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 im Alter von sechs bis 15 Jahren. Daher wird dieser Diabetes-Typ auch als jugendlicher (juveniler) Diabetes bezeichnet. Es gibt aber ebenso Formen dieser Zuckerkrankheit, die sich erst im Erwachsenenalter zeigen. Den spät einsetzenden Typ-1-Diabetes bezeichnen Mediziner als LADA-Diabetes (latent autoimmune diabetes in the adult). ¹

Die genauen Diabetes-Typ-1-Ursachen sind bislang nicht abschließend geklärt. Bekannt ist, dass es sich um eine Autoimmunerkrankung handelt, bei der das körpereigene Abwehrsystem Antikörper gegen die Betazellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse oder das Insulin selbst bildet. Diese Abwehrzellen attackieren die insulinproduzierenden Körperzellen als eine Art „Eindringling“, der unschädlich gemacht werden muss. In der Folge zerstören sie diese Strukturen so nachhaltig, dass zu wenig Insulin produziert wird, um den Blutzucker regulieren zu können. Durch diesen absoluten Insulinmangel steigen die Blutzuckerwerte an. ²

Als hauptsächliche Diabetes-Typ-1-Ursache gilt das Zusammenspiel von genetischer Veranlagung und äußeren Faktoren. Hieraus resultiert eine Fehlsteuerung des Immunsystems. Bestimmte weiße Blutkörperchen (T-Lymphozyten) richten sich speziell gegen die Betazellen. Zudem lassen sich bei Personen mit Diabetes mellitus Typ 1 Antikörper gegen Betazellen, Insulin und Glutamatdecarboxylase (GAD) nachweisen.

Infolge der immunologischen Fehlfunktion sterben die insulinproduzierenden Zellen ab. Dadurch fehlt dem Körper das Insulin, um Glukose aus dem Blut in die Körperzellen aufzunehmen. Überschreitet die Menge der befallenen Betazellen die 80-Prozent-Marke, kommt es zu einem Anstieg des Blutzuckerspiegels. Aufschluss über den Verlauf der Blutzuckerwerte gibt der HbA1c-Wert, der zugleich als Kriterium für das Risiko für Folgeerkrankungen und die Qualität der Blutzuckereinstellung gilt.

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 Diabetes Typ 1 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 dafür können vererbt werden. Haben die Eltern oder Geschwister Typ-1-Diabetes, beträgt das Risiko, die Krankheit zu entwickeln, durchschnittlich zehn Prozent.

• Bei einem Vater mit Diabetes Typ 1 erkranken fünf von 100 Kindern ebenfalls.

• Bei einer Mutter mit Diabetes Typ 1 bekommen drei von 100 Kindern die Krankheit.

• Sind beide Eltern betroffen, erkranken 25 von 100 Kindern.

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

Kinder mit erhöhtem genetischem Risiko erkranken somit nicht zwangsläufig an Diabetes mellitus Typ 1. 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 Diabetes-Typ-1-Ursachen. 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 mellitus Typ 1 ist ein Verlust der Immuntoleranz. Hierdurch wird die lebensnotwendige Unterscheidung zwischen körpereigen und körperfremd gestört. Infolgedessen nimmt der Körper die für die Insulinproduktion verantwortlichen Betazellen als fremd war und leitet ihre Bekämpfung ein.

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

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 festgestellt. Hieraus resultiert eine verminderte Expression des Proteins Tet2 in den T-Helferzellen. Das hat fehlerhafte epigenetische Veränderungen im Foxp3-Gen der T-Zellen 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 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 Diabetes mellitus Typ 1 zusätzlich begünstigen können.

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

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

• Infektionen mit Mumps- oder Rötelnviren (können die insulinproduzierenden Zellen in 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 Neuerkrankungen 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 Diabetes mellitus Typ 1 nichts mit einem ungünstigen Lebensstil, 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. Letzteres gilt auch für Patienten mit Diabetes Typ 2.

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 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 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-Ursachen eröffnen nicht nur bessere Möglichkeiten in der Diagnostik. Sie helfen auch bei der Entwicklung neuer Behandlungsstrategien.

Einer der vielversprechendsten Ansätze ist eine neue Art von Zelltherapie, bei der aus induzierbaren pluripotenten Stammzellen erzeugte Betazellen zu inselähnlichen Aggregaten zusammengefasst und in den Körper implantiert werden. Hierdurch könnte die externe Insulinzufuhr reduziert oder sogar eingestellt werden. Die derzeit genutzte Zelltherapie 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 Betazellen schützen und regenerieren, 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, um die eigentlichen Diabetes-Typ-1-Ursachen, die Fehlfunktion und den Verlust der Betazellen, zu behandeln. ¹²

Anders als beim Typ 2 ist es nicht möglich, einem Diabetes mellitus Typ 1 vorzubeugen. Es wird jedoch empfohlen, glutenhaltige Nahrung frühestens ab einem Alter von sechs Monaten zu geben, da eine zu frühe Einführung das Erkrankungsrisiko erhöhen könnte.

Ohne adäquate Behandlung bedeutet Diabetes mellitus eine erhebliche Gefahr für Gefäße und Nerven. Typische Folgen 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 geringer ist die Gefahr für Folgeschäden.

Im Rahmen der Früherkennungsstudie „Freder1k“ werden in Bayern, Niedersachsen, Sachsen und Thüringen Neugeborene und Babys im Alter von bis zu vier Monaten darauf getestet, ob sie ein erhöhtes Risiko für Typ-1-Diabetes aufweisen. Säuglinge, bei denen ein erhöhtes genetisches Risiko festgestellt wird, können im Alter von vier bis sieben Monaten an der Präventionsstudie „POInT“ teilnehmen. Sie bekommen täglich entweder ein Insulinpulver oder ein Placebo als Nahrungsergänzung. Das Insulinpulver soll die Toleranz des Abwehrsystems gegenüber dem körpereigenen Insulin erhöhen und damit eine entsprechende Autoimmunreaktion verhindern.

In Bayern können Kinder 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 bekommen die Kinder ein Insulinpulver, 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 Ursachen für den Typ 1 nicht in der Ernährung oder dem Lebensstil, 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, Folgeerkrankungen zu vermeiden. Das ultimative Ziel besteht darin, das Entstehen von Diabetes Typ 1 von vornherein zu verhindern.

Neben der Forschung zählen auch Aufklärung und Vorbeugung zu den entscheidenden Stellschrauben bei der Bekämpfung von Diabetes Typ 1. 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.