Aus: Alzheimer Info 1/19

Was macht Insulin?

Um die Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus) zu verstehen, muss man etwas über Insulin wissen. Insulin ist ein körpereigenes Hormon, das in bestimmten Zellen (Insel-Zellen) der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) erzeugt wird. Insulin wirkt auf alle Zellen des Körpers. Es sorgt dafür, dass Zucker aus dem Blut in die Zellen aufgenommen wird und als Energieträger zur Verfügung steht. Gleichzeitig hemmt Insulin die Produktion und Freisetzung von Zucker in der Leber. Auf diese Weise reguliert das Hormon den Zuckergehalt des Blutes. Die Folge eines Insulin-Mangels ist ein zu hoher Blutzuckerspiegel. Dieser führt zu Veränderungen vor allem an kleinen Blutgefäßen und schädigt auf diese Weise zahlreiche Organe wie Augen, Haut, Nieren und Nerven. Zusätzlich zu den Blutzucker-regulierenden Eigenschaften ist Insulin an vielen wichtigen Stoffwechselvorgängen in den Körperzellen beteiligt. Diese betreffen unter anderem die Eiweiß-Synthese, die Lebensfähigkeit von Zellen, die Neubildung von Gefäßen und die Fettverwertung.

Zwei Formen der Zuckerkrankheit

Es gibt zwei Formen der Zuckerkrankheit. Der Typ-1-Diabetes tritt bei jüngeren Menschen auf und beruht auf einer Fehlsteuerung des Immunsystems, wodurch die Insulin-erzeugenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse allmählich zerstört werden. Beim Typ-2-Diabetes, der vor allem ältere Menschen betrifft, wird zwar Insulin produziert, aber die Körperzellen reagieren kaum noch oder gar nicht mehr darauf, sodass die günstigen Wirkungen des Hormons ausfallen (Insulin-Resistenz). Das Risiko für Typ-2-Diabetes wird in erheblichem Maß durch Faktoren des Lebensstils beeinflusst, vor allem durch übermäßige Zuckeraufnahme, Übergewicht und körperliche Inaktivität.

Diabetes und Demenz

Diabetes Typ 2 ist ein Risikofaktor für kognitive Beeinträchtigungen im Alter, die den Grad einer Demenz erreichen können. Die Zuckerkrankheit begünstigt nicht nur die Veränderungen im Gehirn, die für die Alzheimer-Krankheit kennzeichnend sind, sondern auch die Entstehung anderer Ursachen für eine Demenz, beispielsweise Schädigungen der kleinen Blutgefäße. Zusätzliche Risikofaktoren wie Bluthochdruck und Fettstoffwechselstörungen tragen zum Auftreten von kognitiven Beeinträchtigungen bei Menschen mit Typ-2-Diabetes bei. Zu den Ursachen von kognitiven Leistungsminderungen bei Menschen mit Typ-2-Diabetes gehört die Insulin-Resistenz, die zu einer Störung von Insulin-vermittelten Signalwegen im Gehirn führt (siehe unten).

Insulin und Gehirn

Insulin hat eine große Bedeutung für die Hirnfunktion. Über komplexe Signalwege fördert das Hormon die Aussprossung von Nervenzellfortsätzen, begünstigt die Ausschüttung von Nervenüberträgerstoffen (Neurotransmittern) und Nervenwachstumsfaktoren, erleichtert die Entstehung von neuen Nervenzellverbindungen (synaptische Plastizität) und unterstützt dadurch Lernvorgänge, erhöht die Überlebensfähigkeit der Zellen, verbessert die Energiebereitstellung und vermindert die Belastung von Nervenzellen durch schädliche Stoffwechselprodukte (oxidativer Stress).

Insulin-Resistenz bei der Alzheimer-Krankheit

Bei fortgeschrittener Alzheimer-Krankheit sind die Zahl der Insulin-Rezeptoren (der Andockstellen für das Hormon an Nervenzellen) sowie Insulin-ähnliche Wachstumsfaktoren und die Rezeptoren dafür im Gehirn stark verringert. Durch diese Insulin-Unempfindlichkeit (Insulin-Resistenz) werden die erwähnten Insulin-Signalwege und damit die wichtigen Funktionen des Hormons im Gehirn gestört, selbst wenn kein Typ-2-Diabetes vorliegt. Der Mangel an Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktoren und deren Rezeptoren dafür kommt beim Typ-2-Diabetes ohne Alzheimer-Krankheit nicht vor. Deswegen wird die Alzheimer-Krankheit manchmal als „Typ-3-Diabetes“ bezeichnet. Die Insulin-Resistenz lässt sich bereits in frühen Stadien nachweisen, ihre Ausprägung nimmt im Krankheitsverlauf zu. Für die Beteiligung von Insulin an der Entstehung der Alzheimer-Krankheit spricht auch, dass der Mangel an Insulin und Insulin-ähnlichen Zellwachstumsfaktoren mit den charakteristischen neuropathologischen und biochemischen Merkmalen im Zusammenhang steht.

Lässt sich die Alzheimer-Krankheit mit Insulin oder anderen Antidiabetika behandeln?

Wenn Insulinmangel, Insulin-Rezeptor-Mangel und Insulin-Wachstumsfaktoren-Mangel in der Entstehung der Alzheimer-Krankheit eine Rolle spielen, liegt die Vermutung nahe, dass Substanzen, die zur Behandlung des Typ-2-Diabetes eingesetzt werden, auch bei der Alzheimer-Krankheit wirksam sein könnten. Dafür kommen das Hormon selbst oder Substanzen in Betracht, die die Empfindlichkeit der Insulin-Rezeptoren erhöhen („Insulin-Sensitizer“). Beide therapeutischen Strategien wurden in einer Reihe von klinischen Studien erprobt.

Intra-nasales Insulin: Durch ein Nasenspray kann das Hormon entlang der Kapillaren (kleinste Blutgefäße) der Riechschleimhaut die Blut-Hirnschranke überwinden und ins Gehirn gelangen. Dadurch wird der periphere Kreislauf umgangen und der unerwünschte Effekt einer Unterzuckerung tritt nicht auf. Bei Patienten mit gedächtnisbetonter leichter kognitiver Beeinträchtigung (häufig eine Vorstufe der Alzheimer-Demenz) scheint Insulin die kognitiven Fähigkeiten zu stabilisieren, das Gedächtnis zu verbessern und sich sogar positiv auf Alltagstätigkeiten auszuwirken. Unklar ist bisher, warum Patienten mit dem wichtigsten genetischen Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit (Apolipoprotein E) weniger auf die Insulin-Behandlung ansprechen. Klinische Studien mit intra-nasalem Insulin sind derzeit noch im Gang, zum Beispiel die „Study of Nasal Insulin to Fight Forgetfulness“ (SNIFF).

Insulin-Sensitizer: In Untersuchungen mit Pioglitanzon und Rosiglitazon bei Patienten mit leicht- bis mittelgradiger Alzheimer-Demenz konnte die Wirksamkeit der beiden Substanzen nicht nachgewiesen werden. Zu Metformin liegen widersprüchliche Befunde vor, ob die Substanz bei älteren Menschen die kognitiven Fähigkeiten positiv oder negativ beeinflusst.

Fazit

Diabetes und Demenz hängen auf komplexe Weise miteinander zusammen. Die Zuckerkrankheit (Typ-2-Diabetes) ist ein Risikofaktor für kognitive Störungen im Alter, nicht nur für die durch die Alzheimer-Krankheit hervorgerufene Demenz. Die Entstehung der Zuckerkrankheit ihrerseits wird durch Lebensstilfaktoren wie übermäßigen Genuss von zuckerhaltigen Lebensmitteln und Getränken, Übergewicht und Bewegungsmangel begünstigt. Durch eine vernünftige Ernährung, Gewichtsabnahme und körperliche Aktivität kann man also zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Die Umstellung der Lebensweise wirkt sowohl dem Altersdiabetes als auch der Altersdemenz entgegen. Umgekehrt treten bei der häufigsten Ursache einer Demenz zentrale Merkmale der Zuckerkrankheit auf, vor allem eine Resistenz gegenüber Insulin. Die Behandlung mit Insulin oder Insulin-verstärkenden Substanzen könnten also in der Therapie der Alzheimer-Krankheit eine Rolle spielen. Klinische Studien dazu sind im Gang.

Prof. Dr. Alexander Kurz
PD Dr. med. Timo Grimmer
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Klinikum rechts der Isar
Technische Univeristät München