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Typ-2-Diabetes: Wie die Gene mitspielen

Sind es die Erbanlagen oder der Lebenswandel? Was Forscher heute über die Ursachen der Zuckerkrankheit wissen

von Andrea Grill, 15.11.2017

Beim Familientreffen erfahren es alle: Onkel Norbert hat Zucker. Kein Wunder, meint  seine Nichte Katrin. Wer sich so einen dicken Bauch anfuttert, ist doch selbst schuld, wenn er irgendwann Diabetes kriegt! Ach was, das bisschen Bauch macht doch nichts, verteidigt Tante Gertrud ihren Mann. Der Diabetes liegt in der Familie, glaubt sie – schon Norberts Mutter war schließlich zuckerkrank.

Wer hat wohl recht? "Wahrscheinlich beide", sagt Dia­betesforscherin und Professorin Annette Schürmann. "Menschen, die Typ-2-Diabetes bekommen, bringen immer eine erbliche Veranlagung dazu mit." Unabänderliches Schicksal, das quasi in die Wiege gelegt werde, sei die Krankheit aber nur in ganz seltenen Fällen: "Mit einem gesunden Lebensstil lässt sich der Diabetes trotz erblicher Vorbelastung zumindest hinauszögern, vielleicht sogar ganz verhindern."

Über 100 Diabetes-Gene bekannt

Welche Gene Diabetes begünstigen und was genau sie bewirken, da­rüber wissen Forscher inzwischen ziemlich gut Bescheid. Mehr als 100 "Diabetes-Gene" haben sie bis heute aufgespürt. Nicht jeder Dia­betiker hat alle diese Erb­anlagen. Manche haben vielleicht drei, andere fünf oder mehr. Ihre Funktion, soweit man sie kennt, hat meist mit den Betazellen in der Bauchspeicheldrüse zu tun. Diese Zellen produzieren das Hormon Insulin, das Zucker aus dem Blut in die Zellen schleust. Wenn die Betazellen ihren Job nicht mehr richtig machen oder zugrunde gehen, fehlt Insulin. Der Blutzucker steigt, und es entsteht Diabetes. 

Das "berühmteste" aller Diabetes-Gene trägt das Kürzel TCF7L. Man findet es bei besonders vielen Betroffenen. Es verhindert, wenn es in einer bestimmten Variante vorliegt, dass sich die Betazellen vermehren. Sie können dann nicht auf einen höheren Insulinbedarf reagieren, wie er zum Beispiel während der Weihnachtszeit mit viel üppigem Essen entstehen kann. Welche Einflüsse Betazellen lahmlegen oder zerstören, darüber wird in der Wissenschaft noch diskutiert. "Wahrscheinlich wirken mehrere Dinge zusammen", erklärt Diabetologe Professor Juris Meier. Er nennt die derzeit wichtigsten Verdächtigen:

  • Eiweißklümpchen: Mit dem Insulin schütten Betazellen bestimmte Eiweißstoffe aus. Aus einem noch nicht bekannten Grund werden diese Moleküle bei Diabetikern falsch gefaltet. Sie verklumpen und lagern sich in der Nähe der Betazellen ab. "Diese Ablagerungen können wir sogar unter dem Mikroskop sehen", so Meier. "Und wir wissen, dass sie Betazellen absterben lassen."
  • Fettsäuren: Wenn Menschen infolge einer ungesunden Ernährung Fett im Körper anhäufen, sind diese Fettdepots nicht einfach nur abgelagerte Masse, sondern höchst aktiv. Sie setzen etwa Fettsäuren frei, die auf die Betazellen wie Gift wirken.
  • Entzündungsstoffe: Ähnlich wie beim Typ-1-Diabetes könnten die insulinproduzierenden Zellen auch Opfer einer chronischen Entzündungsreaktion im Körper werden. Ein Botenstoff namens Interleukin-1-Beta spielt dabei mög­licherweise eine Schlüsselrolle.
  • Zuckermoleküle: Wenn der Zuckerspiegel im Blut über längere Zeit erhöht ist, entstehen reaktionsfreudige Sauerstoffverbindungen. Sie wirken auf die Insulinproduktion in den Betazellen wie Sand im Getriebe. Der Insu­linfluss schwächelt, der Blutzucker steigt weiter – ein Teufelskreis.

Gene und Lebensweise greifen beim Niedergang der Betazellen und bei der Entwicklung eines Typ-2-Diabetes an vielen Stellen ineinander. Der Einfluss der Gene, da ist die Wissenschaft sich ­einig, macht jedoch insgesamt nicht mehr als zehn bis 15 Prozent des Diabetesrisikos aus. Und das stellt die Experten vor ein Rätsel. Denn die Familiengeschichte bestimmt entscheidend mit, ob jemand ein Dia­beteskandidat ist oder nicht.

Ein- und Ausschalter für die Gene

Was aber kann über Generationen weitergegeben werden, wenn es nicht die Gene sind? Diese Frage lenkte die Neugier der Wissenschaftler auf einen weiteren Mitspieler in dem ganzen Geschehen. Ein Mann, der sich besonders gut damit auskennt, ist der Genetiker Professor Martin Hrabĕ de Angelis, Vorstandsmitglied und Sprecher des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung. "Stellen Sie sich die Gene vor wie die auf der Festplatte eines Computers gespeicherten Daten", sagt er. "Um mit den Daten etwas anfangen zu können, braucht man Software." Die Programme greifen immer nur auf bestimmte Daten zu, je nachdem, welche gerade gebraucht werden.

Auf einen Menschen übertragen, heißt das: Die Gene in unseren Körperzellen bleiben immer gleich, aber sie werden je nach Bedarf durch chemische Moleküle, die an ihnen andocken, ein- und ausgeschaltet.

Übergewicht verändert Gen

Mit dieser Regulation befasst sich der noch junge Forschungszweig Epigenetik. "Wir glauben, dass epigenetische Veränderungen mit darüber entscheiden, ob jemand Diabetes bekommt", so Martin Hrabĕ de Angelis. Erste Hinweise lieferten Studien mit Mäusen, die genetisch identisch waren. Gefüttert mit fettreicher Kost, gab es Tiere, die davon dick wurden, und andere, die schlank blieben. An den Genen konnte es nicht liegen – sie waren ja bei allen Tieren gleich. Der Unterschied musste also durch epigenetische Veränderungen zustande kommen.

Tatsächlich konnten die Forscher solche "Markierungen" an einem bestimmten Gen der dicken Mäuse nachweisen. Auch Menschen besitzen dieses Gen. Und auch bei ihnen ist es oft epigenetisch verändert, wenn sie stark übergewichtig sind und einen beginnenden Diabetes haben.

Ein weiteres Experiment mit Mäusen sorgte letztes Jahr für Staunen in der Fachwelt. Es zeigte: Epigenetische Merkmale wirken sich nicht nur auf den eigenen Stoffwechsel aus, sondern können sogar an Kinder weitergegeben werden. Mäuse "erbten" die Veranlagung für Übergewicht und schlechte Blutzuckerwerte, wenn ihre Eltern durch extrem kalorienreiches Futter dick und diabetisch geworden waren.

Insulinresistenz im Mutterleib übertragen

"Jetzt wollen wir herausfinden, ob auch menschliche Mütter durch ungesunde Lebensweise ihren Kindern möglicherweise ein Diabe­tesrisiko mitgeben", sagt Professor Hans-Ulrich Häring. Am Uni­klinikum Tübingen erforscht er mit seinem Team unter anderem die Wirkung von Insulin im Gehirn. Bei Gesunden sendet das nach einer Mahlzeit ausgeschüttete Insulin dem Gehirn Signale, die den Hunger dämpfen. "Bei übergewichtigen Menschen mit gestörtem Zuckerstoffwechsel klappt diese Regulation nicht, sie haben eine Art Insulinresistenz des Gehirns", so Häring.

Mit einem neuartigen Messverfahren untersuchen die Tübinger Forscher derzeit an 200 schwangeren Frauen, ob diese Insulinresistenz womöglich schon im Mutterleib auf das noch ungeborene Kind übertragen wird. Erste Ergebnisse lassen vermuten, dass es tatsächlich so ist. Zu dieser schlechten gibt es auch eine gute Nachricht: Epi­genetische Veränderungen sind teil­weise wieder umkehrbar. Kinder, die von ihren Eltern ein Krankheitsrisiko übertragen bekommen haben, können diese Vor­belastung durch eine gesunde Lebensweise vermutlich ausgleichen.

Jeder Diabetes ist anders

Typ-2-Diabetes scheint also auf vielerlei Weise zu entstehen. Vererbung, Epigenetik, Umwelt und Lebensstil wirken dabei individuell zusammen. Werden Ärzte in zehn Jahren überhaupt noch von dem Diabetes sprechen? "Womöglich nicht", vermutet Annette Schürmann. "Wenn in einem Wartezimmer heute zehn Patienten mit Typ-2-Diabetes sitzen, dann haben vielleicht zwei einen ähnlichen Dia­betes." Man wisse mittlerweile, dass man es mit verschiedenen Untergruppen zu tun habe, die auf Lebensstiländerungen und Therapien sehr unterschiedlich ansprechen.

Die Vision der Wissenschaftlerin: "Wir möchten eines Tages erkennen, wer welchen Diabetestyp hat und welche Therapie ihm am besten hilft." Heute dia­gnostizieren Ärzte Diabetes, indem sie Blutzuckerwerte messen. In Zukunft, so die Hoffnung, soll die Zuckerkrankheit schon erkannt werden, bevor die Glukosewerte ansteigen – nämlich an sogenannten Biomarkern.

Dazu wäre nur  eine einfache Blutprobe nötig. Ein charakteristisches Muster an Molekülen (etwa Fettsäuren, Hormone, Eiweiße) könnte dann anzeigen, ob ein Patient gerade einen Diabetes entwickelt und wenn ja, welchen Typ. Der Arzt würde Lebensstil­änderungen oder Medikamente empfehlen, um die Krankheit abzuwenden. "Davon träumen wir", sagt Klinik­arzt Juris Meier. "Bis es so weit ist, verlassen wir uns auf eine andere bewährte Methode." Meier misst bei seinen Patienten den Bauch­umfang. Dann weiß er ziemlich genau, wer ein Diabeteskandidat ist, der sporteln und abnehmen sollte, um gesund zu bleiben.

Beratende Experten:

Prof. Dr. Annette Schürmann, Leiterin der Ab­teilung Experimentelle Diabetologie am Deutschen Institut für Ernährungs­forschung (DIfE) Pots­dam-Rehbrücke

Prof. Dr. Juris J. Meier, Chef­arzt des Diabeteszentrums Bochum/Hattingen am Ka­tholischen Klinikum Bochum, Universitätsklinikum der Ruhr­-Universität Bochum

Prof. Dr. Martin Hrabĕde Angelis, Direktor des Instituts für Experimentelle Gene­tik am Helmholtz Zentrum München und Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Genetik an der TU München

Prof. Dr. Dr. Hans-Ulrich Häring, Leiter des Instituts für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankun­gen (IDM) des Helmholtz Zentrums München an der Universität Tübingen


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