Diese umfassende Übersichtsarbeit zeigt, dass hohe Insulinspiegel, verursacht durch moderne Ernährungsgewohnheiten, für weit mehr Gesundheitsprobleme verantwortlich sein könnten als nur Diabetes und Herzerkrankungen. Die Autoren erläutern, wie Insulinresistenz eine hormonelle Kaskade auslöst, die über Wachstumsfaktoren und Sexualhormone Akne, frühe Pubertät, bestimmte Krebsarten, Sehstörungen und andere Erkrankungen begünstigen kann. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass viele sogenannte Zivilisationskrankheiten eine gemeinsame Ursache in unseren zuckerreichen, auf raffinierten Kohlenhydraten basierenden Ernährungsmustern haben.

Jenseits des metabolischen Syndroms: Wie hohe Insulinspiegel moderne Gesundheitsprobleme antreiben

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung: Das expandierende Netz insulinbedingter Erkrankungen
• Hyperinsulinämie und Insulinresistenz verstehen
• Ernährungszusammenhang: Wie moderne Lebensmittel Insulinprobleme verursachen
• Historische Veränderungen unserer Ernährung
• Wie Insulin Wachstumshormone und Sexualhormone beeinflusst
• Spezifische Gesundheitszustände im Zusammenhang mit Hyperinsulinämie
• Klinische Implikationen für Patienten
• Studieneinschränkungen
• Praktische Empfehlungen
• Quelleninformation

Einleitung: Das expandierende Netz insulinbedingter Erkrankungen

Seit fast 60 Jahren vermuten Ärzte und Forscher, dass Insulinresistenz – bei der die Körperzellen nicht mehr ausreichend auf Insulin ansprechen – eine Schlüsselrolle bei vielen chronischen Erkrankungen spielt. Die Erkenntnis, dass Insulinresistenz und ihre metabolische Folge, die kompensatorische Hyperinsulinämie (chronisch erhöhte Insulinspiegel), eine gemeinsame Verbindung zwischen Typ-2-Diabetes, koronarer Herzkrankheit, Bluthochdruck, Adipositas und Dyslipidämie (abnormale Blutfettwerte) darstellen, ist eine neuere Entdeckung der letzten Jahrzehnte.

Diese Gruppe von Gesundheitsproblemen wird häufig als metabolisches Syndrom oder Syndrom X bezeichnet. Zusätzlich scheinen auch Abnormalitäten in der Fibrinolyse (wie der Körper Blutgerinnsel abbaut) und Hyperurikämie (erhöhte Harnsäurespiegel) Teil dieses Krankheitskomplexes zu sein. Das Ausmaß dieser Probleme ist erschütternd: 63 % der Männer und 55 % der Frauen über 25 Jahren in den USA sind übergewichtig oder adipös, mit geschätzten 280.184 Todesfällen pro Jahr, die auf Adipositas zurückzuführen sind.

Mehr als 60 Millionen Amerikaner leiden an Herz-Kreislauf-Erkrankungen (die häufigste Todesursache mit 40,6 % aller Todesfälle), 50 Millionen haben Bluthochdruck, 10 Millionen Typ-2-Diabetes, und 72 Millionen Erwachsene weisen ungesunde Cholesterinverhältnisse auf. Diese Erkrankungen der Insulinresistenz stellen das Hauptgesundheitsproblem nicht nur in den USA, sondern in der gesamten westlichen Zivilisation dar.

Erstaunlicherweise sind diese Zustände in Jäger-Sammler-Gesellschaften und weniger westlich geprägten Kulturen, die ihre traditionellen Ernährungsweisen beibehalten, entweder selten oder praktisch nicht existent. In den letzten 5 Jahren deuten neue Erkenntnisse darauf hin, dass das Netz der mit hohen Insulinspiegeln assoziierten Erkrankungen weit über die üblichen metabolischen Probleme hinausreicht. So unterschiedliche Zustände wie Akne, frühe Pubertät, bestimmte Krebsarten, erhöhte Körpergröße, Kurzsichtigkeit, Hautanhängsel, Acanthosis nigricans (dunkle Hautflecken), polyzystisches Ovarsyndrom (PCOS) und androgenetische Alopezie bei Männern könnten alle durch hormonelle Interaktionen mit Hyperinsulinämie verbunden sein.

Hyperinsulinämie und Insulinresistenz verstehen

Wenn wir Kohlenhydrate essen, baut unser Verdauungssystem sie zu Glukose ab, die in den Blutkreislauf gelangt. In den ersten 2 Stunden nach dem Essen wird Glukose schnell aufgenommen und erhöht den Blutzuckerspiegel. Dieser Anstieg stimuliert zusammen mit anderen Verdauungshormonen die Bauchspeicheldrüse, Insulin auszuschütten, was zu einem raschen Anstieg der Insulinspiegel führt.

Das Ausmaß der Blutzucker- und Insulinreaktion hängt hauptsächlich vom glykämischen Index (wie schnell ein Lebensmittel den Blutzucker erhöht) und der glykämischen Last (glykämischer Index multipliziert mit Kohlenhydratgehalt) des verzehrten Lebensmittels ab. Während Mischmahlzeiten, die Protein und Fett neben Kohlenhydraten enthalten, die Gesamtreaktion abschwächen können, führt der wiederholte Verzehr von Mahlzeiten mit hohem glykämischen Index im Vergleich zu Mahlzeiten mit niedrigem glykämischen Index gleichen Kaloriengehalts zu höheren durchschnittlichen 24-Stunden-Blutzucker- und Insulinkonzentrationen.

Insulinresistenz tritt auf, wenn die Skelettmuskulatur dem Signal des Insulins widersteht, Glukose aufzunehmen. Obwohl Muskelgewebe der Hauptort der insulinstimulierten Glukoseaufnahme ist, entwickeln auch Fettgewebe, Leber und Endothelzellen Insulinresistenz. Die molekulare Basis ist komplex, aber wir wissen, dass sie aus vier ernährungsbedingten Elementen resultiert, die zusammenwirken: (1) chronisch hohe Blutzuckerspiegel; (2) hohe Insulinspiegel; (3) erhöhte VLDL-Cholesterinpartikel; und (4) hohe freie Fettsäuren, zusammen mit genetischer Suszeptibilität.

Wenn Gewebe resistent gegen die blutzuckersenkenden Wirkungen von Insulin werden, steigt der Blutzucker zunächst nicht notwendigerweise pathologisch an, weil die Bauchspeicheldrüse zusätzliches Insulin ausschüttet. Diese Aufrechterhaltung normaler Blutzuckerspiegel durch erhöhte Insulinspiegel wird kompensatorische Hyperinsulinämie genannt – die grundlegende metabolische Störung, die Syndrom-X-Erkrankungen zugrunde liegt.

Ernährungszusammenhang: Wie moderne Lebensmittel Insulinprobleme verursachen

Von den vier Haupternährungsursachen der Insulinresistenz (chronische Erhöhungen von Blutzucker, Insulin, VLDL und freien Fettsäuren) hat der Verzehr von Kohlenhydraten mit hoher glykämischer Last das Potenzial, alle vier zu fördern. In der frühen (1-2 Stunden) Phase nach dem Essen sind die Blutzuckerspiegel nach Mahlzeiten mit hohem glykämischen Index signifikant höher. Die Plasma-Insulinkonzentrationen sind in dieser frühen postprandialen Phase ebenfalls erhöht.

Im Vergleich zu Mahlzeiten mit niedriger glykämischer Last erhöhen Mahlzeiten mit hoher glykämischer Last akut die Plasma-Konzentrationen nicht-veresterter freier Fettsäuren (FFA) in der späten (4-6 Stunden) postprandialen Phase, indem sie den Fettabbau aus Fettzellen verstärken. Diese Mahlzeiten steigern auch die Leberausschüttung von VLDL-Partikeln während des Fastens und nach der Absorption. Darüber hinaus wirkt Insulin stimulierend auf die VLDL-Ausschüttung, wenn die Zeit zwischen den Mahlzeiten kurz ist und die Insulinspiegel nicht auf den Basiswert absinken können.

Zusammengenommen fördern die hormonellen Veränderungen, die durch gewohnheitsmäßigen Verzehr von Kohlenhydraten mit hoher glykämischer Last über einen 24-Stunden-Zeitraum verursacht werden, insbesondere bei Aufnahme von mehr Kalorien als benötigt, die Entwicklung von Insulinresistenz und kompensatorischer Hyperinsulinämie.

Paradoxerweise wird diätetische Fruktose, obwohl sie einen niedrigen glykämischen Index und eine niedrige glykämische Last hat, routinemäßig in Tierversuchen bei hohen diätetischen Konzentrationen (35-65 % der Energie) verwendet, um Insulinresistenz zu induzieren. Humanstudien zeigen, dass hohe Fruktosezufuhr (übliche Ernährung plus 1000 extra Kalorien Fruktose täglich) bei gesunden Menschen ebenfalls die Insulinempfindlichkeit beeinträchtigt. Selbst bei Konzentrationen, die in einer normalen Ernährung erreichbar sind (17 % der Energie), erhöhte Fruktose die Bluttriglyceridspiegel bei gesunden Probanden.

Diätetische Fruktose könnte zur Insulinresistenz beitragen durch ihre einzigartige Fähigkeit unter Zuckern, eine Verschiebung in der Handhabung freier Fettsäuren durch den Körper zu verursachen. Obwohl reine Fruktose eine minimale Insulinantwort auslöst, provozieren die häufigsten Formen in unserer Ernährung – High-Fructose Corn Syrup (HFCS) 42 und HFCS 55 – Mischungen aus Fruktose und Glukose (42 % Fruktose/53 % Glukose bzw. 55 % Fruktose/42 % Glukose), die signifikante Insulinantworten auslösen.

Historische Veränderungen unserer Ernährung

Obwohl raffinierte Zucker und Getreideprodukte in modernen Ernährungsweisen üblich sind, wurden diese Kohlenhydrate mit hoher glykämischer Last von Durchschnittsmenschen im Europa des 17. und 18. Jahrhunderts sparsam oder gar nicht verzehrt. Sie wurden erst nach der Industriellen Revolution in großen Mengen weit verfügbar.

Daten zeigen, dass der Pro-Kopf-Verbrauch von Saccharose in England stetig von 6,8 kg im Jahr 1815 auf 54,5 kg im Jahr 1970 anstieg. Ähnliche Trends traten in den USA und den meisten europäischen Ländern in diesem Zeitraum auf. Da Saccharose zu gleichen Teilen in Glukose und Fruktose verdaut wird, bedeutete dieser Anstieg einen dramatischen Anstieg sowohl des Fruktose- als auch des Glukoseverbrauchs.

Die Veränderungen im Fruktoseverbrauch sind besonders auffällig. Mit dem Aufkommen der chromatographischen Fruktoseanreicherungstechnologie in den späten 1970er Jahren wurde die Massenproduktion von High-Fructose Corn Syrup wirtschaftlich machbar. Die Daten zeigen schnelle Zunahmen von HFCS 42 und HFCS 55 in der US-Lebensmittelversorgung seit ihrer Einführung.

Die Gesamtmenge an ungebundener Fruktose als Monosaccharid ist in den letzten 30 Jahren um erstaunliche 4800 % gestiegen, von 0,3 kg im Jahr 1970 auf 14,7 kg im Jahr 2000. Die gesamte diätetische Fruktose (ungebunden plus Fruktose aus Saccharose) ist um 26 % gestiegen, von 23,4 kg im Jahr 1970 auf 29,5 kg im Jahr 2000. Die gesamte Zuckeraufnahme ist von 55,5 kg im Jahr 1970 auf 69,1 kg im Jahr 2000 gestiegen.

Der Pro-Kopf-Zuckerverbrauch in den USA stieg von 1909 bis 1999 um 64 %, während die Ballaststoffaufnahme in diesem Zeitraum um 17,9 % zurückging. Es gab wichtige qualitative Veränderungen im Kohlenhydratverbrauch jenseits des erhöhten Zuckers. Hoch glykämisch belastete raffinierte Getreideprodukte machen jetzt 85,3 % aller verzehrten Getreideprodukte in den USA aus und liefern 20 % der Energie in der typischen US-Ernährung.

In der typischen US-Ernährung liefern Zucker mit hoher glykämischer Last jetzt 16,1 % der Gesamtenergie und raffinierte Getreide liefern 20 % der Energie. Das bedeutet, dass mindestens 36 % der Gesamtenergie aus Lebensmitteln stammen, von denen bekannt ist, dass sie die vier Ursachen der Insulinresistenz fördern. Diese Lebensmittel wurden vor noch 200 Jahren selten oder nie verzehrt.

Während der diätetische Fettverbrauch ebenfalls zugenommen hat (um 32 % von 1909-1919 bis 1990-1999), verursacht Fett allein unter gleichen Kalorienbedingungen keine Insulinresistenz beim Menschen. Forschung zeigt, dass eine Reihe von gleichkalorischen Diäten mit bis zu 83 % Fett keine direkte Insulinresistenz verursachten. Nur wenn erhöhter diätetischer Fettkonsum zu Adipositas führt, resultiert Insulinresistenz.

Allerdings sind Lebensmittel mit hohem glykämischen Index oft auch fettreiche Lebensmittel (wie in Tabelle 3 der Originalforschung gezeigt). Diese Lebensmittel initiieren häufig einen Zyklus von insulininduziertem niedrigem Blutzucker gefolgt von Überessen, wobei Kohlenhydrate mit hohem glykämischen Index bevorzugt verzehrt werden. Die energiedichte Fettkomponente dieser Lebensmittel wird oft gleichzeitig mit den hoch glykämischen Elementen verzehrt, die Insulinresistenz fördern.

Wie Insulin Wachstumshormone und Sexualhormone beeinflusst

Die metabolischen Effekte chronisch hoher Insulinspiegel sind komplex und vielfältig. Forschung zeigt, dass die kompensatorische Hyperinsulinämie, die adolescente Adipositas charakterisiert, chronisch die Leberproduktion von Insulin-like growth factor-binding protein-1 (IGFBP-1, Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor-Bindungsprotein-1) unterdrückt, was wiederum freies Insulin-like growth factor-1 (IGF-1, Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor-1), den biologisch aktiven Teil des zirkulierenden IGF-1, erhöht.

Insulin- und IGFBP-1-Spiegel variieren invers über den Tag, und die Unterdrückung von IGFBP-1 durch Insulin (und konsequente Erhöhung von freiem IGF-1) könnte maximal sein, wenn Insulinspiegel 70-90 pmol/l überschreiten. Zusätzlich fallen Wachstumshormon (GH)-Spiegel durch negative Rückkopplung von freiem IGF-1 auf die GH-Sekretion, was zu Reduktionen in IGFBP-3 führt.

Diese Studien demonstrieren, dass sowohl akute als auch chronische Erhöhungen von Insulin zu erhöhten zirkulierenden Spiegeln von freiem IGF-1 und Reduktionen in IGFBP-3 resultieren. Freies IGF-1 ist ein potenter Wachstumsförderer für praktisch alle Gewebe des Körpers.

Die Reduktionen in IGFBP-3, stimuliert durch erhöhte Serum-Insulinspiegel oder durch akute Aufnahme von hoch glykämischen Kohlenhydraten, könnten ebenfalls zu unkontrollierter Zellproliferation beitragen. IGFBP-3 wirkt als wachstumshemmender Faktor in Zellen, denen der IGF-Receptor fehlt. In dieser Kapazität hemmt IGFBP-3 Wachstum, indem es verhindert, dass IGF-1 an seinen Rezeptor bindet.

Da der Konsum von raffinierten Zuckern und Stärken sowohl akute als auch chronisch hohe Insulinspiegel fördert, haben diese verbreiteten westlichen Nahrungsmittel das Potenzial, die Konzentration von freiem IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1) zu erhöhen und die IGFBP-3 (Insulin-like Growth Factor Binding Protein 3)-Spiegel im Blut zu senken, wodurch das Wachstum in vielen Geweben des Körpers angeregt wird.

Insulinvermittelte Reduktionen von IGFBP-3 könnten darüber hinaus unreguliertes Gewebewachstum durch Effekte auf den nukleären Retinoid-Signalweg fördern. Retinoide sind natürliche und synthetische Vitamin-A-Analoga, die die Zellproliferation hemmen und den programmierten Zelltod (Apoptose) fördern. Die natürlichen Retinoide des Körpers wirken, indem sie an nukleäre Rezeptoren binden, die Gene aktivieren, deren Funktion darin besteht, das Wachstum in vielen Zelltypen zu begrenzen.

IGFBP-3 ist ein Ligand für den RXR-alpha-Nuklearrezeptor und verstärkt dessen Signalgebung. Studien zeigen, dass sowohl RXR-alpha-Agonisten als auch IGFBP-3 das Wachstum in vielen Zelllinien hemmen. Da RXR-alpha der Haupt-RXR-Rezeptor im Epithelgewebe ist, können niedrige Plasmaspiegel von IGFBP-3, die durch hohe Insulinspiegel induziert werden, wachstumsbegrenzende Signale in diesen Geweben reduzieren.

Hohe Insulinspiegel reduzieren auch die Serumkonzentrationen von Sexualhormon-bindendem Globulin (SHBG), das Testosteron und Östrogen im Blut transportiert. Niedriges SHBG erhöht die Konzentration von freiem (biologisch aktivem) Testosteron. Die SHBG-Spiegel stehen in umgekehrter Beziehung zu sowohl Insulin- als auch IGF-1-Spiegeln. Daher können kohlenhydratreiche Nahrungsmittel mit hoher glykämischer Last, die Hyperinsulinämie fördern, gleichzeitig die Serumkonzentrationen von Androgenen (männlichen Hormonen) erhöhen.

Spezifische Gesundheitszustände im Zusammenhang mit Hyperinsulinämie

Die Autoren identifizieren mehrere Gesundheitszustände, die mit den hormonellen Veränderungen durch Hyperinsulinämie verbunden sein könnten:

• Akne: Das hormonelle Umfeld, das durch hohe Insulinspiegel geschaffen wird (erhöhtes freies IGF-1 und Androgene, vermindertes IGFBP-3), fördert die Entwicklung von Akne
• Frühe Menarche (Pubertät): Die wachstumsfördernden Effekte dieses hormonellen Umfelds können den Beginn der Pubertät beschleunigen
• Bestimmte Krebsarten: Epitheliale Karzinome (Brust, Dickdarm, Prostata) könnten durch das wachstumsfördernde Umfeld beeinflusst werden
• Erhöhte Körpergröße: Der säkulare Trend zu größerer Körpergröße in westlichen Populationen könnte teilweise durch diese hormonellen Effekte erklärt werden
• Myopie (Kurzsichtigkeit): Unregulierte Wachstumseffekte können sich auf die Augenentwicklung erstrecken
• Kutane Papillome (Fibrome): Diese häufigen Hautwucherungen könnten aus dem wachstumsfördernden Umfeld resultieren
• Acanthosis nigricans: Dunkle, verdickte Hautstellen, die oft mit Insulinresistenz assoziiert sind
• Polyzystisches Ovar-Syndrom (PCOS): Die erhöhten Androgene und metabolischen Störungen tragen direkt zu diesem Zustand bei
• Männlicher Vertex-Haarausfall: Haarausfallmuster bei Männern könnten durch diese hormonellen Veränderungen beeinflusst werden

Klinische Implikationen für Patienten

Diese Forschung legt nahe, dass viele häufige Gesundheitsprobleme, die wir oft als separate Zustände betrachten, tatsächlich eine gemeinsame Ursache in Insulinresistenz und kompensatorischer Hyperinsulinämie teilen könnten. Die hormonelle Kaskade, die durch hohe Insulinspiegel ausgelöst wird – erhöhtes freies IGF-1 und Androgene, reduziertes IGFBP-3 und SHBG – schafft ein Umfeld im gesamten Körper, das unreguliertes Gewebewachstum und verschiedene Anomalien fördert.

Die Implikationen sind bedeutsam, da sie nahelegen, dass diätetische Interventionen, die auf die Reduktion von Insulinspiegeln abzielen, helfen könnten, eine breite Palette von Zuständen über Diabetes und Herzerkrankungen hinaus zu verhindern oder zu verbessern. Dieses vereinheitlichte Verständnis dieser "Zivilisationskrankheiten" bietet einen Rahmen, um multiple Gesundheitsprobleme durch gemeinsame Lebensstilansätze anzugehen.

Für Patienten, die mit einem dieser Zustände kämpfen, bietet diese Forschung Hoffnung, dass die Behandlung der zugrundeliegenden Insulinresistenz durch diätetische Veränderungen gleichzeitig Vorteile in multiplen Gesundheitsbereichen bieten könnte.

Studieneinschränkungen

Diese Forschung präsentiert einen theoretischen Rahmen basierend auf existierenden Evidenzen, aber es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle vorgeschlagenen Verbindungen definitiv durch klinische Studien bewiesen wurden. Der Artikel synthetisiert Evidenz aus multiplen Domänen, um einen überzeugenden Fall aufzubauen, aber mehr Forschung ist nötig, um einige der spezifischen Mechanismen und Beziehungen zu bestätigen.

Die Autoren räumen ein, dass die molekulare Basis für periphere Insulinresistenz komplex und unvollständig verstanden ist. Während die vorgeschlagenen Mechanismen biologisch plausibel und durch verschiedene Evidenzlinien gestützt sind, sind Humanstudien, die diese Verbindungen spezifisch über alle genannten Zustände testen, begrenzt.

Zusätzlich, während die historischen Ernährungsdaten Korrelation zwischen Veränderungen in Nahrungsmittelkonsummustern und Gesundheitsergebnissen zeigen, kann Kausalität nicht definitiv aus dieser Evidenz allein etabliert werden. Viele andere Lebensstilfaktoren haben sich ebenfalls während des untersuchten Zeitraums verändert.

Praktische Empfehlungen

Basierend auf dieser Forschung könnten Patienten, die besorgt über insulinbezogene Gesundheitsprobleme sind, in Betracht ziehen:

1. Reduzieren Sie Kohlenhydrate mit hoher glykämischer Last: Begrenzen Sie Nahrungsmittel mit hohem glykämischen Index wie raffinierte Zucker, Weißbrot, weißer Reis und verarbeitete Cerealien
2. Wählen Sie Vollwert-Kohlenhydrate: Wählen Sie Früchte, Gemüse, Hülsenfrüchte und Vollkornprodukte, die geringere glykämische Auswirkungen haben
3. Seien Sie achtsam beim Fruktosekonsum: Begrenzen Sie Nahrungsmittel mit zugesetzter Fruktose, insbesondere in Form von High-Fructose Corn Syrup
4. Kombinieren Sie Makronährstoffe: Der Verzehr von Proteinen und gesunden Fetten zusammen mit Kohlenhydraten kann helfen, Blutzucker- und Insulinantworten zu moderieren
5. Halten Sie ein gesundes Gewicht: Da Adipositas Insulinresistenz verschlimmert, ist Gewichtsmanagement entscheidend
6. Regelmäßige körperliche Aktivität: Bewegung verbessert die Insulinsensitivität unabhängig von diätetischen Veränderungen

Es ist wichtig zu beachten, dass diätetische Veränderungen mit professioneller Begleitung unternommen werden sollten, besonders für Individuen mit bestehenden Gesundheitszuständen oder die Medikamente einnehmen, die den Blutzucker beeinflussen.

Quelleninformation

Originalartikeltitel: Hyperinsulinemic diseases of civilization: more than just Syndrome X

Autoren: Loren Cordain, Michael R. Eades, Mary D. Eades

Veröffentlichung: Comparative Biochemistry and Physiology Part A, Volume 136, Issue 1, September 2003, Pages 95-112

Zugehörigkeit: Department of Health and Exercise Science, Colorado State University, Fort Collins, CO 80523, USA

Dieser patientenfreundliche Artikel basiert auf peer-reviewter Forschung und zielt darauf ab, den originalen wissenschaftlichen Inhalt treu wiederzugeben, während er für gebildete Patienten zugänglich gemacht wird. Alle numerischen Daten, Statistiken und Befunde wurden aus der Originalpublikation übernommen.