Endlich Schluss mit Typ-2-Diabetes!

Die Rolle des Insulins

Die Antwort gibt ein großartiges Hormon, das Insulin. Es ist tatsächlich der Hauptregler unseres inneren „Überlandleitungsnetzes“ und regelt die Energieversorgung. Insulin wird in den Betazellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) gebildet. Tief in der Bauchhöhle verborgen liegt dieses Organ und geht still und leise seiner Arbeit nach, die sicherstellt, dass in jeder Minute die richtige Menge ins Blut freigesetzt wird. Das Leitungssystem für die Bauchspeicheldrüse ist sehr ausgetüftelt und unterscheidet sich von anderen Gefäßen. Blut, das durch Gewebe fließt, wird gewöhnlich in den Venen gesammelt, die es letztendlich zum Herzen zurückbringen, von wo es wieder in den allgemeinen Kreislauf gelangt. Doch das Blut aus der Bauchspeicheldrüse wird in einer speziellen Vene gesammelt, die es direkt bei der Leber abliefert.

Das Insulin wird also nicht in den gesamten Körper freigesetzt, sondern direkt zur Leber transportiert, sodass eine Wirkungsverzögerung ausgeschlossen ist. Die Tatsache, dass sich das System in dieser Weise entwickelt hat, gibt einen Hinweis auf die wichtigste Funktion des Insulins: Es stoppt sofort den Eifer der Leber, noch mehr Glukose zu bilden. Wäre diese sich selbst überlassen, würde sie am laufenden Band immer weiter Glukose produzieren.

Wodurch dieses Vorgehen unter Kontrolle gehalten wird, zeigt das folgende Diagramm. Steigt die Glukosemenge im Blut, wird mehr Insulin gebildet. Fällt sie ab, geht die Insulinbildung zurück. Da Insulin immer nur für wenige Minuten im Blut verbleibt, kann es den Blutzuckerspiegel durch eine Steigerung oder Verringerung der Produktion entsprechend dem Bedarf sehr engmaschig regulieren – mit sofortigem und direktem Einfluss auf die Leber.

Was die Leber wahrnimmt

Ihre Leber reagiert auf jede Erhöhung des Insulinspiegels durch die Senkung der Glukosemenge, die ins Blut freigesetzt wird. Doch die Insulinsensitivität der Leber variiert von Mensch zu Mensch. Betrachtet man 100 Menschen, so ist sie bei den meisten normal, manche reagieren sehr stark und manche überhaupt nicht auf Insulin. Ist die Insulinsensitivität mangelhaft, würden wir die Leber als „insulinresistent“ bezeichnen. Dieser Begriff taucht bei vielen Beschreibungen von Typ-2-Diabetes immer wieder auf – allzu oft als geheimnisvoller Vorbote des Unheils. Die Wahrheit ist jedoch viel interessanter.

Das folgende Diagramm lässt erahnen, was geschieht, wenn eine Leber insulinresistent ist. Wirkt das Insulin überhaupt nicht, bildet die Leber mehr Glukose als gebraucht wird. Infolgedessen steigt die Glukosemenge weiter an, sodass mehr Insulin gebildet werden muss. Irgendwann kommt die Botschaft bei der Leber dann doch an, und der Blutzucker sinkt wieder auf den Normalwert ab.

Abbildung 3.2: Die normale Steuerung der von der Leber gebildeten Glukose: Insulin schränkt die Bildung von Glukose ein, um den Blutzuckerspiegel stabil und normal zu halten.

Eine Insulinresistenz ist nicht grundsätzlich schlecht. Bei einem gesunden Menschen arbeitet die Bauchspeicheldrüse dann einfach schwerer, damit der Körper das Hauptziel – den Blutzuckerspiegel zu normalisieren – erreicht. Es ist ein großartiges System. Bereits 1854 lenkte der berühmte französische Physiologe Claude Bernard die Aufmerksamkeit darauf, wie entscheidend wichtig es sei, dass das milieu intérieur, das innere Milieu, für alle Substanzen im Blut konstant gehalten werde. Ein Ingenieur mag hier von einem Feedbacksystem sprechen – wie ein Thermostat zu Hause, der die Heizung anschaltet, wenn die Raumtemperatur sinkt, und sie abschaltet, wenn die Temperatur steigt.

Eine mögliche Insulinresistenz lässt sich aufdecken, indem der Insulinspiegel im Blut gleich als Erstes am Morgen gemessen wird. Menschen, die stärker insulinresistent sind, haben einen höheren Insulinspiegel, damit der Blutzucker unter Kontrolle gehalten werden kann.

Die folgende Grafik zeigt die erhebliche Bandbreite von Insulinwerten im Blut, wie sie bei einer großen Gruppe von gesunden Menschen vorkommt.

Alle Körperorgane arbeiten meist unterhalb ihrer maximalen Kapazität. Ihre Herzfrequenz liegt in Ruhe vielleicht bei etwa 70 Schlägen pro Minute, obwohl Ihr Puls bei mehr als 100 Schlägen pro Minute liegen kann, wenn Sie ihn beim Treppensteigen fühlen. Ja, Ihre maximale Herzfrequenz könnte, je nach Alter und Fitness, sogar 180 betragen. Sie haben mit ziemlicher Sicherheit auch zwei Nieren, doch deren Arbeit könnte von nur einer halben Niere erledigt werden. Bei der Bauchspeicheldrüse ist es genauso: Normalerweise gibt es eine riesige Reservekapazität in Bezug auf die Insulinmenge, die gebildet werden kann. Wir wissen, dass drei Viertel der Bauchspeicheldrüse entfernt werden können, ohne dass dadurch die Steuerung des Blutzuckerspiegels bei den meisten Menschen in Mitleidenschaft gezogen wird. Es ist also normalerweise kein großes Problem, die Arbeit einer insulinresistenten Leber zu kompensieren. Die Bauchspeicheldrüse muss einfach ein bisschen nachlegen, damit der Blutzuckerspiegel in einem vernünftigen Bereich bleibt – vorausgesetzt, die Insulin bildenden Zellen können auch das kompensieren. Die Menschen, deren höhere Insulinwerte in der Grafik dargestellt werden, sind allesamt gesund und noch ist alles im Gleichgewicht.

Abbildung 3.3: Im Blut von 100 gesunden Nichtdiabetikern zeigt sich eine große Bandbreite des Insulinspiegels.

Doch jede Bauchspeicheldrüse hat ihre Grenzen, und wenn bei einem insulinresistenten Menschen zu viel Fett in dieses Organ eingelagert wird, dann kommt es zu Problemen, wie wir später noch sehen werden.

Schnell, mehr Energie!

Wenn Ihr Körper im Ruhezustand lediglich am Laufen gehalten wird, kann Fett die Energie für die Muskeln liefern. Wenn Sie aber noch schnell Ihren Bus erwischen müssen, kann die Energie für diese plötzliche Muskelaktion nur aus Glukose stammen. Stellen Sie sich zum Beispiel Ihre Vorfahren bei der Speerjagd nach einem Abendessen vor. Nach ein paar Tagen ohne Nahrung wäre ihr Blutzuckerspiegel noch immer normal. Müssten sie aber plötzlich fliehen – weil vielleicht jemand „Löwe!“ ruft – dann käme es zu einer sofortigen Anflutung von Adrenalin. Adrenalin ist das Hormon, das die Kampf-oder-Flucht-Reaktion im Körper auslöst. Es wirkt sehr schnell, und eine seiner Wirkungen besteht darin, dass die Insulinbildung heruntergefahren wird. Die Leber schüttet mehr Glukose aus, um mehr Energie für die Flucht aus der Gefahrenzone – oder für die Jagd nach dem Abendessen – zur Verfügung zu stellen.

Der Grund, warum Sie leben können, ohne sich Gedanken über ausreichende Energiemengen zur Sicherstellung Ihres Lebens zu machen, ist also einfach: Ihre Leber „weiß“, wie viel Glukose sie bilden muss, weil Insulin das Kommando hat.

Eine Attacke mit Messer und Gabel überleben

Eine Mahlzeit zu sich zu nehmen, bedeutet für den Körper erheblichen Stress. Im Vereinigten Königreich würde ein typisches Abendessen von, sagen wir, 800 Kalorien wahrscheinlich etwa die Hälfte der Energie in Form von Kohlenhydraten enthalten. 400 Kalorien entsprechen 100 g Kohlenhydraten. Egal wie braun der Reis oder wie rustikal der Brotlaib ist, für Ihren Körper ist Nahrung eine sehr prosaische Angelegenheit – die verdaulichen Kohlenhydrate werden einfach in Glukose umgewandelt. (Falls Sie die Nährwertinformationen auf den Packungen lesen, dort werden Kohlenhydrate getrennt von „Zucker“ aufgelistet, doch im Zuge der Verdauung wird alles in Zucker umgewandelt.) Bei manchen Formen von Kohlenhydraten, die nicht so schnell resorbiert werden, geschieht das sicher langsamer. Aber Ihr 800-Kalorien-Abendessen, das zur Hälfte aus Kohlenhydraten besteht, führt zu 100 g Glukose, die im Zuge der Verdauung in Ihren Körper gelangen. Das hätte katastrophale Folgen, wenn nicht schnell gehandelt würde. Gäbe es nämlich keine Insulinreaktion, würde der Blutzuckerspiegel tatsächlich um das Siebenfache steigen und gefährlich hohe Werte erreichen. Dann würden Sie sich tatsächlich sehr krank fühlen.

Zum Glück handeln die Betazellen der Bauchspeicheldrüse schnell. Sobald Sie anfangen zu essen, beginnt der Blutzuckerspiegel zu steigen. In diesem Moment kommt es auch zu einem enormen Anstieg der Insulinbildung und der Insulinspiegel im Blut wird um das Zehn- bis Fünfzehnfache erhöht. Das ist nicht nur unglaublich, sondern auch die größte Veränderung einer Substanz im Blut, die in einem normalen Erwachsenenleben vorkommen kann. Wenn Sie sich das als Geschwindigkeit vorstellen, so ist es, als würden Sie Ihr Auto in Nullkommanichts von 10 auf 100 km/h beschleunigen.

Was also geschieht mit all dem zusätzlichen Insulin? Das meiste davon wandert direkt in die Leber. Und innerhalb von 30 Minuten kommt die Glukosebildung in der Leber fast vollkommen zum Erliegen. Sie ist nicht einfach nur langsamer geworden, sondern fast völlig gestoppt. Der kontinuierliche Bedarf Ihres Gehirns wird in den kommenden Stunden durch Glukose aus der Nahrung gedeckt.

Das bedeutet, dass bei einem gesunden Menschen der Blutzuckerspiegel nach einer Mahlzeit nur geringfügig ansteigt und innerhalb von 90 Minuten wieder nahezu auf den Normalwert absinkt. Das kommt einem Wunder gleich. Im Hintergrund wird die Glukose fortlaufend als Muskelglykogen und Leberglykogen gespeichert.

Abbildung 3.4: Die normale Insulinreaktion auf Essen. Direkt nach der Mahlzeit steigt der Insulinspiegel alarmierend schnell, bevor er wieder abfällt.

Was haben Sie mit Ihren Cornflakes gemacht?

Vor 25 Jahren habe ich in Amerika geforscht und herausgefunden, wo Sie Ihre Nahrungskohlenhydrate speichern. Ich arbeitete ein Jahr lang zusammen mit meinem Freund Jerry Shulman an der Yale University, nachdem sein Team entdeckt hatte, wie man den Glykogenspiegel im Körper mithilfe spezieller Techniken in einem MRT-Scanner bestimmt. Das hat das Verständnis davon, was nach einer Mahlzeit im Körper geschieht, völlig verändert, denn zum ersten Mal konnten diese Geheimnisse ohne invasive Techniken untersucht werden. Die meisten Kohlenstoffe sind nicht magnetisch, doch genau 1,1 Prozent aller in der Natur vorkommenden Kohlenstoffe haben eine etwas andere Form, die man als Kohlenstoff-13 kennt. Und dieser, das wussten wir jetzt, konnte mit einem sehr leistungsstarken MRT-Scanner bestimmt werden. Veränderungen des Kohlenstoff-13-Wertes spiegeln Veränderungen in allen Kohlenstoffen exakt wider.

In einem ersten Schritt bestimmten wir den Glykogenspiegel bei einer Gruppe von gesunden Menschen. Es gibt nur zwei Speicher für Kohlenhydrate – die Leber und die Muskeln – und wir stellten fest, dass bei diesen Menschen etwa ein Drittel der Kohlenhydrate aus einer Mahlzeit in den Muskeln und etwa ein Fünftel in der Leber gespeichert waren. Es dauerte vier bis fünf Stunden nach einer Mahlzeit, bis alle Kohlenhydrate „untergebracht“ waren (vgl. Abbildung 3.4).

Dieser Speicherungsprozess ist sehr abhängig von Insulin und, wie wir gesehen haben, nach einer Mahlzeit ist normalerweise viel davon vorhanden. Doch genauso wie die Insulinsensitivität der Leber variieren kann, gilt das auch für die Insulinsensitivität der Muskeln. Und bei unseren weiteren Forschungen im Vereinigten Königreich fanden wir heraus, dass Typ-2-Diabetiker mit insulinresistenten Muskeln nicht annähernd so viel Glykogen speicherten. Die folgende Abbildung 3.5 zeigt, welch große Unterschiede wir feststellten.

Wenn Sie also nicht viel Glukose in den Muskeln speichern, was passiert dann damit? Nun, wie wir in Kapitel 2 gesehen haben, wird ein kleiner Teil davon als Glykogen in der Leber gespeichert. Eine weitere kleine Menge wird nach einer Mahlzeit sicherlich für die Energiegewinnung verbrannt. Aber dann gibt es nur noch eine einzige Option für den Körper, um mit dem Glukosezustrom fertigzuwerden: Die Glukose muss in Fett umgewandelt werden. Das ist eine saubere Lösung, denn die Speicherkapazität von Fett ist viel größer.

Abbildung 3.5: Dargestellt ist die im Laufe eines normalen Tages als Glykogen in den Muskeln gespeicherte Glukosemenge. Die hellgrauen Säulen zeigen die Spiegel vor dem Frühstück (Nüchternblutzucker). Die mittelgrauen Säulen zeigen, wie der Spiegel nach dem Frühstück steigt, bei Typ-2-Diabetikern jedoch nur geringfügig im Vergleich zu den Werten der Nichtdiabetiker rechts in der Abbildung. Die dunkelgrauen Säulen zeigen, wie wenig sich der Spiegel des Muskelglykogens bei Typ-2-Diabetikern nach dem Mittagessen im Vergleich zum morgendlichen Nüchternblutzucker verändert hat. Bei Nichtdiabetikern kam es zu einem großen Anstieg.

Das vorübergehende „Parken“ zusätzlicher Kohlenhydrate in Form von Fett macht uns nicht allzu viel aus, vorausgesetzt, es wird innerhalb von ein bis zwei Tagen zur Energiegewinnung verbrannt. Kurz rein in den Speicher – und schnell wieder raus, das ist kein Problem. Der Körper bleibt von Tag zu Tag und von Woche zu Woche im Gleichgewicht.

Doch wenn Sie, anstelle der gelegentlichen kohlenhydratreichen Mahlzeit, täglich ein bis zwei Bissen mehr essen als Sie eigentlich brauchen, dann baut sich das Fett langsam im Körper und schließlich auch in der Leber auf. Wie schnell das passiert, hängt vom Grad der Insulinresistenz Ihrer Muskeln ab, und daher ist eine „Insulinresistenz“ langfristig keine gute Sache. Je insulinresistenter Sie sind, desto wahrscheinlicher wandeln Sie jedes überschüssige Kohlenhydrat in Fett um. Welche Auswirkungen das hat, wird in Kapitel 4 erklärt.

Abbildung 3.6: Der Weg von Kohlenhydraten aus der Nahrung, sobald man sie geschluckt hat.

Doch was ist mit den Fetten in unserer Nahrung?

Bisher haben wir hauptsächlich über die Kohlenhydrate in unserer Nahrung gesprochen und darüber, wie sie den Blutzuckerspiegel beeinflussen; nun sollten wir uns auch anschauen, was mit dem Fett geschieht, das wir zu uns nehmen. Wie Sie sehen werden, geht die Verarbeitung von Fett und Glukose tatsächlich Hand in Hand.

Kehren wir noch einmal kurz zu dem Augenblick zurück, als Sie heute Morgen wach wurden, und Ihr Körper hauptsächlich auf Fett als Energiequelle angewiesen war. Das Fett wurde aus den Fettspeichern zu den Geweben transportiert, in denen es benötigt wurde, nur das Gehirn verbrannte Glukose. Dieses erfreuliche Gleichgewicht würde bis zur ersten Mahlzeit des Tages anhalten. Im Idealfall hätten Sie bis dahin das gesamte Fett aufgebraucht, das Sie vorübergehend aus den Mahlzeiten des gestrigen Tages speichern konnten.

Sobald Sie morgens etwas essen, wird die Freisetzung von Fett aus den Fettspeichern durch den Insulinanstieg in kürzester Zeit gestoppt. Wenn Sie morgens nicht frühstücken oder gar den ganzen Tag über nichts essen, verbrennt Ihr Körper einfach weiterhin Fett (und ein bisschen Glukose). Nach der ersten Mahlzeit des Tages wird ein wenig Nahrungsfett zur Leber transportiert und ein kleiner Teil wandert direkt aus dem Darm in die Muskeln oder das Fettgewebe. Der Körper wird also insgesamt so vorbereitet, dass allen Geweben genügend Energie zur Verfügung steht, und die Speicher in den Fettgeweben werden aufgefüllt, damit sie die Versorgung zwischen den Mahlzeiten oder während der Nacht konstant gewährleisten können.

Und wie könnten Sie nun auf dieser einsamen Insel überleben? Wie genau würde Ihr Körper damit zurechtkommen, wenn er wochenlang keine Nahrung bekäme? Stellen wir uns einmal vor, dass lebenswichtiges Wasser vorhanden ist, aber eben nichts zu essen.

Verschiedene Körperteile haben verschiedene Bedürfnisse. Wir müssen hier zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers unterscheiden, denn unter normalen Umständen kann das Gehirn nur Glukose verbrennen, um seine Funktionen aufrechtzuerhalten, Muskeln und Gewebe hingegen funktionieren mit Fett oder Glukose.

Steht keine Nahrung zur Verfügung, werden zuerst die Glykogenspeicher in Leber und Muskeln aufgebraucht, um das Gehirn mit der benötigten Glukose zu versorgen. Und in dieser Zeit minimiert das ganze System den Glukoseverbrauch der anderen Muskeln und Gewebe – die sich allmählich auf die Verbrennung von Fett umstellen. Nach drei Tagen ist der „Vorratsschrank“ jedoch leer; die Glykogenvorräte sind aufgebraucht.

Wie überlebt nun das Gehirn ohne uneingeschränkt verfügbare Glukose? Keine Angst! Säugetiere, zu denen die Menschen biologisch gehören, haben auch dafür eine erstaunliche Notlösung entwickelt. Im vorhergehenden Kapitel haben wir gesehen, dass Fett aus Ketten von Kohlenstoffatomen besteht. Das bedeutet, es wird nicht die gesamte Kette vollständig zur Energiegewinnung verbrannt, sondern es können „intelligente“ Brennstoffe gebildet werden. Das sind die sogenannten Ketone, und das Großartige daran ist, dass sie so klein sind, dass sie leicht in Gewebe diffundieren (übertreten) können – und zwar auch in die Gehirnzellen, die sich an die Umstellung von Glukose auf Ketone als Energielieferanten anpassen. Mit anderen Worten, Ketone können die Blut-Hirn-Schranke passieren. Die Kohlenstoffbindungen der Ketone werden gelöst, damit die erforderliche Energie freigesetzt werden kann, und dem Gehirn geht es gut.

Tatsächlich kann es ihm damit sogar sehr gut gehen. Durch die Verbrennung von Ketonen scheinen Sie aufmerksamer zu bleiben und möglicherweise weniger Hunger zu haben. Sie sind nach Ihrer Mahlzeit in der Lage, sich wieder auf Ihre Aufgaben zu konzentrieren, ohne sich ablenken zu lassen – in grauer Vorzeit wäre das die Jagd gewesen. Man munkelt sogar, dass mittellose, in einer Dachkammer dahinvegetierende Künstler am besten arbeiten, wenn ihr Gehirn durch Ketone mit Energie versorgt wird. Manche Menschen stellen fest, dass sie am frühen Morgen am schärfsten denken können – epochale Entdeckungen werden also vor dem Frühstück gemacht. Ob das nun voll und ganz das Ergebnis eines Gehirns ist, dessen Brennstoff aus Ketonen besteht, ist noch nicht sicher. Sicher ist aber, dass Ketone das Geheimnis für das Überleben unserer Art sind – trotz Hungersnöten und sozialen Umwälzungen.

Wenn Sie beispielsweise heute Morgen lange ausgeschlafen hätten, würde Ihr Ketonspiegel steigen, und wenn Sie Ihren Urin testen ließen, könnten Sie eine geringe, den Umständen entsprechend normale Menge Ketone darin feststellen. Würden Sie Ihren Urin unmittelbar nach der Rettung von Ihrer einsamen Insel testen, wäre die Menge der Ketone mäßig erhöht und würde lediglich darauf hinweisen, dass Ihr kluger Körper sich zum Ziel gesetzt hat, zu überleben, auch wenn er nur wenig Nah