Diabetes Typ 1: Vitamine für’s Epigenom

22. November 2011
Teilen

Epigenetische Veränderungen der DNA gehen einem Typ 1 Diabetes Jahre voraus. Doch was bedeutet das für die Praxis und für Personen mit erhöhtem Risiko? Das epigenetische Muster lässt sich durch Ernährung beeinflussen, doch Prävention ist derzeit noch nicht möglich.

In Deutschland leiden zwischen sechs und acht Millionen Menschen an Diabetes, 12% der 20- bis 79-Jährigen. Eine Studie hat kürzlich gezeigt, dass der Entwicklung einer Typ 1 Diabetes mellitus epigenetische Veränderungen der DNA vorausgehen, die nach Vermutung der Forscher bereits im Mutterleib etabliert werden. Prof. Dr. Bernhard Böhm von der Universität Ulm, der seit 20 Jahren mit Biomaterialien eine Biodatenbank aufgebaut hat und damit nun solche breit angelegten Untersuchungen durchführen kann erklärt: „Wir haben jetzt krankheitsspezifische Muster erkannt und wissen genau, was in den Zellen passiert. In unserem Fall heißt das: Ist ein bestimmtes Methylierungsmuster vorhanden, folgt in zehn bis 15 Jahren der Diabetes“.

Daher, so folgert er, müsste die Prävention bereits in einer viel früheren Phase beginnen, sinnvollerweise bereits im Mutterleib. Präventivmaßnahmen bei Schwangeren durchzuführen erscheint auch deshalb sinnvoll, weil nach neueren Schätzungen künftig etwa 20% aller Schwangeren einen Gestationsdiabetes entwickeln werden. Der erstmals in der Schwangerschaft auftretende Diabetes bleibt häufig unerkannt, da der orale Glucosetoleranztest (oGTT) zur Feststellung einer gestörten Glukoseverwertung nicht Bestandteil der Mutterschaftsrichtlinien ist und daher von den meisten gesetzlichen Krankenkassen nicht übernommen wird. Es wird von einer hohen Dunkelziffer ausgegangen. Die Folgen für die Mutter und das Kind können jedoch weitreichend sein. Totgeburten und Geburtskomplikationen durch große Kinder sind nur die augenscheinlichsten. Doch haben Kinder von Müttern mit Diabetes mellitus in der Schwangerschaft später ein erhöhtes Risiko, Übergewicht bis hin zu Adipositas sowie Störungen des Glukosestoffwechsels zu entwickeln. Nach Ergebnissen der KIGGS-Studie sind etwa 15% der 3- bis 17-jährigen Kinder und Jugendlichen übergewichtig, 6,3% adipös. Ob darunter besonders häufig Kinder sind, deren Mütter einen Gestationsdiabetes hatten, ist nicht bekannt. Für die Mutter selbst steigt das Risiko, an einem Typ 2 Diabetes zu erkranken an, wenn ein Diabetes in der Schwangerschaft nicht erkannt und behandelt wurde.

Doch selbst wenn eine engmaschige Prävention bei Schwangeren oder Kindern durchgeführt würde, um epigenetische Veränderungen als Vorboten eines Typ 1 Diabetes zu entdecken, bleibt der Wehrmutstropfen, dass das Auftreten der Krankheit bisher nicht gezielt verhindert werden kann: die Methylierungsmuster der DNA können zwar verändert werden, doch unter welchen Umständen der Körper das macht, und ob das Problem damit behoben ist, ist derzeit noch unklar.

Zwillingsforschung und Epigenetik: eine interessante Kombination

Epigenetik wird heute meist definiert als „Studium der erblichen Veränderungen in der Genomfunktion, die ohne eine Änderung der DNA-Sequenz auftreten“. Diese Modifikationen erfolgen einerseits durch Methylierungen von Basen der DNA und andererseits durch Veränderungen von Histonen durch Azetylierung, Phosphorylierung, Ubiquitinierung und Methylierung. Das Chromatin wird dadurch teilweise umstrukturiert und die Zugänglichkeit der DNA-Abschnitte bzw. einzelner Gene beeinflusst.

Die Transkription der Gene wird verstärkt oder abgeschwächt, so dass sich zwangsläufig Folgen für den Phänotyp ergeben. Interessanterweise können diese Modifikationen in einigen Fällen an die Tochtergeneration vererbt werden, obwohl die Basenfolge der DNA nicht verändert wurde. Zu den wichtigsten und bekanntesten Formen der epigenetischen Genregulation zählen die X-Inaktivierung und das genomische Imprinting. Bei der X-Inaktivierung wird in weiblichen Säugern eines der beiden vorhandenen X-Chromosomen nach der Befruchtung durch epigenetische Modifikationen so verpackt, dass die Gene darauf praktisch nicht mehr abgelesen werden können. Beim genomischen Imprinting werden Gene abhängig von der elterlichen Herkunft stillgelegt. Die X-Inaktivierung, das genomische Imprinting sowie alle weiteren epigenetischen Prozesse sind reversibel. Eine genomweite Demethylierung findet während der Gametogenese statt; vor der Konzeption erfolgt eine Methylierung. Während der frühen Embryonalentwicklung erfolgt eine zweite Demethylierung; nach der Implantation der Blastozyste in die Gebärmutter eine erneute Methylierung.

In den letzten Jahren konnten Forscher vermehrt zeigen, dass bestimmte Krankheiten nicht (ausschließlich) durch Mutationen der DNA entstehen, sondern dass oftmals epigenetische Prozesse eine entscheidende Rolle spielen. So können Störungen im Imprinting zu Erkrankungen wie dem Beckwith-Wiedemann-Syndrom, dem Angelmann-Syndrom und dem Prader-Willi-Syndrom führen. Für die Aufklärung epigenetischer Wirkweisen und Einflussfaktoren in Bezug auf Krankheiten, sind Studien an monozygoten Zwillingen für Forscher sehr interessant. Da eineiige Zwillingspärchen die exakt gleiche genetische Zusammenstellung haben, sind unterschiedliche Ausprägungen von Merkmalen, beispielsweise Krankheiten, von besonderem Interesse. So wurde festgestellt, dass sich monozygote Zwillinge im Laufe ihres Lebens immer mehr im Methylierungsmuster unterscheiden. Für rheumatoide Arthritis, Schizophrenie, die bipolare Störung oder das bereits erwähnte Beckwith-Wiedemann-Syndrom konnten anhand ähnlicher Vergleiche epigenetische Faktoren identifiziert werden, die zur Ausprägung dieser Krankheiten beitragen.

Die Ernährung beeinflusst die DNA-Methylierung

Die größte Schwierigkeit der Untersuchung epigenetischer Zusammenhänge besteht darin, dass die epigenetischen Modifikationen über die Zeit oder durch bestimmte Umwelteinflüsse geändert werden können. Methylierungsprozesse sind beispielsweise stark abhängig von der Verfügbarkeit der Methylgruppen und Kofaktoren. Methylgruppendonatoren für den menschlichen Stoffwechsel sind vor allem Vitamin B12, Folsäure und die Aminosäure Methionin. Daher ist die Ernährung ein großer Einflussfaktor, der sich jedoch relativ schnell verändern kann. Die Steuerung der Transkriptionsprozesse ist folglich äußerst dynamisch und man kann oftmals nicht feststellen, ob eine epigenetische Modifikation das Auftreten einer Krankheit begünstigt hat oder nicht, ganz einfach darum, weil sie vielleicht vorher noch nicht vorhanden war oder inzwischen schon wieder verschwunden ist. Die möglichen Ursachen für die Entstehung vieler Krankheiten sind demnach wesentlich größer, als bisher gedacht.

Um die Vorgänge dennoch möglichst umfassend zu verstehen und zukünftig für die Prävention, Diagnose oder Therapie von Erkrankungen nutzen zu können, wurde das „International Human Epigenome Consortium“ mit dem Ziel ins Leben gerufen, die Epigenome aller menschlichen Zellen zu ermitteln. Anfang Oktober ist das erste europäische Projekt innerhalb des Consortiums gestartet worden. Mit 30 Millionen Euro fördert die europäische Kommission das Blueprint-Projekt. Es soll der Fragestellung nachgehen, welche Rolle die epigenetischen Modifikationen bei der Entstehung von Krankheiten wie Leukämie und Typ-1 Diabetes haben und wie sich daraus neue Targets für Medikamente entwickeln lassen. „Das Blueprint-Projekt verfolgt das Ziel, genetische Informationen in funktionelle Biologie zu übersetzen“, erklärt Professor Jörn Walter von der Universität des Saarlandes. Dieses Ziel gab es schon früher: nach der Entschlüsselung des gesamten menschlichen Erbguts Anfang dieses Jahrtausends. Man dachte, nun wo die Sequenz bekannt sei, könne jedem Gen „ganz einfach“ eine Funktion zugeordnet werden.

Heute sind die persönlichen Möglichkeiten der Einflussnahme auf das Epigenom noch ungewiss, und voraussichtlich wird es noch Jahre dauern, bis die Erkenntnisse in Klinik und Alltag nutzbar sein werden. Dennoch scheint es nicht verkehrt zu sein, auf eine ausreichende Aufnahme von Vitamin B12 und Folsäure mit der Nahrung zu achten. Unserem Epigenom zuliebe.

65 Wertungen (4.54 ø)
Allgemein

Die Kommentarfunktion ist nicht mehr aktiv.

9 Kommentare:

Guter Artikel, sauber recherchiert und die neuen Erkenntnisse resp. noch nicht Erkenntnisse zusammengefaßt. Wie der Naturfan allerdings bei einem HbA1 zwischen 5,9 und 6,1 von massiv erhöhten Werten sprechen kann, bleibt nach meiner Meinung unklar. Und vegetarische Ernährung ist gut, aber da Vit B12 in der Verhinderung (auch bei Spaltbildungen) eine Rolle spielt und dieses in pflanzen nicht vorkommt, sollte nicht vollständig auf tierische Nahrungsmittel verzichtet werden. Und zwischen Typ1 und Typ2 -D.m. sollte unterschieden werden, auch wenn nach dieser Arbeit bei der Entstehung bzw,. Ausbruch der Erkrankungen die Ernährung eine Rolle spielt, allerdings in völlig anderer Weise.

#9 |
  0
Zahnarzt

Chronische Entzündungen wie z. B. die Parodontitis haben ebenfalls einen negativen Einfluss auf die Entstehung und Aufrechterhaltung von multifaktoriellen Erkrankungen wie beim Diabetes, Herz-Lungen- und Gelenkerkrankungen. Eine konsequente PA-Therapie kann definitiv sequentielle Stoffwechselparameter wie z. B. den HbC-1 Wert verbessern! Fragen Sie Ihren Zahnarzt!

#8 |
  0

Entscheidend ist nicht nur die Genetik bei Typ I Diabetes, sondern noch wichtiger ist die Ernährung. Eine überwältigende Anzahl von Studien zeigt den Zusammenhang zwischen Kuhmilch und Typ I Diabetes.

#7 |
  0
Dipl. Biol. Thorsten Walter
Dipl. Biol. Thorsten Walter

Ich stimme Dr. Valeske ebenfalls zu. Alles auf die Gene zu schieben ist unwissenschaftlich. Seit dem Nobelpreis an Barbara McClintock für die Entdeckung der “springenden Gene” sollte klar sein, dass dieses Weltbild keinen Bestand hat. Die Epigenetik ist ein weiterer Schritt, sich von diesem Weltbild zu lösen, doch es ist noch nicht der Letzte. Die Einflüsse von Medikamenten, Umweltgiften, Elektrosmog und Schwermetallen auf den Zellstoffwechsel sind immens. Auch die Rolle der Zellkraftwerke bei der Entstehung von Krebs und anderen “Zivilisationskrankheiten” sind zwar schon seit Jahrzehnten bekannt (Nobelpreis 1931, Otto Heinrich Warburg), doch den daraus resultierenden Tenor, dass ein schlechter Lebenswandel zu Krankheit führt und dem Patienten eine Mitschuld für seinen Zustand gibt, den möchte nun wirklich kein Betroffener hören. Da ist es doch angenehmer, wenn Ärzte erklären “Das liegt in den Genen.” oder “Dafür sind böse Viren und Bakterien verantwortlich.”

#6 |
  0
Renate Wilp
Renate Wilp

Interessanter Studienansatz.
Ich bin überzeugt, dass deutlich weniger Kinder mit Lippen-Kiefer-Gaumenspalte zur Welt kommen würden, wenn die Mütter in der Schwangerschaft ausreichend mit Folsäure und Vitamin B 12 versorgt sind. Ich habe es selber erlebt, dass in einer Familie, in der der Vater eine LKG-Spalte hat, der Erstgeborene diese auch hatte. In den darauffolgenden zwei Schwangerschaften hat die Mutter Folsäure und einen Vit. B – Komplex gespritzt bekommen und die beiden Kinder sind ohne Spalte auf die Welt gekommen.

#5 |
  0

Vielen Dank für den guten Artikel! Endlich traut sich mal jemand mit dem “die Gene sind alles”-Getue aufzuräumen und die Epigenetik ins Spiel zu bringen: Die Gene sind nichts anderes als eine Art Festplatte, auf der Informationen gespeichert sind. Sie steuern nichts, sondern werden gesteuert: nämlich vom Epigenom und anderen zellulären Strukturen.Und an diesen setzt jeder Umwelteinfluß an: negativ Chemikalien, E-Smog usw. und positiv gesunde Ernährung und Lebensführung (mal so pauschal gesagt).

#4 |
  0

Gedacht habe ich mir das schon lange, u.a wird es was mit Stillen zu tun haben. Babies die mit Flaschennahrung leicht überernährt werden können entwickeln Konstipation, leaky gut syndrome wird diskutiert. Jedenfalls gibt es 7 jährige Typ II Diabetiker ! Ich hatte mal einen 17 jährigen Typ II Diabetiker mit ausgedehnter Koronarsklerose ;-(((

Tun wir also was für mehr Schulsport und obligatorische Kochkurse, gar erst Radwegebau, filtern die Übergewichtigen rechtzeitig raus bevor es zu spät ist ?

#3 |
  0

Absolut interessant.

#2 |
  0
Dipl. Sozialökonom Olaf Steinke
Dipl. Sozialökonom Olaf Steinke

Es ist zu beobachten, dass PatientInnen mich schlechtem Hba1c-Wert auch nach längerer Zeit keine Komplikationen entwickeln. Andererseits gibt es PatientInnen, die einen hervorragenden Hba1c-Wert haben und nach kurzer Zeit massive Komplikationen entwickelt haben. Wenn die Ernährung – und ich meine das im Sinne des o.g. Artikels – Auswirkungen auf die DNA hat, was die Entstehung und Entwicklung eines Diabetes beeinflusst, kann es dann auch sein, dass dieser Mechanismus auch in Zusammenhang mit der Entstehung und der Schwere von Komplikationen beim Diabeste stehen kann?

#1 |
  0
Copyright © 2017 DocCheck Medical Services GmbH
Sprache:
DocCheck folgen: