Diabetes mellitus: Nicht jeder Adipöse ist gefährdet

Eine Insulinresistenz im Gehirn haben viele, aber nicht alle übergewichtigen Menschen. Diese betrifft solche ZNS-Regionen, die für Belohnung und Verhaltenssteuerung zuständig sind. Foto: picture alliance

Insulin ist über das Gehirn als zentrale Stoffwechselinstanz an der Regulation des Körpergewichts beteiligt. Genetische Prädisposition und Umweltfaktoren bestimmen, ob ein Typ-2-Diabetes entsteht.

Jährlich werden in Deutschland 270 000 Menschen – das entspricht etwa der Einwohnerzahl von Wiesbaden – neu mit Diabetes diagnostiziert. Überernährung und Bewegungsmangel gelten als Hauptursachen der „Diabetes-Epidemie“. Doch nicht jeder Übergewichtige ist auch diabetesgefährdet. Warum trifft es den einen, den anderen aber nicht? Neue Erkenntnisse hierzu wurden beim Kongress der Deutschen Diabetes Gesellschaft in Stuttgart vorgestellt. Eine weitere Neuigkeit: Auch Umweltfaktoren wie die Luftverschmutzung beeinflussen das Diabetesrisiko. Dies lässt sich unter anderem aus einer Studie schließen, die im Ruhrgebiet vorgenommen worden ist.

Genetische Prädisposition und Umweltfaktoren wirken zusammen, damit es zum Typ-2-Diabetes kommt. Die Mechanismen dieses Zusammenwirkens werden an der Universität Tübingen, unter anderem mit Hilfe der Tübinger Familien-Studie und des TUebinger Lebensstilinterventions-Programms (TULIP), untersucht.

Ein interessantes Ergebnis dieser Studien: Adipositas ist nicht gleich Adipositas, es existieren unterschiedliche Subtypen. Es gibt zum einen die sogenannten happy obese, wie Prof. Dr. med. Hans-Ulrich Häring, Universitätsklinik Tübingen, beim Kongress berichtete. Diese „Glücklichen“ – etwa 30 Prozent der Adipösen gehören dazu – haben trotz massiven Übergewichts eine ähnlich gute Insulinempfindlichkeit wie Normalgewichtige.

Auch scheint ihr kardiovaskuläres Risiko nicht erhöht zu sein, wie Messungen der Intima-Media-Dicke in den Karotiden schließen lassen. Menschen mit einer derart „benignen Adipositas“, so Häring, haben keinerlei metabolische Probleme durch ihr Körperfett, ihre Entzündungsmediatoren sind nicht erhöht. Zusätzlich sprechen sie auf Lebensstilinterventionen wie Sport und Ernährungsumstellung auch noch besonders gut an.

Diesen „happy obese“ steht aber eine Gruppe gegenüber, die in doppelter Hinsicht benachteiligt ist: Diese adipösen Menschen haben eine ausgeprägte Insulinresistenz und multiple metabolische Störungen. Sie reichern sehr viel ektopes Fett in Leber und Muskulatur an, und ihre Entzündungsmediatoren sind erhöht. Zusätzlich gehörten sie im TULIP-Programm zu denjenigen, die von der Intervention kaum profitierten. Selbst mit regelmäßigem Sport erreichte ihre Insulinempfindlichkeit kaum 50 Prozent des Normalwertes. Sie biete damit keinen ausreichenden Schutz vor der Entstehung eines Diabetes oder einer koronaren Herzkrankheit, erläuterte Häring. Etwa jeder dritte bis vierte Teilnehmer des TULIP-Programms war ein solcher „Lifestyle-Nonresponder“.

Glückliche und unglückliche Dicke unterscheiden sich vor allem in der Art der Fettspeicherung. Leber und Gehirn scheinen einen entscheidenden Einfluss darauf zu haben, zu welcher Gruppe man gehört. So triggert laut Häring eine „maligne Fettleber“ mit – wohl genetisch bedingter – gestörter Fettspeicherung die allgemeine Insulinresistenz und Mikroinflammation bei den „unhappy obese“, wie die aktuellen Forschungen ergeben haben.

Insulinwirkung im Gehirn bei Übergewichtigen verändert

Auch im Gehirn von Adipösen lassen sich Unterschiede zu Normalgewichtigen nachweisen. „Am Anfang steht ein verändertes Verhalten“, erläuterte Häring, „und das Gehirn ist ein wichtiges Steuerungselement des Verhaltens.“ Eine veränderte Insulinwirkung wurde zum ersten Mal im Gehirn von fettsüchtigen Mäusen entdeckt.

Inzwischen wurden Methoden entwickelt, auch die Insulinwirkung im Gehirn von Menschen sichtbar zu machen. Dabei zeigte sich: Adipöse und ältere Menschen haben oft eine Insulinresistenz im Gehirn. Diese betrifft zum Beispiel Regionen, die für Belohnung und Verhaltenssteuerung zuständig sind.

Verlängerter Essensreiz durch gestörte Rückkopplung

Die Konsequenz: Während normalerweise das nach einem Essen ausgeschüttete Insulin im Gehirn das Verlangen nach weiterem Essen reduziert, funktioniert diese Rückkopplung bei den Adipösen nicht richtig. „Wer gerade ein Schnitzel gegessen hat, für den hat ein zweites Schnitzel normalerweise keinen Reiz mehr“, erläuterte Häring. Nicht so beim Fettsüchtigen. Bei ihm bestehe durch die Insulinresistenz „ein verlängerter Essensreiz“, der die weitere Gewichtszunahme begünstige. Tatsächlich zeigte sich im TULIP-Programm, dass diejenigen Übergewichtigen mit der besten Insulinempfindlichkeit des Gehirns auch am besten ihr Gewicht durch die Lebensstilintervention reduzieren konnten.

Eine gute Nachricht ist: Die Insulinempfindlichkeit des Gehirns lässt sich wohl über epigenetische Phänomene innerhalb weniger Monate verändern. Experimente an Mäusen zeigen laut Häring, dass eine Ernährung, die reich an gesättigten Fettsäuren ist, die Insulinresistenz verstärkt und eine Mikroinflammation induziert. Umgekehrt könnte durch eine Kost, die arm an gesättigten Fetten ist, die Insulinsensitivität des Gehirns gesteigert werden.

Das Bewegungsverhalten scheint einer ähnlichen Steuerung zu unterliegen. „Die oft nur graduellen Unterschiede in der Feedback-Schleife können langfristig den Unterschied zwischen dick oder dünn und vielleicht auch Diabetes oder nicht ausmachen“, so der Experte. Die neuen Erkenntnisse eröffnen Möglichkeiten, zum Beispiel gezielte Präventionsprogramme für die verschiedenen Subtypen der Adipositas zu entwickeln. Derzeit mangelt es aber noch an einfachen Möglichkeiten, die Insulinresistenz beim Menschen im Gehirn zu messen. Die weitere Erforschung dieser Zusammenhänge sei jedoch ein Kernprogramm des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung, das es an fünf verschiedenen Standorten in Deutschland gibt (Kasten).

Ebenfalls Ergebnis einer Kooperation – in diesem Fall zwischen den zwei Leibniz-Zentren Deutsches Diabetes-Zentrum und Institut für Umweltforschung – sind weitere beim Kongress präsentierte Daten. „Weltweit erstmalig“ hat eine im Ruhrgebiet durchgeführte prospektive Kohortenstudie einen direkten Zusammenhang zwischen Feinstaub- und Stickstoffdioxid-Konzentrationen am Wohnort und dem Diabetesrisiko nachgewiesen – und zwar unabhängig von Body-mass-Index, Rauchen oder sozioökonomischen Faktoren, berichtete Prof. Dr. med. Michael Roden, Direktor des Deutschen Diabetes-Zentrums in Düsseldorf.

Dass bestimmte Pestizide und verschiedene andere Chemikalien das Diabetesrisiko erhöhen, weiß man schon länger – nun mehren sich die Hinweise darauf, dass auch Feinstaub den Insulinstoffwechsel stören kann. Bei der Jahrestagung der Deutschen Diabetes Gesellschaft war das ein zentrales und von den Publikumsmedien viel beachtetes Thema.

Stickstoffoxide und Feinstaub – also die Staubfraktion, in der 50 Prozent der Teilchen einen Durchmesser bis 2,5 µm haben (PM_2,5) – gelten als Indikatoren für die Schadstoffbelastung der Luft durch den Straßenverkehr. Bei Mäusen, die längerfristig Feinstaub-exponiert waren, entwickelten sich in der Folge eine verminderte Glukosetoleranz und Insulinresistenz, berichtete Roden.

Im Tierexperiment wurde auch nachgewiesen, dass der Feinstaub nicht nur Entzündungsreaktionen in der Lunge, sondern auch im viszeralen Fettgewebe und wohl auch in der Leber induziert; zusätzlich nimmt der oxidative Stress in den Zellen zu und die Mitochondrien-funktion ab, erläuterte der Wissenschaftler. Wahrscheinlich werde über einen proinflammatorischen Mechanismus der zelluläre Energiestoffwechsel gestört, was die Entwicklung eines Typ-2-Diabetes, aber auch von kardiovaskulären Schäden begünstige.

Hypothese: Diabetesrisiko steigt mit Schadstoffbelastung

Insgesamt vier prospektive Kohortenstudien haben den Zusammenhang inzwischen auch epidemiologisch bestätigt, berichtete Roden. Neben der Studie aus dem Ruhrgebiet handelt es sich dabei um eine Auswertung der Nurses Health Study, der Black Women’s Health Study aus Los Angeles und der dänischen Diet, Cancer and Health Cohort mit mehr als 57 000 Teilnehmern aus Kopenhagen und Århus.

Nach diesen Daten ist bei einer Wohnentfernung zu einer dicht befahrenen Straße von weniger als 50 Metern das Diabetesrisiko um etwa 20 Prozent erhöht. Einige der Studien konnten dabei eine umfassende statistische Adjustierung für Alter, Bildung, Einkommen, BMI, Rauchen, Alkoholkonsum oder körperliche Aktivität vornehmen. Wirklich abschätzen, welchen Beitrag die Schadstoffbelastung der Luft zum Diabetesrisiko liefere, lasse sich derzeit aber noch nicht, räumte der Wissenschaftler ein.

Sonja Böhm

forschung im Verbund

Das 2009 gegründete Deutsche Zentrum für Diabetesforschung wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung bündelt und Grundlagenforschung, translationale Forschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt. Mitglieder sind das Deutsche Diabetes-Zentrum in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung in Potsdam-Rehbrücke, das Helmholtz-Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, die Paul-Langerhans-Institute des Carl-Gustav-Carus-Universitätsklinikums Dresden und der Eberhard-Karls-Universität Tübingen sowie die Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V. und die Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.