Genetik & Diabetes

Epigenetische Veränderungen erhöhen Diabetesrisiko

2015

Die Epigentik geht davon aus, dass bestimmte äussere Umstände wie Umwelteinflüsse, Ernährung oder Stress einen Einfluss auf die Aktivität der Gene haben und dadurch Krankheiten wie Diabetes auslösen.

Wissenschaftler sind sich einig: Gene steuern nicht nur, sie werden auch gesteuert – etwa durch Umwelteinflüsse oder über unsere Ernährung. Diese Erkenntnis kann helfen, das Diabetesrisiko vorauszusagen und neue Therapien zu entwickeln.

Welche Gene werden durch welche Nahrungsmittel und Lebensstile angeschaltet, welche ausgeschaltet? Wie funktionieren die epigenetischen Mechanismen im Detail? Und wie lässt sich das Wissen für Therapien nutzen? Damit beschäftigt sich die Epigenetik-Forschung im Rahmen vieler Krankheitsbilder - wie etwa Krebs, der Alzheimer-Krankheit und dem Diabetes mellitus. Sie stösst damit ein Dogma um, nämlich dass unser vererbtes Genmaterial unveränderbar bestimmt ist.

Beeinflussbare Aktivität der Gene

Welche Gene wir in uns tragen, ist zwar festgelegt, nicht aber, ob ein bestimmtes Gen aktiv ist oder nicht. Die Epigentik geht davon aus, dass bestimmte äussere Umstände wie Umwelteinflüsse, Ernährung oder Stress einen Einfluss auf die Aktivität der Gene haben. Eine Schlüsselrolle spielen dabei sogenannte epigenetische Marker, die entlang des DNA-Strangs verteilt sind. Diese Methylgruppen wirken wie Schalter, die Gene an- oder ausknipsen können, wobei die im Gen gespeicherte Information unberührt bleibt. Von Forschern wurden bereits zahlreiche molekulare Veränderungen entdeckt, die zu einem stärkeren oder schwächeren Ablesen der Information in den Genen führen. Die epigenetische Forschung erlaubt also Rückschlüsse darauf, wie Krankheiten entstehen und liefert damit Ansätze für neue Therapien.

Neue Sichtweise auf die Ursachen

Im Fall von Übergewicht oder Stoffwechselstörungen wie Diabetes Typ 2 und Insulinresistenz kamen wissenschaftliche Studien zu dem Schluss, dass sie primär ernährungsseitig epigenetischer Natur sind. Mit den Wechselwirkungen zwischen Ernährung und menschlichem Erbgut beschäftigt sich übrigens eine eigenständige Fachrichtung der Epigenetik: die Nutrigenomik. Die Erkenntnis, dass einzelne Inhaltsstoffe der Nahrung auf unsere Gene wirken und so einen Einfluss auf den Stoffwechsel haben, erfordere laut Forschern einen völlig neuen Denkansatz beziehungsweise eine neue Sichtweise auf die Beteiligung des Zuckers bei Diabetes Typ 2.
So sind inzwischen bereits mehrere Genbereiche identifiziert worden, welche bei erhöhter Aktivität das Diabetesrisiko erhöhen. Zum Beispiel beim Interleukin-6. Wird das entzündungsfördernde Zytokin durch die Aufnahme von beispielsweise gesättigten Fettsäuren angekurbelt, steigt der Gehalt des Stresshormons Cortisol im Blut an, was wiederum eine Insulinresistenz fördern kann.

Gengesteuerte Fetteinlagerungen

Unausgewogene Ernährung, wenig Bewegung und Stress beeinträchtigen in erster Linie die Aktivität der für den Fettstoffwechsel zuständigen Genbereiche epigenetisch und hemmen die Aktivität der daraus gebildeten fettverbrennenden Enzyme. Die Folge: Der Organismus kann die Energiequelle Fett nicht mehr ausreichend nutzen und weicht zunehmend auf den Energieträger Zucker aus. Es reichern sich freie Fettsäuren im Körper an - mit den bekannten negativen Auswirkungen. Dauert die Fehlregulation an, ist der Blutzucker permanent hoch. Müdigkeit, Heisshunger-Attacken, Bauchfett und Übergewicht sind das Resultat. Im weiteren Verlauf bahnt sich eine über den Fettstoffwechsel epigenetisch initiierte und über den Zuckerstoffwechsel manifestierte Insulinresistenz an, die schliesslich zu einer Entgleisung des Stoffwechsels bis hin zu Typ-2-Diabetes führen kann.
Forscher des Deutschen Instituts für Ernährung (DIfE) entdeckten das Gen IFI202b in der Maus, das die Fetteinlagerung begünstigt und auch bei übergewichtigen Menschen aktiv ist. Vermutet wird zudem, dass die erhöhte Genaktivität die Freisetzung des Enzyms im Fettgewebe fördert, das für die Produktion des Stresshormons Cortisol verantwortlich ist, das wiederum, wie bereits erwähnt, einen Einfluss auf die Regulation des Energiehaushaltes hat.

Epigenetische Ernährung als neuer Therapieansatz

Ist der Stoffwechsel zu Diabetes Typ 2 entgleist, kann sich dieser - im Umkehrschluss - durch die Einstellung von günstigen Umweltbedingungen auch wieder verbessern - etwa durch epigenetisch abgestimmte Ernährungsmassnahmen. So haben Wissenschaftler zum Beispiel herausgefunden, dass der tägliche Verzehr von 50 Gramm Vollkornbrot, das Diabetesrisiko um über zehn Prozent verringert. Auch diverse Vitamine wie das Vitamin C können einen Einfluss auf Gene haben, die wiederum die Funktion der Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse steuern.
Fazit: Die Untersuchung von Genaktivitäten und die Kenntnis ihrer Funktionen und Reaktion auf verschiedene Nahrungsbestandteile gibt Hoffnung auf eine ganz neue therapeutische Nutzung der Ernährung und lässt den Schluss zu, dass sich - bei konsequenter Anwendung der Epigenetik - der diabetische Stoffwechsel im besten Fall normalisieren könnte. Analog dazu lässt sich aus der aktuellen Forschung ableiten, dass eine epigenetische Ernährungsstrategie zur Prävention von Diabetes Typ 2 sich geradezu anbietet und sich die Insulinresistenz damit normalisieren lässt. Allerdings wird es auch in Zukunft kaum möglich sein, sämtliche Genvarianten und deren epigenetischen Interaktionen aufzuklären.