Metabolisches Syndrom und Biofaktoren - Insulinresistenz, Diabetes mellitus, diabetische Folgeerkrankungen

Metabolisches Syndrom: Vorläufer des Diabetes mellitus und eine Kombination aus den vier kardiometabolischen Risikofaktoren

1. abdominale Adipositas
2. arterielle Hypertonie
3. Störungen des Lipidstoffwechsels, vor allem erhöhte Triglyceridwerte und niedrige HDL-Cholesterinwerte
4. erhöhter Nüchternblutzucker bzw. Insulinresistenz

Das Bindeglied in der Pathophysiologie des metabolischen Syndroms ist die Insulinresistenz, die zu einer gestörten Glukoseverwertung und schließlich einer übermäßigen Insulinproduktion führt, was wiederum den Lipidstoffwechsel und die Bluthochdruckregulation negativ beeinträchtigt. Die abdominale Adipositas, insbesondere das viszerale Fettgewebe, führt zu einer vermehrten Freisetzung entzündungsfördernder Zytokine, wodurch die Insulinresistenz weiter verstärkt wird. Rund 30 % der Erwachsenen in Industrieländern sind betroffen, wobei das Risiko mit zunehmendem Alter und Übergewicht steigt.^2,3

Welchen Stellenwert haben Biofaktoren?

Zu den Biofaktoren gehören insbesondere Vitamine und Mineralstoffe – Substanzen, die der Körper für seine physiologischen Funktionen benötigt und die eine gesundheitsfördernde oder krankheits­vorbeugende biologische Aktivität besitzen. Bei der Regulierung des Insulin- und Glukosestoffwechsels, und daher im Kontext von Insulinresistenz, metabolisches Syndrom und Diabetes, spielen insbesondere Magnesium, Zink und Chrom eine Rolle.

Magnesium^10-14 spielt eine zentrale Rolle im Insulin- und Glukosestoffwechsel. Ein niedriger Magnesiumspiegel ist eng mit einer verminderten Insulinempfindlichkeit und einer schlechteren Blutzuckerkontrolle verbunden. Magnesium unterstützt die Funktion von Insulinrezeptoren und zudem die Signalübertragung des Insulins in die Zellen, wodurch es zur Verbesserung der Insulinresistenz beiträgt. Im Hinblick auf das metabolische Syndrom zeigt ­Magnesium ebenfalls schützende Effekte. Es hilft, den Blutdruck zu regulieren, verbessert die Lipidprofile – einschließlich der Erhöhung von HDL-Cholesterin und der Senkung von Triglyceriden – und wirkt außerdem entzündungshemmend, was das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verringern kann. Auch konnte in Studien gezeigt werden, dass eine höhere Magnesiumaufnahme das Risiko für Typ-2-Diabetes senkt, indem der Biofaktor die Insulinempfindlichkeit verbessert und die Blutzuckerkontrolle stabilisiert. Bei bereits bestehendem Diabetes kann eine ausreichende Magnesiumzufuhr die Blutzuckerkontrolle unterstützen und zudem die Insulinresistenz verringern.

Unterer Grenzwert für Serummagnesium bei 0,85 mmol/l

Laut einem internationalen Konsens zur Standardisierung des Serummagnesium-­Referenzbereiches gilt ein Serumwert von 0,85 mmol/l Magnesium als Mindestziel.^15,16 Bei einem Wert ≥ 0,85 mmol/l (≥ 2,1 mg/dl) kann von einem ausreichend guten Magnesiumstatus ausgegangen werden. Die Diagnose eines Magnesiummangels erfordert allerdings auch die Berücksichtigung der klinischen Symptomatik.¹⁷ Da der größte Teil des Magnesiums intrazellulär vorliegt – nur 5 % befinden sich extrazellulär und weniger als 1 % im Serum und der interstitiellen Flüssigkeit – spiegelt das Serummagnesium nicht den exakten Magnesiumstatus wider. Der Organismus reguliert den Magnesiumspiegel im Serum durch Anpassung der intestinalen Resorption, der renalen Ausscheidung und der Mobilisierung von Magnesium aus den körpereigenen Speichern Knochen und Muskeln. Somit kann eine normale Serummagnesiumkonzentration einen intrazellulären Magnesiummangel maskieren.¹⁸

Magnesiummangel ausgleichen

Der Ausgleich eines Magnesiummangels kann durch eine orale Supplementierung in Tagesdosen von rund 300 mg Magnesium – gelegentlich höher – erfolgen. Dabei sollten als Arzneimittel zugelassene Präparate gewählt werden, die sich durch eine hohe Bioverfügbarkeit auszeichnen. Studien zeigten bereits in früheren Untersuchungen überwiegend, dass organisch gebundene Magnesiumsalze eine höhere Bioverfügbarkeit im Vergleich zu anorganisch gebundenen Salzen aufweisen.¹⁹ Und unter den organisch gebundenen Magnesiumsalzen konnte ferner vor allem Magnesiumorotat durch eine Absorptionsrate von bis 90 % und eine schnelle Wirkstoff-Freisetzung innerhalb von 10 Minuten überzeugen.²⁰

Der Biofaktor Zink^21-23 spielt eine entscheidende Rolle in der Regulation des Glukosestoffwechsels, insbesondere in Bezug auf Insulin. Ein Zinkmangel kann zu einer Insulinresistenz beitragen. Als zentraler Bestandteil des Insulinmoleküls stabilisiert Zink dessen Struktur und ermöglicht die Speicherung und Freisetzung aus den Beta-­Zellen der Bauchspeicheldrüse. Insulin wird zunächst als Prä-Pro-Insulin synthetisiert, das im Endoplasmatischen Retikulum zu Pro-Insulin umgewandelt wird. Dieses Pro-Insulin wird als Zinkkristall in den Granula der Beta-Zellen gespeichert, wobei sechs Moleküle Pro-Insulin mit zwei Molekülen Zink verbunden sind. Hohe Zinkmengen stabilisieren diese Pro-Insulin-Hexamere und unterstützen die Sekretion von Insulin.

Zink fungiert auch als Co-Faktor für die Insulinwirkung in den Zellen. Es aktiviert die Phosphoinositol-3-Kinase-/Proteinkinase-B-Kaskade, die eine Rolle bei der Insulinsensitivität spielt. Das Spurenelement wirkt zudem antioxidativ und kann proinflammatorische Zytokine wie Interleukin-1β und NF-kappa-B unterdrücken. Dadurch schützt Zink die insulinproduzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse vor oxidativem Stress und Entzündungen.

Eine Supplementierung zum Ausgleich eines Zinkmangels bei Personen mit Prädiabetes und Typ-2-Diabetes kann die Blutzuckerkontrolle und die Parameter des Lipidstoffwechsels verbessern,²⁴ antiinflammatorisch wirken, die Wundheilung und damit die Prävention des diabetischen Fußsyndroms unterstützen²⁵ und einen präventiven Nutzen auf die diabetische Neuropathie und Retinopathie zeigen.^26,27

Zink supplementieren

Der sogenannte Tolerable Upper Intake Level – die höchste und gleichzeitig sichere Dosierung bei langfristiger Einnahme ohne negative gesundheitliche Wirkungen – liegt bei 25 mg Zink pro Tag.²⁸ Wenn längerfristig dahingegen täglich 50 mg Zink oder mehr zugeführt werden, sind Anämien, Störungen im Eisen- oder Kupferhaushalt, des Immunsystems oder des Fettstoffwechsels möglich.²⁹ Die akute Form einer Zinkintoxikation mit Übelkeit und Erbrechen, Krämpfen, Durchfall, Inappetenz und Kopfschmerzen tritt (erst) nach Zufuhr von Tagesdosen oberhalb 200 bis 400 mg Zink auf.

Chrom³⁰ in seiner dreiwertigen Form als Chrom(III) kann die Insulinsensitivität der Zellen erhöhen, wodurch die Glukose­aufnahme aus dem Blut verbessert und der Blutzuckerspiegel gesenkt wird. Ein Chrommangel hingegen mit einer täglichen Chromaufnahme von weniger als 20 μg kann zu einer Insulinresistenz führen, aber auch zu erhöhten Cholesterin- und Triglyceridwerten. Laut Studienlage kann eine orale Supplementierung mit 200 bis 400 µg Chrom (III) täglich die Parameter des Glukose- und Lipid­stoffwechsels verbessern und zu einer stabileren Blutzuckereinstellung führen, wodurch betroffene Patienten weniger Anti­diabetika benötigten.³¹ Die Daten unterstützen die Sicherheit und den therapeutischen Nutzen einer Chrom-Substitution, um einem Diabetes mellitus vorzubeugen bzw. diesen zu behandeln. Weitere gut designte Studien sind jedoch wünschenswert.