Diabetes mellitus
Diabetes mellitus
Diabetes mellitus
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Vorlesung Grundlagen und Biochemie der Ernährung<br />
SS 2013<br />
Junprof. Melanie Esselen<br />
Grundlagen und Biochemie der Ernährung<br />
-Ernährungs-assoziierte Krankheiten-
Nachtrag Kupfer<br />
• Bedarf: 1 – 1,5 mg/ Tag<br />
• tolerierbare obere Aufnahmemenge (UL): 5 mg/Tag (Erwachsene) (SCF, 2006)<br />
• NOAEL (akute Toxizität) 27 µg/kg KG/Tag<br />
• tödliche orale Dosis 200 mg/kg Körpergewicht (WHO 1993)<br />
• NOAEL (chronische Toxizität, Mensch) 142 µg/kg KG/Tag entspricht 10 mg/ Tag bei einer<br />
70 kg schweren Person Effekte bei chronischer Überversorgung: gastrointestinale<br />
Störungen (15-75 mg/Tag) ( US Food and Nutrition Board, FNB, 2001)
Lebensmittelassoziierte Krankheiten<br />
• Ateriosklerose<br />
‣ Definitionen<br />
‣ Entstehung<br />
‣ Koronare Herzkrankheiten<br />
‣ Risikofaktoren<br />
‣ Diätische Beeinflussung<br />
• <strong>Diabetes</strong> <strong>mellitus</strong><br />
‣ Typ I <strong>Diabetes</strong><br />
‣ Typ II <strong>Diabetes</strong><br />
‣ Ernährungstherapie<br />
• Krebs<br />
‣ Dickdarmkarzinom
Anteil ausgewählter Todesursachen 2011<br />
– Deutschland –
Definitionen<br />
• Arteriosklerose: umgangssprachliche Bezeichnung Arterienver-kalkung;<br />
wichtigste und häufigste krankhafte Veränderung der Arterien mit Verhärtung,<br />
Verdickung, Elastizitätsverlust und Einengung<br />
• Atherosklerose: Synonym zu Arteriosklerose mit Betonung der<br />
histopathologischen Veränderungen (engl. Atheroma =„mit Schleim gefüllter<br />
Beutel“, sclerotic=„verhärtet“)<br />
• Prozess der Arterioskleroseentwicklung: Atherogenese
Prinzipieller Aufbau der Gefäßwand<br />
Aufgaben des Endothels<br />
• Bildung einer Permeabilitätsbarriere<br />
• Bildung einer antithrombogenen und antiadhäsiven Oberfläche<br />
• Regulation des Gefäßtonus<br />
• Produktion von Proteoglukanen und Kollagenen Aufbau der extrazellulären<br />
Matrix und der Basalmembran
Hypothesen zur Atherogenese<br />
• „Response-to-Injury“-Hypothese (Verletzungstheorie)<br />
‣ Beeinträchtigung der Endothelzellen der Intima<br />
‣ Wiederholte oder kontinuierliche Schädigung durch chemische, mechanische,<br />
immunologische, toxische oder infektiöse Ereignisse<br />
‣ geschädigten Zellen induzieren eine Entzündungsreaktion<br />
‣ Bildung / Bindung von Adhäsionsmolekülen auf der Endotheloberfläche<br />
‣ Adhäsionsmoleküle binden Monozyten und T-Lymphozyten<br />
• Lipidinfiltrationstheorie<br />
‣ Erhöhte Cholesterinkonzentration im Blut assoziiert mit dem Risiko der Entwicklung<br />
einer Arteriosklerose<br />
• Lysosomale Hypothese<br />
‣ erhöhte Speicherung von Cholesterinestern in der glatten Muskelzelle der Arterien wird<br />
assoziiert mit der verminderten Aktivität der lysosomalen Cholesterinesterhydrolase
Entstehung I<br />
• Voraussetzung: „Schädigung der<br />
Endothelzellschicht der Intima“<br />
• Monozyten Makrophagen<br />
‣ Nehmen über den Scavenger-<br />
Rezeptor LDL auf<br />
‣ degenerieren zu LDL-haltigen<br />
Schaumzellen<br />
• Makrophagen und T-Lymphozyten<br />
‣ Freisetzung entzündungsfördernder<br />
Botenstoffe<br />
‣ Auslösung der Bildung von<br />
Adhäsionsmolekülen<br />
‣ Vermehrtes Eindringen von<br />
Monozyten, T-Lymphozyten &<br />
LDL
Exkurs „NO“<br />
• Untersuchungen zu den Mechanismen der Blutgefäßkontraktion (Robert<br />
Furchgott 1980iger Jahre) EDRF („endothelium derilved relaxing factor“),<br />
‣ entspannt benachbarte Gefäßmuskulatur<br />
‣ stimuliert die Bildung des Botenstoffs cGMP<br />
‣ Aktivität von EDRF basiert auf die Bindung von NO
Entstehung II<br />
• Entzündungsvorgänge und<br />
Entwicklung eines Atheroms<br />
‣ Schaumzellen & Muskelzellen<br />
der Media nekrotischer<br />
Kern<br />
• Nachbarzellen erzeugen<br />
Kollagen<br />
‣ Bildung eines Bindegewebes<br />
zum Blutgefäß hin<br />
• Freisetzung Eiweiß-spaltender<br />
Enzyme durch Makrophagen<br />
‣ Auflösung der „Plaque“<br />
• Kontakt Blut und Athernom <br />
Thrombus
Zeitverlauf<br />
1. Phase: Arteriosklerotischen<br />
Frühveränderungen<br />
‣ meist Jahrzehnte<br />
2. Phase: arteriosklerotischen Gefäßverengung<br />
‣ meist Jahre<br />
3. Phase: Gefäßverschlüsse<br />
‣ Minuten
Risikofaktoren der Atherosklerose<br />
• Nicht beeinflussbare Faktoren<br />
‣ Erbliche Vorbelastung<br />
‣ Geschlecht: Männer tragen ein höheres<br />
Risiko (hormonbedingt) als Frauen<br />
‣ Alter: natürliche degenerative Prozesse<br />
im Körper<br />
• Beeinflussbare Faktoren<br />
‣ Rauchen<br />
‣ Stress<br />
‣ Mangelnde Bewegung<br />
‣ Adipositas<br />
‣ Hoher Blutdruck<br />
‣ Hohe Cholesterinwerte<br />
‣ <strong>Diabetes</strong> <strong>mellitus</strong> Typ II
<strong>Diabetes</strong> <strong>mellitus</strong>- Zahlen und Fakten<br />
<strong>Diabetes</strong> <strong>mellitus</strong> ist der Sammelbegriff für heterogene Störungen des<br />
Stoffwechsels, deren Leitbefund die chronische Hyperglykämie ist. Ursache<br />
ist entweder eine gestörte Insulinsekretion oder eine gestörte Insulinwirkung<br />
oder auch beides.<br />
• Erkrankt etwa 6 Millionen Bundesbürger (ca. 1-2 Millionen nicht diagnostiziert)<br />
‣ ca. 10% sind Typ 1-Diabetiker<br />
‣ ca. 90% leiden an Typ 2-<strong>Diabetes</strong><br />
• Kosten ca. 22 Mrd. €, davon 6,6 Mrd. €<br />
für Frühruhestand/Arbeitsunfähigkeit
<strong>Diabetes</strong> <strong>mellitus</strong> -Zahlen und Fakten<br />
Prävalenz abhängig von:<br />
• Alter<br />
• Bildungsstatus<br />
• Region<br />
RKI, 03/2011, Zahlen und Trends aus der Gesundheitsberichterstattung des Bundes
Typ 1 <strong>Diabetes</strong> „insulin-dependent diabetes <strong>mellitus</strong>“<br />
• Autoimmunkrankheit<br />
(autoreaktive T-Lymphozyten)<br />
‣ Zerstörung der β-Zellen<br />
des Pankreas<br />
‣ absolute Insulindefizit<br />
• Chronische Krankheit bei Kindern ‚Juvenile <strong>Diabetes</strong>‘ (D: Prävalenz<br />
18/100.000 Einwohner; Spitzenreiter Finnland 57 (2010))<br />
• Neuerkrankung auch im Erwachsenenalter möglich
Typ 1-<strong>Diabetes</strong><br />
-Klassifikation und Ätiologie-<br />
• manifestiert sich in meist plötzlich auftretenden Symptomen<br />
‣ starker Durst, vermehrtes Trinken und Wasserlassen, Abgeschlagenheit, Gewichtsabnahme und<br />
Heißhunger<br />
• ist gekennzeichnet durch<br />
‣ Insulinmangel, extrem hohe Blutglukosewerte (Hyperglykämie) lebenslange Abhängigkeit von<br />
täglichen Insulininjektionen<br />
• Heutige Klassifikation anhand der Ätiologie (veraltet: Manifestationsalter oder<br />
„Insulinbedürftigkeit“)<br />
• Genetische Autoimmunerkrankung<br />
‣ exogene Faktoren (Umwelt- & Ernährungsfaktoren, Viren?) lösen autoimmunologischen Prozess<br />
aus<br />
• zum Zeitpunkt der Manifestation besteht bei ausbleibender Behandlung<br />
Lebensbedrohung<br />
• Wichtigstes Therapieziel: weitgehende Normalisierung des Blutglukosespiegels: zwischen<br />
80 und 120 mg/dl
<strong>Diabetes</strong>-spezifische Antikörper<br />
Alter häufigsten Antikörperproduktion gegen die Insulin produzierenden<br />
Betazellen: 9 Mon -2 Jahre<br />
hohes Risiko für Typ-1-<strong>Diabetes</strong>: < 10 Jahre<br />
[Ziegler et al. (2012), Age-related islet autoantibody incidence in offspring of patients with type 1 diabetes, Diabetologia]
Mio<br />
Typ 2 <strong>Diabetes</strong><br />
• 285 Millionen erkrankte weltweit (~250 Mio)<br />
• Insulinresistenz und im weiteren Verlauf <br />
Unfähigkeit des Organismus, genug Insulin zu<br />
produzieren, um die Resistenz zu überwinden<br />
‣ Glukosespiegel (Hyperglykämie)<br />
‣ Hyperinsulinismus<br />
IDF <strong>Diabetes</strong> Atlas 4th<br />
edition, 2009<br />
• Zunächst keine akuten Beschwerden, oft geht eine langjährige Störung des<br />
Glukosestoffwechsels voraus<br />
• Wichtigstes Therapieziel: Vermeidung und Verzögerung von Folgeerkrankungen
Einfluss von Lebensstil und Umweltfaktoren<br />
• Gewicht und körperliche Aktivität Hauptrisikofaktoren<br />
‣ Gewichtszunahme in jüngeren Jahren (25 – 40 Jahre, EPIC Studie)<br />
‣ <strong>Diabetes</strong> und Übergewicht treten oft in Kombination mit Bluthochdruck und<br />
veränderten Blutfettwerten auf Metabolisches Syndrom<br />
• Ernährungsgewohnheiten<br />
‣ Nahrung mit hohem glykämischen Index<br />
‣ Gesamtfett- und Kohlenhydrataufnahme und Fettqualität<br />
‣ Alkohol- , Fleisch- und Kaffeekonsum<br />
• Rauchen und Schlafstörungen<br />
• Genetische Prädisposition<br />
‣ PPAR : Proliferation von Adipozyten (Pro 12 Ala Polymorphismus)
Genes, Diet and Type 2 <strong>Diabetes</strong> Mellitus: A Review<br />
Dedoussis et al., Rev Diabet Stud. 2007, 4, 13–24<br />
• Calpain-10 (CAPN10): Cysteinprotease beeinflusst<br />
die Insulinsensitivität und Insulinsekretion<br />
• Kir6.2: ATP-sensitiver Kaliumkanal der β-Zelle<br />
Regulation der Insulinsekretion<br />
• TCF7L2 Veränderung in der Funktion dieses<br />
Transkriptionsfaktors führt zum Verlust der Effizienz<br />
von Betazellen und einer verminderten<br />
Insulinsensitivität<br />
• Weitere Gene:<br />
‣ Zytokine wie TNF, IL-6<br />
‣ EIF4A2 (eukaryotic translation initiation factor 4α2): RNA-<br />
Helicase<br />
‣ Hepatocyte nuclear factor (HNF)-4α<br />
‣ Proteintyrosinphosphatase-1B (PTP1B, Gen PTPN1)
Risikoermittlung und Prävention<br />
• Deutschland: Deutsche <strong>Diabetes</strong>-Risiko-Test (Dife, http://drs.dife.de )<br />
basierend auf der EPIC-Studie<br />
• Notwendige Angaben<br />
‣ Alter<br />
‣ anthropometrische Merkmale (Taillenumfang, BMI),<br />
‣ Lebensstil (Rauchverhalten, Alkoholkonsum, körperliche Aktivität)<br />
‣ Ernährung (Konsum von Fleisch, Vollkornbrot und Kaffee)<br />
‣ Bluthochdrucks<br />
• Deutsche <strong>Diabetes</strong>-Gesellschaft: Glukosetoleranztest ab 45 Jahren<br />
• Senkung des <strong>Diabetes</strong>risiko um 60 Prozent:<br />
‣ Gewichtsreduktion um fünf Prozent<br />
‣ Vier Stunden pro Woche körperliche Aktivität<br />
‣ Aufnahme von 15 g Ballaststoffe pro 1000 Kcal<br />
‣ Reduktion der Fettzufuhr auf maximal 30 Prozent der täglichen Energieaufnahme<br />
‣ Begrenzung der Aufnahme von gesättigten Fettsäuren auf zehn Prozent der<br />
täglichen Kalorienzufuhr
Gestationsdiabetes<br />
• Schwangerschaftsdiabetes (Gestationsdiabetes) ist definiert als eine KH-<br />
Stoffwechselstörung, welche erstmals in einer Schwangerschaft auftritt bzw.<br />
diagnostiziert wird.<br />
• D: 4% aller Schwangerschaften<br />
• Risikofaktoren<br />
‣ Alter (> 30 Jahre)<br />
‣ Übergewicht<br />
‣ Familiäre <strong>Diabetes</strong><br />
‣ Eigene Geburtsgewicht oder Geburtsgewicht Geschwisterkind > 4000 g<br />
‣ wiederholten Fehlgeburten<br />
• Krankheitszeichen: Zunahme der Fruchtwassermenge und abnormes<br />
Größenwachstum des Kindes<br />
• Therapie: Ernährungsumstellung, Insulintherapie
Krebsinzidenz
Krebsursachen<br />
Leberkrebs (Hepatitis B und C Viren), Gebärmutterhalskrebs<br />
(Papilloma-Viren), Lymphome (Epstein-<br />
Barr-Virus), Magenkrebs (Helicobacter pylori)
Kolonkarzinogense<br />
• Unterscheidung in vererbbare und sporadische Formen<br />
(~ 85 %)<br />
‣ Vererbbar (~10 %): Familiäre Adenomatöse Poliposis<br />
(FAP), nicht-polipöse kolorektale Krebssyndrom (HNPCC)<br />
‣ Verursacht durch chronisch entzündliche<br />
Darmerkrankungen &<br />
Enzympolymorphismen (~ 5 %)<br />
• „Western Style Diet“<br />
‣ hoher Anteil an Fleisch & tierischen Fetten<br />
‣ hoher Anteil an raffinierten Kohlenhydraten<br />
‣arm an Obst, Gemüse & Ballaststoffen
Karzinogenese des kolorektalen Karzinoms<br />
• Karzinogenese mehrstufiger Prozess (Initiation, Promotion und Progression)<br />
• Das Kolonkarzinoms entsteht aus einem zuvor bestehenden benignem Adenom<br />
‣ Adenom-Karzinom-Sequenz dauert im Normalfall ca. 20 Jahre<br />
‣ Adenome entstehen aus normaler Mukosa durch monoklonale Expansion einer einzigen Zelle<br />
(Fearon und Vogelstein – Modell)<br />
‣ Frühes Ereignis der Kolonkarzinogenese Mutation im ''adenomatous polyposis coli“ (APC)-<br />
Gen
Stufen der Kolonkarzinome<br />
• Stufe 1: Tumor hat sich<br />
nicht ausgebreitet<br />
• Stufe 2: Infiltriert in<br />
Muskelschicht<br />
• Stufe 3: Infiltriert in<br />
Lymphsystem<br />
• Stufe 4: Metastasierung
Prävention<br />
Empfehlungen der DGE (2008)<br />
• Gemüse (650g/Tag) und Vollkornprodukte sollten in größeren Mengen<br />
verzehrt werden Hauptbestandteil der Ernährung<br />
• Fisch (1-2x / Woche)<br />
• Fleisch (max. 300-600 g pro Woche) Reduktion des Verzehrs von rotem<br />
Fleisch<br />
• Der Alkoholkonsum sollte die Menge von 20 g/Tag nicht übersteigen bzw.<br />
es sollte ganz darauf verzichtet werden<br />
• keine exzessive Energieaufnahme<br />
• körperlicher Aktivität