Diabetes Epigenetik: Wie beeinflusst Vererbung die Krankheit?

Die wichtigsten Fakten zum Thema “Diabetes Epigenetik” zuerst:

• Diabetes mellitus (insbesondere Typ 2) hat sich in den letzten Jahrzehnten zur Volkskrankheit entwickelt.
• Die Ursachen der Erkrankung sind vielfältig und reichen von Vorerkrankungen über einen ungesunden Lebensstil bis hin zu familiärer Veranlagung.
• Tierversuche deuten auf einen Zusammenhang zwischen Epigenetik und Krankheiten, vornehmlich einem erhöhten Diabetesrisiko, hin.
• Dieser Zusammenhang lässt sich nutzen, um Prävention, Diagnostik und Behandlung von diabetischen Erkrankungen zu verbessern.
• Auch bei einem erhöhten Diabetesrisiko lässt sich die Epigenetik beeinflussen. Zum Beispiel durch gesunde Verhaltensweisen (ausgewogene Ernährung, viel Bewegung, wenig Stress) beeinflussen.

Volkskrankheit Zucker

Diabetes mellitus ist in den westlichen Industrieländern weitverbreitet. In Deutschland leiden etwa 7,2 % der Erwachsenen unter der auch als Zuckerkrankheit bekannten Stoffwechselerkrankung – mit steigender Tendenz. Möglichen Folgen der Volkskrankheit sind zahlreich.

Sie reichen von akuten Komplikationen wie Unterzuckerung oder extrem hohen Blutzuckerwerten bis hin zu chronischen Folgeerkrankungen der Augen, Nieren und Nerven. Umso wichtiger ist eine umfassende Prävention, frühzeitige Diagnose und korrekte Behandlung. Dabei muss zwischen zwei Krankheitsvarianten unterschieden werden. Typ 1 (kurz: T1D) und Typ 2 (kurz: T2D).

Unterscheidung: Typ 1 und Typ 2

Etwa 5 % der Diabetespatienten haben Typ 1. Bei dieser Variante liegt ein echter Insulinmangel vor. Dieser Mangel ist die Folge einer angeborenen Autoimmunerkrankung, bei der körpereigenen Immunzellen die Zellen in der Bauchspeicheldrüse zerstören, die für die Produktion von Insulin zuständig sind. Einer T1D-Erkrankung vorzubeugen, ist nicht möglich.

Sie tritt oft schon im Kindes- oder Jugendalter auf und verursacht oft plötzlich auftretende Symptome. Dazu zählen zum Beispiel chronische Müdigkeit, Schwächegefühl, Schwindel, starker Durst und häufiges Wasserlassen. Viele Betroffene berichten von Leistungsminderungen und ungewolltem Gewichtsverlust. Um den Insulinmangel auszugleichen, müssen sich Diabetiker regelmäßig Insulin spritzen.

Mit über 90 % leiden die meisten Diabetespatienten an Typ 2. Bei dieser Krankheitsvariante entwickelt der Körper eine Insulinresistenz, sodass die Zellen des Körpers nicht mehr auf das Hormon Insulin ansprechen.

Insulin hat die Aufgabe, den Zucker aus der Nahrung vom Blutkreislauf in die Zellen zu leiten. Gelingt das nicht, steigt der Blutzuckerspiegel und infolge produziert die Bauchspeicheldrüse immer mehr Insulin.

Die daraus resultierenden Symptome wie Müdigkeit und Anfälligkeit für Infektionen sind relativ unspezifisch. Deshalb wird die T2D-Erkrankung oft auch erst Jahre nach ihrem Ausbruch erkannt. Bis zu einem gewissen Punkt ist ausreichend Bewegung und eine gesunde Ernährung sowie die Gewichtsabnahme bei Übergewicht ausreichend, um die Insulinresistenz zu behandeln.

Irgendwann kann die Bauchspeicheldrüse, die immer größeren Mengen Insulin jedoch nicht mehr herstellen und stellt ihre Produktion ein. Die Patienten benötigen dann Insulin von außen.

Diabetes Epigenetik: Ursachen

Die Ursachen der Autoimmunerkrankung T1D sind noch nicht vollständig geklärt. Wissenschaftler vermuten, dass Viruserkrankungen in der frühen Kindheit ein Auslöser sein könnten. Die Risikofaktoren für eine T2D sind dagegen weitgehend bekannt. Zu ihnen gehören unter anderem eine unausgewogene (fett- und zuckerreiche) Ernährung, Übergewicht und Rauchen.

Unabhängig davon sind beide Diabetesvarianten multikausal, das heißt, es kommen verschiedene Ursachen und/oder Auslöser zusammen. Neben diesen Umweltbedingungen gehört auch eine genetische Komponente zu den Ursachen. Liegt eine entsprechende familiäre Veranlagung vor, ist das Risiko zu erkranken, deutlich erhöht. Dies gilt für beide Erkrankungstypen.

Diabetes Epigenetik: Kann eine Diabeteserkrankung vererbt werden?

Mediziner gehen davon aus, dass die genetische Prädisposition von Typ 1 etwa 30-50 % beträgt. Mit anderen Worten: Erkrankt ein eineiiger Zwilling, liegt das Erkrankungsrisiko für den anderen (genetisch identischen) Zwilling bei 30-50 %. Bei der Typ 2-Variante ist der Einfluss der genetischen Komponente noch größer, sie liegt bei etwa 50-90 %.

Allerdings wird nicht die Krankheit selbst vererbt, sondern eine Veranlagung hierzu. Personen mit einer genetischen Disposition haben zwar ein höheres Risiko, zu erkranken. Das bedeutet jedoch nicht, dass sich die Krankheit zwangsläufig entwickeln wird. Umgekehrt können auch Personen ohne genetische Veranlagung erkranken.

Der rasante Anstieg der diabetischen Erkrankungen (insbesondere Typ 2) in den letzten Jahrzehnten kann durch die Genetik nicht erklärt werden. Hierfür hätte sich die DNA selbst verändern müssen, was nur über einen sehr viel längeren Zeitraum möglich ist.

Es muss also eine andere Erklärung dafür geben, dass immer mehr Menschen an der Zuckerkrankheit leiden. Hier kommen epigenetische Überlegungen ins Spiel.

Welche Rolle spielt die Epigenetik?

Im Gegensatz zur Genetik, die sich mit den Genen selbst, also der Erbsubstanz DNA, beschäftigt, geht es bei der Epigenetik um die Vererbung bestimmter Aktivitätsmuster von Genen.

Bestimmte Umwelteinflüsse können die Aktivität von Genen erhöhen oder stoppen, sodass sich der Organismus an diese Umweltbedingungen anpasst. Diese Anpassung geben Eltern an ihre Kinder (und nachfolgende Generationen) weiter.

Als Beispiel epigenetischer Veränderungen aus der jüngeren Geschichte, die vermutlich mit der Verbreitung der Zuckerkrankheit in Verbindung stehen, ist die Hungersnot nach dem Zweiten Weltkrieg zu nennen. Insbesondere die Proteinmangelernährung in der damaligen Zeit führte zu Veränderungen in der Epigenetik – die im Übrigen über beide Elternteile weitergegeben werden.

Diese zeigten sich bei den Nachkommen der betroffenen Personen in einem erhöhten Risiko für Übergewicht, diabetische und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Damit nicht genug: Diese Generation lebte in deutlich besseren Bedingungen, konnte bezüglich Ernährung aus dem Vollen schöpfen und bewegte sich immer weniger.

Auch das führte zu epigenetischer Veränderung, die sie dann an ihre eigenen Nachkommen weitergaben, so Humangenetikerin Henriette Kirchner.

Was sagt die Wissenschaft zu Diabetes & Epigenetik?

Forscher haben diese epigenetischen Mechanismen auch in Tierstudien nachgewiesen. Sie beobachteten unter anderem, dass eine Nährstoffunterversorgung bei trächtigen Ratten das Risiko für eine Diabetesentstehung bei dem Nachwuchs erhöht – und zwar nicht nur in dem unmittelbaren Nachwuchs, sondern auch in späteren Generationen.

Umgekehrt kann auch eine Überversorgung in Form einer sehr fett- und kalorienreichen Ernährung Veränderungen hervorrufen, die sich in einem erhöhten Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie T2D beim Nachwuchs äußern.

Überraschenderweise zeigen sich solche Effekte im Tiermodell nicht nur bei einer unangemessenen Ernährung der Mutter, sondern auch bei der des Vaters. Das bestätigt die Annahme, dass beide Elternteile zum Epigenetikprofil des Nachwuchses beitragen.

Inwiefern diese Befunde aus Tierversuchen auch auf den Menschen übertragbar sind, ist ungewiss. Das Interesse der Wissenschaft an epigenetischen Fragestellungen, insbesondere in Bezug auf weitverbreitete Erkrankungen wie die Zuckerkrankheit, ist jedoch seit einigen Jahren groß.

Mit der Erforschung epigenetischer Zusammenhänge ist die Hoffnung verbunden, wertvolle Erkenntnisse für die Prävention und Behandlung der Zuckerkrankheit zu gewinnen.

Wie können epigenetische Mechanismen bei der Prävention und Behandlung helfen?

Das Wissen um den epigenetischen Status einer Person könnte helfen, das persönliche Erkrankungsrisiko besser einzuschätzen und daraus individuelle Präventionsmaßnahmen abzuleiten. Je besser diese Maßnahmen auf den Einzelnen zugeschnitten sind, desto höher sind die Chancen auf Erfolg – so die Hoffnung der Mediziner.

Das Gleiche gilt für eine personalisierte Behandlung. Möglicherweise sprechen einige Epigenetikprofile auf bestimmte Arzneimittelwirkstoffe besser an als auch andere. So könnte die Behandlung gezielt auf den Patienten und die epigenetischen Mechanismen abgestimmt und damit die Erfolgsaussichten erhöht werden.

Welche Faktoren haben einen Einfluss auf die Epigenetik von Krankheiten?

Auch wenn der Forschungsbedarf noch groß ist, sind sich Wissenschaftler einig: Genau wie eine genetische Disposition nicht zwangsläufig in einer Erkrankung münden muss, ist das weitergegebene Epigenetikprofil einer Person nicht endgültig.

Sie lassen sich durch das eigene Verhalten verändern und teilweise sogar rückgängig machen. Dabei spielen Umweltbedingungen wie der Lebensstil einer Person eine große Rolle.

Wer durch familiäre Veranlagung und sein epigenetisches Profil ein erhöhtes Diabetesrisiko hat, kann dieses verringern. Wichtig ist dazu, auf eine ausgewogene Ernährung (fett- und zuckerarm, dafür ballaststoffreich) und einen gesunden Lebensstil mit wenig Stress und viel Bewegung zu achten.

Von dieser Epigenetik Ernährung profitieren nicht nur Betroffene selbst, sondern auch deren Kinder und nachfolgenden Generationen.