bereits in diesem Stadium zeigen sich bei Patienten erste Schäden an den großen und kleinen Blutgefäßen. [Fle02]

Beeinflussbare Risikofaktoren

Metabolisches Syndrom

Grunderkrankungen des metabolischen Syndroms bedingen sich zum Teil gegenseitig. Sie können sowohl Ursache als auch Folge der anderen assoziierten Erkrankungen sein. Zu den Grunderkrankungen zählen: Adipositas (insbesondere ein bauchbetonter Fettansatz)

Fettstoffwechselstörungen

Hyperurikämie (Gicht)

Insbesondere Adipositas (vor allem die bauchbetonte Form) ist ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung einer Insulinresistenz und somit des Typ-2-Diabetes. Die Insulinresistenz ist dabei umso ausgeprägter, je deutlicher das Übergewicht ausfällt bzw. je länger dieses besteht. Bisher wurden einige Hormone identifiziert, welche von den Fettzellen produziert werden und eine Insulinresistenz begünstigen. Trotz der unbestrittenen Beziehung zwischen Übergewicht und Diabetes sind die molekularen Zusammenhänge bei weitem noch nicht vollständig geklärt.

Fehlernährung

Eine permanente Nahrungszufuhr - besonders, wenn diese zucker- und stärkereich ist - führt zu ständiger Insulinsekretion. Die Zielzellen gleichen das andauernde Insulinsignal aus, indem diese die Insulinrezeptoren an der Oberfläche reduzieren. Die Zellen werden so zunehmend resistent gegen das Hormonsignal. Auch eine hohe Aufnahme von Transfettsäuren ist mit der Ausbildung einer Insulinresistenz assoziiert.

Hohe Insulinspiegel im Blut verstärken zudem den Aufbau von Fettdepots. Dies begünstigt wiederum Übergewicht und somit hormonelle Signale des Fettgewebes, welche die Insulinresistenz verstärken.

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Bewegungsmangel

Eine geringe körperliche Aktivität begünstigt die positive Energiebilanz und fördert so Übergewicht bzw. Adipositas. Im Gegensatz hierzu erhöht Bewegung die Anzahl der Insulinrezeptoren in den Zellmembranen, so dass die Sensibilität des Gewebes für das Insulinsignal und somit die Glukoseaufnahme zunimmt. Gleichzeitig setzt körperliche Aktivität Katecholamine frei, welche die Insulinsekretion hemmen. Kontinuierliche Bewegung stimuliert zudem die Bildung und Einlagerung der Glukosetransporter (GLUT-4) in die Zellmembran, was die Glukoseaufnahme in die Zellen unterstützt.

Rauchen

Nikotin vermindert die Wirkung von Insulin und fördert die Ausbildung der Insulinresistenz. Eine Zigarette pro Stunde reduziert Insulinsensitivität und die periphere Glukoseaufnahme. Vier Zigaretten innerhalb einer Stunde vermindern die Glukoseverwertung und die Affinität des Insulinrezeptors. Bei starken Rauchern, die mindestens 20 Zigaretten pro Tag konsumieren, ist das Risiko an Typ-2-Diabetes zu erkranken verdoppelt. Auch bei Passivrauchern ist das Risiko erhöht [Ber08].

Diabetes mellitus - Pathophysiologie

Die Entstehung des Typ-2-Diabetes ist ein komplexes Zusammenspiel aus einer verminderten Empfindlichkeit der Muskel- bzw. Fettzellen auf das Insulinsignal und einer gestörten Insulinsekretion aus den pankreatischen Betazellen. Dies beeinträchtigt die Aufnahme von Glukose in Muskel und Fettgewebe, was eine Überzuckerung des Blutes (Hyperglykämie) bedingt.

Im Vordergrund der Diabetesentstehung steht die Insulinresistenz, das heißt die verminderte Fähigkeit der Zielgewebe auf eine physiologische Insulinkonzentration mit Glukoseaufnahme bzw. -verwertung zu reagieren.

Zur Weiterleitung des Insulinsignals bindet das Hormon an Insulinrezeptoren auf der Zielzelle. Bei der Insulinresistenz ist die Anzahl dieser Rezeptoren stark verringert. Eine häufige Ursache hierfür ist eine permanente kalorien- und kohlenhydratreiche Ernährung, die zu einer ständigen Ausschüttung von Insulin führt. Um das Dauersignal zu reduzieren, regulieren insbesondere die Muskel- und Fettzellen die Anzahl ihrer Insulinrezeptoren herunter (Rezeptor-Down-Regulation). Fettzellen schütten zusätzlich ein Hormon namens Resistin aus, welches die Insulinresistenz verstärkt. Bei Übergewichtigen ist die Ausschüttung dieses Hormons folglich recht hoch.

periphere Insulinresistenz

Unter peripherer Insulinresistenz wird die verminderte periphere Glukoseaufnahme insbesondere in die Muskel- und Fettzellen verstanden, welche die Down-Regulation der Insulinrezeptoren mit sich bringt. Die gestörte Insulinsignalweiterleitung wirkt sich dabei auf verschiedene Mechanismen des Glukosestoffwechsels aus:

Der Einbau der Glukosetransporter (GLUT-4) in die Zellmembran findet nur geringfügig statt, wodurch Glukose nur minimal in die Zelle gelangt. Zudem ist die Glykogenbildung und somit die Speicherung von Glukose vermindert.

In den Fettzellen fehlt das hemmende Insulinsignal auf den Fettabbau (Lipolyse), so dass hier vermehrt Fettdepots abgebaut und freie Fettsäuren in die Blutbahn abgegeben werden. Diese verstärken die Insulinresistenz.

In den Blutgefäßwänden führt die verminderte Insulinwirkung zu einer reduzierten Stickstoffmonoxidbildung. Dies lässt die Gefäße erschlaffen und verringert die periphere Durchblutung. Der Transport von Glukose zu den Zielzellen ist somit ebenfalls gestört.

hepatische Insulinresistenz

Die hepatische Insulinresistenz ist gekennzeichnet durch eine verminderte Hemmung der Glukoseneubildung durch Insulin in der Leber. Infolgedessen produzieren die Leberzellen vermehrt Zucker und geben diesen in die Blutbahn ab. Dieser Prozess äußert sich vor allem in einem Anstieg des Nüchternblutzuckerspiegels. Die periphere Insulinresistenz hat auf diesen nur einen geringen Einfluss, da die Glukoseaufnahme im nüchternen Zustand zu 70 bis 85% durch insulinunabhängige Zellen (über 50% davon durch das Gehirn) erfolgt und weniger durch das Muskelgewebe.

Die periphere Insulinresistenz führt nach Mahlzeiten zu einer erhöhten Freisetzung von Fett- und Milchsäure aus den Fettzellen bzw. zur verminderten Aufnahme der Aminosäure Alanin durch die Muskelzellen. Alle drei Substanzen verstärken zusätzlich die Glukoseneubildung in der Leber.

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