Ursachen für diabetische Neuropathie
Diabetes Typ 2 ist durch eine fortschreitende Insulinresistenz gekennzeichnet, die unter anderem zu einem unkontrollierten Blutzuckerspiegel führt.
Ein zu hoher Blutzucker schadet den Nervenzellen, was diabetische Neuropathie verursacht.
Der Zucker im Blut ist auf vielerlei Weise schädlich, insbesondere jedoch durch:
- „Verzuckerung“ von Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren, die dadurch funktionsunfähig werden
- Oxidativen Stress
Ein hoher Blutzucker scheint jedoch nicht die einzige Ursache für diabetische Neuropathie zu sein, da die Neuropathie selbst bei guter Blutzuckerkontrolle weiter voranschreitet. Hier spielt wahrscheinlich fortschreitende Insulinresistenz eine wichtige Rolle, die ebenfalls oxidativen Stress verursachen kann.
Verzuckerung – Beeinträchtigung essenzieller Proteine
Die meisten Reaktionen im Körper sind streng reguliert. Sie passieren nicht zufällig, sondern werden durch Enzyme durchgeführt. Diese chemischen Reaktionen wären eigenständig nicht möglich, wenn man nur zwei Substanzen in ein Reagenzglas kippen würde. Enzyme dienen somit als eine Art Katalysator.
Das Problem ist nun jedoch, dass ein hoher Blutzucker dazu führt, dass Reaktionen entstehen, welche vom Körper nicht geplant sind und nicht durch Enzyme gelenkt werden. Man nennt das „Verzuckerung“. Zucker bindet unkontrolliert an Moleküle im Blut. Generell schwankt der Blutzuckerspiegel selbst bei gesunden Personen. Ist der Blutzuckerspiegel nur kurzfristig zu hoch, ist das erstmal kein großes Problem. Fällt der Blutzucker wieder, kann sich der Zucker wieder lösen.
Jedoch fängt diese Verzuckerung an problematisch zu werden, wenn der Blutzuckerspiegel über längere Zeit erhöht bleibt. Dann verfestigt sich die Verbindung zwischen Zucker und dem Molekül und ist nicht mehr so leicht rückgängig zu machen. Zudem können sich die verzuckerten Moleküle untereinander verbinden und aggregieren und dann spricht man von AGEs. Die Entstehung von AGEs ist eine fortgeschrittene Stufe der Verzuckerung, die auf verschiedene Art und Weise Schaden anrichtet.
Die Funktion von Proteinen wird durch die Verzuckerung negativ beeinträchtigt. Da Proteine unzählige Aufgaben im Körper haben, z. B. strukturelle und biochemische Reaktionen, kann das an allen Ecken und Enden zu Problemen führen. Proteine haben zum Glück von Natur aus nur eine begrenzte Lebensdauer oder Halbwertszeit, das heißt, sie werden regelmäßig abgebaut und durch neue Proteine ersetzt. AGEs werden also auch regelmäßig beim Abbau von Proteinen wieder beseitigt.
Beschädigtes Kollagen beeinträchtigt die Nerven
Es gibt jedoch auch sehr langlebige Proteine, ein wichtiges Beispiel ist Kollagen.
Kollagen ist ein Strukturprotein, und ein wichtiger Bestandteil von Bindegewebe. Es kommt unter anderem in Knochen, Knorpel, Sehnen, Bändern und der Haut vor. Man findet es auch in Blutgefäßwänden und durch AGE modifiziertes Kollagen trägt zu Gefäßschäden bei, die bei Diabetes beobachtet werden.[1] Da Blutgefäße die Nervenzellen mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen, sind Gefäßprobleme indirekt an der Entstehung von Neuropathie beteiligt.[2],[3],[4]
Kollagen hat auch wichtige Funktionen im Bindegewebe, das die Nervenzellen umgibt und wird für die Herstellung von Myelin benötigt.[5],[6] Myelin ist eine isolierende Schutzschicht, die die Nervenfasern umgibt und für eine schnelle Signalweiterleitung sorgt. Eine Beschädigung von Myelin ist eine Art von Nervenschaden, die bei Neuropathie beobachtet wird.
Da Kollagen ein sehr langlebiges Protein ist, akkumulieren die AGEs im Laufe der Zeit und schaden dem Körper langfristig.[7]
Verzuckerung von Nervenzellproteinen
Auch Proteine im Inneren der Nervenzellen sind von der Verzuckerung betroffen. Auf diese Weise werden für die Nervenfunktion essenzielle Proteine beschädigt, was ebenfalls zur Neuropathie beiträgt.
Verzuckerung von Hämoglobin als Marker der Blutzuckerkontrolle
Übrigens wird die Verzuckerung eines Proteins, nämlich dem Sauerstoff-transportierenden Protein Hämoglobin, auch als Marker für die längerfristige Kontrolle des Blutzuckers verwendet. Hämoglobin hat eine Lebensdauer von drei Monaten und somit zeigt der Prozentwert der verzuckerten Hämoglobinmoleküle (der HbA1c-Wert) wie gut der Blutzucker in den letzten drei Monaten kontrolliert war.
AGE Rezeptoren
Neben der Verzuckerung von Proteinen gibt es einen weiteren Mechanismus, wie AGEs Schäden verursachen. Und zwar binden sie an AGE Rezeptoren, die sogenannten RAGEs. RAGEs sitzen zum Beispiel in der Membran von Gefäßzellen und bei einer hohen Konzentration von AGEs im Blut binden diese leicht daran.
Die Aktivierung dieser Rezeptoren löst Entzündungsprozesse aus und führt zudem zu oxidativem Stress. Dies sind beides Faktoren, die zu Neuropathie beitragen.
Oxidativer Stress verstärkt diabetische Neuropathie
Wir alle benötigen Sauerstoff, um zu überleben. Sauerstoff ist zentral für die chemischen Reaktionen, welche Energie in den Zellen unseres Körpers produzieren.
Das Problem bei Sauerstoff ist, dass es ein sehr reaktionsfreudiges Molekül ist. Es bildet leicht freie Radikale. Diese reagieren mit Proteinen, Lipiden, oder auch Nukleinsäuren und schädigen sie. Die Entstehung von freien Radikalen ist ein natürlicher Prozess, er muss jedoch reguliert werden, da er, wenn er überhandnimmt, viel Schaden anrichten kann.
Der Körper produziert Enzyme, die freie Radikale neutralisieren können. Zusätzlich helfen antioxidative Substanzen in der Nahrung, wie zum Beispiel die Vitamine A, C und E.
Reichen diese Verteidigungsmechanismen gegen freie Radikale nicht aus, so spricht man von oxidativem Stress, welcher viele Bestandteile des Körpers schädigen kann. Unter anderem können auch Nervenzellen geschädigt werden, was sich durch diabetische Neuropathie äußert.
Hoher Blutzuckerspiegel verursacht oxidativen Stress
Der erhöhte Blutzuckerspiegel bei Diabetes erhöht oxidativen Stress durch zwei Mechanismen:
- Der Zucker im Blut, die Glukose, neigt dazu, selbst oxidiert zu werden. Ein Prozess, den man Autooxidation nennt und zur Entstehung von freien Radikalen führt.[8]
- Außerdem unterdrückt ein chronisch erhöhter Blutzuckerspiegel Enzyme, welche freie Radikale neutralisieren und trägt somit weiter zu oxidativem Stress bei.[9]
Ein hoher Blutzucker ist nicht die einzige Ursache von oxidativem Stress
Selbst Vorstufen von Diabetes, wie das metabolische Syndrom, können bereits diabetische Neuropathie verursachen, selbst wenn der Blutzucker in diesem Stadium noch weitestgehend im Normalbereich ist. Das metabolische Syndrom ist bereits durch erhöhten oxidativen Stress gekennzeichnet.
Dies ist ein Hinweis dafür, dass ein hoher Blutzucker nicht die einzige Ursache für oxidativen Stress und diabetische Neuropathie ist. Was noch dafür spricht ist, dass sich durch eine intensive Blutzuckerkontrolle das Fortschreiten von Neuropathie nicht verhindern lässt, zumindest nicht, wenn Diabetes Typ 2 Auslöser der Neuropathie ist.[10],[11],[12]
In der Tat ist ein hoher Blutzucker nur ein Symptom und nicht die Ursache von Diabetes. Das wird bei der Behandlung gerne übersehen, die sich hauptsächlich auf das Senken des Blutzuckerspiegels konzentriert.
Insulinresistenz als Ursache für oxidativen Stress und Diabetes
Falsche Ernährungsgewohnheiten, wie starker Konsum von einfachen Kohlenhydraten in Form von Weißmehl und Zucker und häufige Mahlzeiten führen zu einem starken und andauernden Insulinanstieg. Auf die anhaltende Insulinflut reagieren die Körperzellen irgendwann mit Insulinresistenz: sie reagieren nicht mehr angemessen auf Insulin, und immer mehr Insulin wird benötigt, um den Blutzucker zu kontrollieren.
An dem Punkt, an dem die Bauchspeicheldrüse aufgrund des steigenden Insulinbedarfs mit der Insulinproduktion nicht mehr nachkommen kann, wird Diabetes Typ 2 diagnostiziert.
Insulin ermöglicht nicht nur die Aufnahme von Zucker aus dem Blut, sondern hat auch wichtige Aufgaben im Fettstoffwechsel. Somit führt Insulinresistenz auch zu einem deregulierten Fettstoffwechsel, der durch einen erhöhten Fettgehalt im Blut, den sogenannten Triglyceriden gekennzeichnet ist. Da auch schlechte Blutfettwerte mit oxidativem Stress assoziiert sind, tragen sie vermutlich auch zur Entstehung von Neuropathie bei.[13],[14],[15],[16]
Die traditionelle Diabetesbehandlung beseitigt nicht den oxidativen Stress
Durch externe Gabe von Insulin lässt sich zwar der Blutzucker regulieren, die Ursache der Probleme, die Insulinresistenz, wird dadurch jedoch verschlimmert statt verbessert.
Das heißt, einerseits wird oxidativer Stress durch senken des Blutzuckerspiegels reduziert, andererseits jedoch durch eine Verschlimmerung der Insulinresistenz erhöht. Da bei traditioneller Insulintherapie die Insulinresistenz im Laufe der Jahre immer weiter voranschreitet, verstärkt das wahrscheinlich auch den oxidativen Stress.
Dies könnte eine Erklärung dafür sein, warum diabetische Neuropathie trotz guter Blutzuckerkontrolle weiter voranschreitet.
Wie oxidativer Stress Nervenschäden verursacht
Oxidativer Stress schädigt Nervenzellen sowohl direkt als auch indirekt.
Direkte oxidative Nervenschädigungen
Direkter Schaden entsteht, indem freie Radikale die Nervenzellen selbst angreifen.
So können freie Radikale mit verschiedenen Bestandteilen der Nervenzelle reagieren und schädigen, beispielsweise mit Proteinen, Lipiden (Fetten) in der Nervenzellmembran oder auch mit Nukleinsäuren, dem Erbgut der Nervenzelle.
Da alle diese Moleküle für die Funktion von Nervenzellen benötigt werden und sich Nervenzellen zudem nur bedingt regenerieren können, können freie Radikale hier erheblichen Schaden anrichten und so diabetische Neuropathie verursachen.
Indirekte oxidative Nervenschädigungen
Ein bedeutender Mechanismus, wie freie Radikale Nervenzellen indirekt schaden, ist durch die Schädigung von Blutgefäßen. Nervenzellen sind auf gesunde Blutgefäße für die ausreichende Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen angewiesen.
Freie Radikale schaden den Gefäßen auf vielerlei Weise. So tragen sie zum Beispiel zur Oxidation des Lipoproteins LDL bei. Oxidiertes LDL schädigt die Gefäßwand und ist an der Entstehung von Gefäßverkalkung beteiligt, der sogenannten Atherosklerose.[17]
Außerdem sind freie Radikale an der Entstehung von Bluthochruck beteiligt.[18] Blutdruck wird durch ein enges Zusammenspiel von Gefäßen, Herz und Nieren reguliert. Freie Radikale können die Erweiterung von Blutgefäßen negativ beeinflussen. So reagieren freie Radikale zum Beispiel mit Stickstoffmonoxid (NO), das dafür sorgt, dass sich Blutgefäße ausdehnen, wodurch der Blutdruck sinkt. Bluthochdruck ist ein Risikofaktor für Neuropathie, auch unabhängig von hohem Blutzucker und Diabetes.[19]
Beseitigung von oxidativem Stress als Behandlungsansatz
Dass oxidativer Stress Neuropathie auslöst ist nicht nur in der Theorie gut verstanden, sondern findet auch in der Praxis Anwendung. Antioxidantien wie Alpha-Liponsäure und Acetyl-L-Carnitin können das Voranschreiten von Nervenschäden aufhalten und sogar Symptome diabetischer Neuropathie mildern.[20]
Studien zeigen sogar, dass solche Substanzen ähnlich stark die Symptome verbessern können, wie typischerweise bei Neuropathie eingesetzte schlagkräftige Medikamente, wie zum Beispiel das Antiepileptikum Gabapentin.[21]
Dies bestätigt, dass oxidativer Stress tatsächlich einer der Hauptfaktoren ist, der diabetische Neuropathie auslöst.
Diabetische Neuropathie wird durch oxidativen Stress und Verzuckerung verursacht
Ein deregulierter Blutzuckerspiegel ist ein Diabetessymptom, das oxidativen Stress verursacht und den Nervenzellen schadet.
Auch die Verzuckerung von Molekülen trägt zu Neuropathie bei. Jedoch ist ein hoher Blutzucker jedoch nicht die einzige Ursache diabetischer Neuropathie. Oxidativer Stress, der durch Insulinresistenz und dem daraus folgenden deregulierten Fettstoffwechsel ausgelöst wird, ist möglicherweise Mitauslöser deiner Neuropathie.