Diabetes Typ 1: Ursachen und Pathophysiologie

Überwiegend tritt Diabetes mellitus Typ 1 in der Kindheit, bei Jugendlichen oder bei jungen Erwachsenen auf. Die meisten Patienten und Patientinnen erkranken mit sechs bis 15 Jahren. Daher wird dieser Diabetes-Typ auch als jugendlicher (juveniler) Diabetes bezeichnet. Es gibt aber ebenso Formen dieser krankheit, bei der Menschen erst im Erwachsenenalter zeigen. Den spät einsetzenden erblichen Diabetes bezeichnen Mediziner als LADA-Diabetes (latent autoimmune diabetes in the adult). ¹

Die genauen Auslöser im Körper von Menschen mit erblichen Diabetes sind bislang nicht abschließend geklärt. Bekannt ist, dass es sich um eine Autoimmunisierung handelt, bei der das zum eigenen Körper gehörende Abwehrsystem Antikörper gegen die Betazellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse oder das Insulin selbst bildet. Diese Abwehrzellen attackieren die insulinproduzierenden Körperzellen der Bauchspeicheldrüse als eine Form von „Eindringling“ im Blut, der unschädlich gemacht werden muss. In der Folge zerstören sie diese Strukturen so nachhaltig, dass eine mangelhafte Insulin Produktion Teil der Symptome wird und der Blutzucker nicht reguliert werden kann. Durch diesen absoluten Insulinmangel steigen die Blutzuckerwerte an. ²

Als hauptsächlicher Auslöser des ersten Diabetes Typs gilt das Zusammenspiel von genetischer Veranlagung vom Körper und äußeren Faktoren. Hieraus resultiert eine Fehlsteuerung des Immunsystems. Bestimmte weiße Blutkörperchen (T-Lymphozyten) der betroffenen Menschen richten sich speziell gegen die Insulinproduktionsorte. Zudem lassen sich bei Menschen mit Typ 1 Immunantikörper gegen insulinproduzierende Zellen, Insulin und Glutamatdecarboxylase (GAD) nachweisen.

Infolge der immunologischen Fehlfunktion sterben die insulinproduzierenden Zellen ab. Dadurch fehlt dem Körper der betroffenen Menschen das Insulin, um den Blutzucker in die Körperzellen aufzunehmen. Überschreitet die Menge vom Blutzucker der befallenen Bauchspeicheldrüsenzellen die 80-Prozent-Marke, kommt es zu einem Anstieg des Blutzuckerspiegels.

Aufschluss über den Verlauf der Werte vom Blutzucker gibt der HbA1c-Wert, der zugleich als Kriterium für das Diabetesrisiko für Folgeschäden und die Qualität der Einstellung vom Blutzucker gilt. Dieser gibt den Langzeit-Blutzucker an. Denn wenn der Blutzuckerspiegel steigt, reagiert ein Teil vom Blutzucker mit dem Hämoglobin der Erythrozyten. Je höher der Blutzuckerspiegel und die Dauer von diesem, desto höher der HbA1c-Wert.

Gehäuft wird die Entstehung des Typ-1-Diabetes bei Menschen mit dem autoimmunen polyendokrinen Syndrom (APS) und einer entsprechenden Konfiguration der HLA-Antigene (Genotypen HLA DR3 und DR4) beobachtet.

Darüber hinaus ist der 1. Diabetes Typ mit weiteren Erkrankungen aus dem Autoimmun-Spektrum assoziiert, beispielsweise mit Zöliakie, Hashimoto-Thyreoiditis, Morbus Addison und Typ-A-Gastritis. ³

Diabetes mellitus Typ 1 oder die Veranlagung für einen solchen Anstieg des Blutzuckerspiegels können vererbt werden. Haben die Eltern oder Geschwister der betroffenen Menschen Typ-1-Diabetes, beträgt das Erkrankungsrisiko, die Krankheit zu entwickeln, durchschnittlich zehn Prozent.

• Bei einem Vater mit erblichem Diabetes erkranken fünf von 100 Kindern ebenfalls.

• Bei einer Mutter mit erblichem Diabetes bekommen drei von 100 die Krankheit.

• Sind beide Eltern betroffen, erkranken 25 von 100.

• Haben ein Elternteil und ein Geschwisterkind Typ-1-Diabetes, beträgt die Erkrankungswahrscheinlichkeit acht Prozent.

Kinder mit erhöhter genetischer Betroffenheit erkranken somit nicht zwangsläufig an Diabetes. 90 von 100 Kindern, bei denen die Krankheit diagnostiziert wird, stammen aus Familien ohne Diabetes-Vorbelastung. 4

Dennoch gehören die Erbanlagen zu den vermutlich wichtigsten Auslöser des Typ 1 Diabetes . 95 Prozent der Menschen mit Typ-1-Diabetes tragen Gene für Antikörper gegen die insulinproduzierenden Zellen in sich. ⁵

Grund für die Entstehung von Autoimmunerkrankungen wie Diabetes vom ersten Typ ist ein Verlust der Immuntoleranz. Hierdurch wird die für das Leben wichtige Unterscheidung zwischen zum Körper gehörend und körperfremd gestört. Infolgedessen nimmt der Körper des betroffenen Menschen die für die Insulinproduktion verantwortlichen Langerhans Insel als fremd wahr und leitet ihre Bekämpfung ein, welche zum Anstieg vom Blutzuckerspiegel führt.

Im gesunden Immunsystem wirken regulatorische T-Immunzellen, sogenannte Tregs, durch gezielte Hemmung autoreaktiver Lymphozyten einer überschießenden Immunreaktion entgegen. Diese Immunzellen sind bei Menschen mit Typ-1-Diabetes in ihrer Zahl, Stabilität und Funktion eingeschränkt. Die verminderte Immuntoleranz lässt sich bereits nachweisen, bevor erste Symptome vom erhöhten Blutzuckerspiegel auftreten. ⁶

Die Rolle von microRNAs bei der Autoimmunität

Eine entscheidende Rolle für die Entstehung und das Fortschreiten der Autoimmunität spielt die microRNA miRNA142-3p. MicroRNAs sind in der Lage, das Ablesen einzelner Gene zu unterdrücken.

Forscher haben während der Entwicklung der Autoimmunität bei Typ-1-Diabetes ein erhöhtes Level von miRNA142-3p in Menschen mit zu hohem Blutzuckerspiegel festgestellt. Hieraus resultiert eine verminderte Expression des Proteins Tet2 in den T-Helferzellen. Das hat fehlerhafte epigenetische Veränderungen im Foxp3-Gen der T-Immunzellen zur Folge. Es werden weniger dieser Immunzellen produziert und die Tregs weisen eine geringere Stabilität auf. ⁷

Bisher ist nicht bekannt, welche Umweltfaktoren bei der Entstehung von Diabetes Typ 1 und einer folgenden Erhöhung vom Blutzuckerspiegel von Bedeutung sind. Es spricht einiges dafür, dass Vireninfektionen den Autoimmunprozess in Gang setzen können. Auch die Ernährung und das Darm-Mikrobiom von Säuglingen könnten involviert sein.

Insbesondere bei Menschen mit hohem genetischen Risiko gelten die ersten Lebensjahre als ein empfindlicher Zeitraum, in dem äußere Gegebenheiten die Entstehung von Typ 1 Diabetes zusätzlich begünstigen können.

Im Verdacht, das Risiko für die Entwicklung von Typ-1-Diabetes zu erhöhen, stehen vor allem folgende Risikofaktoren:

• eine frühe Infektion mit Coxsackie-Viren (können bei Jüngeren Atemwegsinfektionen auslösen)

• Infektionen mit Mumps- oder Rötelnviren (kann dem endokrinen Teil der Bauchspeicheldrüse schädigen)

• das Zufüttern glutenhaltiger Nahrung bei Säuglingen vor Ende des dritten Lebensmonats

• ein Vitamin-D-Mangel aufgrund fehlender Sonneneinstrahlung

• eine Geburt per Kaiserschnitt

• die Zusammensetzung der Darmflora

Da die Zahl der neuen Erkrankungen mit Typ-1-Diabetes seit Beginn der Corona-Pandemie deutlich angestiegen ist, prüfen Wissenschaftler auch einen Zusammenhang zwischen der Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus und dem Entstehen der Autoimmunerkrankung.

Die Vermutung geht jedoch eher dahin, dass sich dieser Anstieg auf indirekte Folgen der Pandemie und andere Umwelteinflüsse zurückführen lässt.

Ob eine frühe Gabe von Kuhmilcheiweiß das Erkrankungsrisiko erhöht, wird nach wie vor diskutiert.

Auch bezüglich der Dauer des Stillens ist die Studienlage nicht eindeutig. ⁸

Im Gegensatz zur Entstehung von Typ-2-Diabetes hat die des Typ 1 Diabetes nichts mit einer ungünstigen Art und Weise zu Leben, Stress oder einer ungesunden Ernährung zu tun. Auch der Verlauf der Erkrankung lässt sich durch Lebensstiländerungen und Ernährungsanpassungen nicht verändern. Eine ausgewogene, abwechslungsreiche Ernährung bei Typ-1-Diabetes kann jedoch zu einem gesunden Leben beitragen.

Prinzipiell können Menschen mit Diabetes Typ 1 das Gleiche verzehren wie Personen mit einem normalen Stoffwechsel. Wichtig ist, möglichst zu festen Zeiten zu essen. Experten raten zu drei Hauptmahlzeiten pro Tag in einem Abstand von vier bis sechs Stunden. Zwischenmahlzeiten wie Snacks oder Kaffee und Kuchen sollten Sie vorzugsweise zwei bis drei Stunden nach dem Mittagessen genießen, um die Gefahr einer Überdosierung bei der Insulininjektion zu verringern.

Ölsaaten und Rohkost können Sie hingegen zu jeder Tageszeit verzehren, sofern Ihr Arzt diesbezüglich nichts anderes angibt. Auf raffinierten Zucker sollten Sie so weit wie möglich verzichten. Dieser Verzicht auf raffinierten Zucker gilt auch für Patienten mit Typ 2 Diabetes.

Wie viel Energie Sie täglich benötigen, hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu zählen:

• das Alter,

• das Geschlecht,

• Größe und Gewicht sowie

• der Grad physischer und psychischer Aktivität.

Beliebt bei Typ-1-Diabetikern ist die Low-Carb-Diät, bei der Kohlenhydrate (Zucker) durch eiweiß- und fettreiche Produkte ersetzt werden. Eine weitere Strategie besteht darin, Nahrungsmittel mit niedrigem glykämischem Index zu bevorzugen. Diese erleichtern die Kontrolle der Blutzuckerwerte während der Mahlzeiten. ⁹

Die Menge der aufgenommenen Kohlenhydrate bestimmt maßgeblich, wie viel Insulin Sie spritzen müssen. Eine Brot- oder Kohlenhydrateinheit lässt den Blutzuckerspiegel um 25 bis 40 Milligramm pro Deziliter Blut ansteigen. 10 Welche Menge vom Hormon Insulin zum Gegensteuern benötigt wird, ist von Patient zu Patient unterschiedlich. Schlanke Menschen benötigen in aller Regel 0,5 bis 1 Einheit (E) pro Broteinheit.

Die Fortschritte bei der Erforschung der Diabetes-Typ-1-Auslöser eröffnen nicht nur bessere Möglichkeiten in der Diagnostik. Sie helfen auch bei der Entwicklung von Strategien einer neuen Behandlung.

Einer der vielversprechendsten Ansätze für eine Behandlung ist eine neue Form von Zelltherapie, bei der aus induzierbaren pluripotenten Stammzellen erzeugte Betazellen zu inselähnlichen Aggregaten zusammengefasst und in den Körper implantiert werden. Hierdurch könnte die externe Zufuhr vom Hormon Insulin reduziert oder sogar eingestellt werden. Die derzeit genutzte Zell-Behandlung hat den Nachteil, dass das Material von verstorbenen Spendern stammt und nicht in ausreichender Menge verfügbar ist. Außerdem muss das Immunsystem des Körpers unterdrückt werden, um eine Abstoßung zu vermeiden. ¹¹

Ein neu entdeckter Rezeptor, den Wissenschaftler als Inceptor bezeichnen, hat ebenfalls das Potenzial, die Diabetes-Behandlung zu revolutionieren. Inceptor könnte einen Ansatzpunkt für Medikamente bieten, welche die insulinproduzierende Zelle schützt und regeneriert, ohne die unerwünschten Begleiterscheinungen einer intensiven Insulintherapie hervorzurufen. In Tierversuchen konnte gezeigt werden, dass die Deaktivierung von Inceptor zur Zunahme der Menge funktionaler Betazellen und einer verstärkten Insulinsignalstärke führt. Daher ist dieser Rezeptor ein vielversprechender Angriffspunkt für eine Behandlung bei der der eigentlichen Diabetes-Typ-1-Auslöser, die Fehlfunktion und der Verlust der Betazellen, bekämpft werden kann. ¹²

Anders als beim Typ 2 Diabetes ist es nicht möglich, einem Typ 1 Diabetes vorzubeugen. Es wird jedoch empfohlen, glutenhaltige Nahrung frühestens ab einem Kindesalter von sechs Monaten zu geben, da eine zu frühe Einführung das Erkrankungsrisiko erhöhen könnte und beim Zubereiten des Essens auf die Energie zu achten.

Diabetes Mellitus Typ 1 Gefahr?

Ohne adäquate Behandlung bedeutet Diabetes mellitus eine erhebliche Gefahr für Gefäße und Nerven, was schnell Beschwerden auslösen kann. Typische Symptome sind Krankheiten des Herz-Kreislauf-Systems, Durchblutungsstörungen in den Beinen und Füßen, das diabetische Fußsyndrom sowie Schäden an den Augen und Nieren. Je früher die Zuckerkrankheit erkannt und behandelt wird, desto weniger Beschwerden und Folgeschäden wird der Patient später haben.

Früherkennung

Im Rahmen der Früherkennungsstudie „Freder1k“ werden in Bayern, Niedersachsen, Sachsen und Thüringen Neugeborene und Babys von bis zu vier Monaten vom Arzt darauf getestet, ob sie ein erhöhtes Risiko für Typ-1-Diabetes aufweisen. Säuglinge, bei denen ein erhöhtes genetisches Risiko festgestellt wird, können mit vier bis sieben Monaten an der Präventionsstudie „POInT“ teilnehmen, um die Krankheit schon früh in der Kindheit zu erkennen.

Sie bekommen täglich entweder ein Insulinpulver oder ein Placebo als Nahrungsergänzung. Das Insulinpulver soll die Toleranz des Abwehrsystems gegenüber dem Insulin vom eigenen Körper erhöhen und damit eine entsprechende Autoimmunreaktion verhindern.

Im Alter von zwei bis fünf und neun bis zehn Jahren an der Früherkennungsstudie „Fr1daplus“ teilnehmen. Bei dieser wird das Blut auf Inselautoantikörper hin untersucht. Werden mindestens zwei dieser Autoantikörper nachgewiesen, besteht die Möglichkeit zur Teilnahme an der „Fr1da-Insulin-Interventionsstudie“. Bei dieser bekommt das Kind ein Pulver von Insulin, das ein Fortschreiten der Erkrankung durch Beeinflussung des Immunsystems verhindern soll, oder ein Placebo. In Niedersachsen können im Rahmen der „Fr1dolin-Studie“ Kinder im Alter von zwei bis sechs Jahren auf Inselautoantikörper und das Vorliegen einer Hypercholesterinämie getestet werden. ¹³

Anders als bei Typ-2-Diabetes liegen die Auslöser für den Diabetes Typ 1 nicht in der Ernährung oder der Art und Weise wie man das Leben führt, sondern in genetischen Faktoren, Autoimmunprozessen und Umwelteinflüssen. Die genauen Auslöser zu kennen und zu verstehen, kann helfen, bessere Behandlungsmethoden zu entwickeln, die einerseits die Beschwerden lindern und andererseits dazu beitragen, eine weitere Erkrankung zu vermeiden. Das ultimative Ziel besteht darin, das Entstehen von Diabetes Typ 1 von vornherein zu verhindern, statt die Beschwerden zu bekämpfen.

Neben der Forschung zählen auch Aufklärung und Vorbeugung zu den entscheidenden Stellschrauben bei der Bekämpfung vom 1. Typ Diabetes. Eine wichtige Rolle spielt hierbei das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung e. V. (DZD), ein nationaler Verbund, der Experten im Bereich Diabetesforschung bündelt sowie Grundlagenforschung, Epidemiologie, translationale Forschung und klinische Anwendung vernetzt.

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Dieser Artikel enthält nur allgemeine Informationen und darf nicht zur Selbstdiagnose oder -behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen.