Metabolisches Syndrom

Das Metabolische Syndrom (Stoffwechselsyndrom, Syndrom X) ist gekennzeichnet durch eine gestörte Insulinsensitivität, Übergewicht, Bluthochdruck und ungesunde Triglycerid- und Cholesterinwerte mit einem erhöhten Risiko für diverse Erkrankungen und Gesamtsterblichkeit. Eine Gewichtsreduktion, sportliche Betätigung und je nach Fall, eine medikamentöse Behandlung, sind notwendig.

Zusammenfassung

Das Metabolische Syndrom steht für das gemeinsame Aufkommen von mehreren Faktoren: Starkes Übergewicht, welches zur Dysfunktion des Fettgewebes und einem entzündlichen Milieu führen kann, begünstigt die Entwicklung einer Insulinresistenz (Diabetes Typ 2), gefolgt von einer Dyslipidämie (schlechte Cholesterin- und Blutfettwerte) und erhöhtem Blutdruck. Stress und genetische Prädisposition können die Entwicklung des Metabolischen Syndroms begünstigen. Das Syndrom ist assoziiert mit einem deutlichen Risiko für Herzinfarkt, Schlaganfall, Diabetes Typ 2 und Krebs.

Eine deutliche Gewichtsabnahme von 5-10% oder mehr ist notwendig um den Bluthochdruck zu senken, die Lipidwerte zu verbessern und die Insulinsensitivität zu erhöhen. Gepaart mit einer Ernährungsumstellung und sportlicher Betätigung können daher gleichzeitig mehrere Aspekte des Metabolischen Syndroms gebessert werden. Falls diese nicht ausreichen, werden Medikamente wie Statine, Fibrate, Metformin und Blutdrucksenker verabreicht um das erhöhte Sterblichkeitsrisiko schnellstmöglich unter Kontrolle zu bringen.

Das Metabolische Syndrom (Stoffwechselsyndrom, metabolic syndrome, Syndrom X) ist definiert durch die Konstellation von miteinander verbundenen metabolischen, biochemischen, klinischen und physiologischen Faktoren, welche direkt das Risiko für Diabetes Typ 2, Krebs, kardiovaskuläre Erkrankungen  und Gesamtsterblichkeit erhöhen (1-3).

Definition

Über die Jahre wurde das Metabolische Syndrom durch verschiedene medizinische Gesellschaften (WHO, EGIR, ATPIII, AACE, IDF) definiert (4-8). Einerseits um das Syndrom genauer einzugrenzen, andererseits um den Ärzten eine klinische Diagnose zu erleichtern. Eine einheitliche Definition besteht nicht.

Die Schwerpunkte liegen im Durchschnitt bei folgenden Kriterien, welche teilweise erfüllt sein müssen um von einem Metabolischen Syndrom sprechen zu können:

  • Insulinresistenz: erhöhte Insulinwerte, verschlechterte Glucosetoleranz, erhöhter Nüchternblutzucker oder Diabetes Typ 2

  • Übergewicht: BMI ≥25 kg/m2, erhöhter Bauchumfang  (größer als 94 cm bei männlichen Europäern, bei anderen Volksgruppen ab 90 cm Bauchumfang, Frauen ab 80 cm)

  • Lipide: Triglyceride ≥150 mg/dL oder das gute HDL-Cholesterin ≤40 mg/dL bei Männer und ≤50 mg/dL bei Frauen, oder aber die betreffende Person ist auf Medikamente gegen Dyslipidämie gesetzt worden

  • Bluthochdruck: systolischer Blutdruck ≥130 mm Hg oder diastolischer Blutdruck ≥85 mm Hg, oder aber bereits vorhandener Einsatz von blutdrucksenkenden Medikamenten

Erkrankungsrisiken

Das Metabolische Syndrom ist mit einem 5-fach erhöhten Risiko für Diabetes Typ 2 und einem 2-fach höheren Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen assoziiert (9). Patienten mit dem Metabolischen Syndrom haben zudem ein 2-4-fach erhöhtes Schlaganfallrisiko und ein 3-4-faches Herzinfarktrisiko, als auch eine doppelt so hohe Gefahr an diesen Anfällen zu sterben (10).

Das Metabolische Syndrom steht in Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für Krebs:

  • Das Leberkarzinomrisiko ist um 49-81% erhöht bei Menschen die am Stoffwechselsyndrom leiden.

  • Das Metabolische Syndrom ist assoziiert mit einem 39% höheren Risiko für Gebärmutterkrebs, insbesondere bei erhöhtem Blutzucker und Übergewicht (11)

  • Ein moderat erhöhtes Risiko für Brustkrebs nach der Menopause, das zwar mit den einzelnen Faktoren wie Übergewicht und Dyslipidämie in Assoziation steht, jedoch nur vom gesamten Metabolischen Syndrom deutlich vermittelt wird (12).

  • Erhöhtes Risiko für die Entwicklung eines Kolorektalen Karzinoms um 33% bei Männern und 41% bei Frauen. Übergewicht und eine Störung des Zuckerstoffwechsels haben am Risiko die maßgeblichen Anteile (13).

  • Das Metabolische Syndrom steht nicht statistisch signifikant in Verbindung mit dem Risiko für Prostatakrebs. Die einzelnen Komponenten des Syndroms, Fettleibigkeit und Bluthochdruck dagegen sind deutlich mit einer höheren Erkrankungsgefahr assoziiert (14).

Ursachen des Metabolischen Syndroms

Das Metabolische Syndrom setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen, darunter Übergewicht, erhöhte Entzündungswerte, Insulinresistenz, Fettstoffwechselstörung, Bluthochdruck, Stress und genetische Vorbelastung.

Übergewicht und Dysfunktion des Fettgewebes

Das Fettgewebe ist zusammengesetzt aus Adipozyten (Fettzellen), Präadipozyten (Vorläuferfettzellen), Bindegewebe und diversen Immunzellen (insbesondere Makrophagen/Fresszellen).

Das Fettgewebe ist ein komplexes und hormonell aktives Organ, das viele Körperfunktionen beeinflusst, darunter den Stoffwechsel, Appetit, Blutdruck, Insulinsensitivität und Immunsystem. Bis heute wurden 600 verschiedene, bioaktive Substanzen entdeckt (Adipokine), die vom Fettgewebe sekretiert werden und deren Wirkungsweise noch größtenteils nicht bekannt ist.

Nicht alle fettleibigen Menschen leiden gleichzeitig am Metabolischen Syndrom, Diabetes 2 und Atherosklerose (15). Fettleibigkeit ist zwar eine gewichtige Ursache für diese Erkrankungen, muss jedoch gekoppelt sein mit einer sogenannten Dysfunktion des Fettgewebes, das mit mehreren krankhaften Veränderungen des Fettgewebes einhergeht (16).

Ein guter Anhaltspunkt ist die unterschiedliche Verteilung der Fettdepots bei kranken und gesunden Übergewichtigen. Gesundheitliche Folgen ergeben sich aus einer erhöhten Fettspeicherung in den viszeralen Körperfettdepots, welche sich im Bauchinnenraum befinden und einer gleichzeitigen Unfähigkeit des Unterhautfettgewebes als Fettspeicher zu dienen (17).

Eine vermehrte Fettspeicherung in den viszeralen Depots führt zu erhöhten Entzündungswerten und einer Einwanderung von Immunzellen, den Makrophagen, in das Viszeralfett. Eine chronische Entzündung im Fettgewebe entsteht, mit Folgen für die Gesundheit.

Es findet zudem eine Verschiebung im Profil der sekretierten Adipokine statt:

  • Vermehrt werden von den Fettzellen entzündungsfördernde Adipokine ausgeschüttet. Darunter das TNF-ß, welches in Verbindung mit Insulinresistenz, Diabetes 2, erhöhten Triglyceridwerten und einem niedrigen HDL-Cholesterin Wert in Verbindung steht und das Herzinfarktrisiko erhöht (18, 19). Die IL-6 (Interleukin 6) Ausschüttung steigt auch an und stimuliert die Produktion des CRP (C-reaktives Protein) in der Leber (20). Ein erhöhter CRP-Wert ist ein verlässlicher Vorbote für kardiovaskuläre Ereignisse (Herzinfarkt, Schlaganfall) (21).

  • Entzündungshemmende, Insulin-sensitisierende und kardioprotektive Adipokine, wie das Adiponektin, sind herunterreguliert im Fall des Metabolischen Syndroms und der damit einhergehenden Dysfunktion des Fettgewebes (22).

Die Fettleibigkeit und damit auch das Metabolische Syndrom sind daher häufig assoziiert mit einer chronischen, niedriggradigen Entzündung (23). Die Entzündung des viszeralen Fettgewebes könnte ein Grund für das erhöhte Leberkrebsrisiko sein, da dieses Körperfettgewebe entzündungsfördernde Botenstoffe und freigesetzte Fette in die Portalvene entlassen, welche zunächst in der Leber mündet.

Insulinresistenz

Die Insulinresistenz ist ein entscheidender Faktor des Metabolischen Syndroms.

Menschen mit einer verschlechterten Insulinsensitivität zeigen Defekte im Kohlenhydratstoffwechsel, der sich in einem gesteigerten Blutzucker im nüchternen Zustand, Hyperglykämie nach einer Mahlzeit und einer schwächeren Reaktion von Zellen auf die Insulinwirkung zeigt (24).

Um die Insulinwirkung zu verstärken, schüttet die Bauchspeicheldrüse mit der Zeit immer mehr Insulin aus, scheitert jedoch an der Insulinresistenz den Blutzucker zu normalisieren. Der PI3K Signalweg funktioniert bei Diabetes Typ 2 nicht mehr richtig. Das führt einerseits zur Dysfunktion von Endothelzellen an Blutgefäßen (verringerte NO Bildung und beeinträchtigte Gefäßweitung) und mindert andererseits die Translokation des GLUT4 Glucosetransporter, der Zucker in die Zellen befördert, zur Zelloberfläche (25). Organe wie Muskeln, Fettzellen und die Leber können somit nicht mehr einwandfrei Zucker aus dem Blut aufnehmen.

Die Insulinresistenz entwickelt sich teilweise durch das veränderte Sekretom von Fettzellen bei fettleibigen Menschen. Diese schütten vermehrt Adipokine aus, welche die Insulinsensitivität schädigen. Menschen mit einem höheren Anteil an Oberkörperfett (ohne ein notwendiges Übergewicht) sind anfälliger sowohl für Diabetes 2, als auch das Metabolische Syndrom (26).

Dyslipidämie

Die Dyslipidämie steht für einen gestörten Fettstoffwechsel und ist charakterisiert durch:

  • Hohe Triglyzeridwerte

  • Niedriges HDL-Cholesterin, das „gute“ Cholesterinprotein, welches Cholesterin vom Gewebe weg und damit auch von den Gefäßen weg zur Leber transportiert. HDL wirkt damit antiatherogen und beugt Ablagerungen vor, niedrige HDL Werte erhöhen das Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse.

  • Mehr LDL-Cholesterin. Das LDL Protein transportiert Cholesterin von der Leber in das Gewebe. Bei einem Ungleichgewicht zum HDL entstehen
    Cholesterinablagerungen an den Gefäßwänden.

  • Erhöhter Anteil an kleinen, dichten LDL Partikeln (small dense LDL). Diese kleinen LDL-Partikel lagern sich leichter an den Gefäßwänden ab, wodurch es zu einer Entzündung kommt.

Eine Insulinresistenz verursacht die Dyslipidämie auf verschiedenen Wegen. Da Insulin den Abbau von Fettsäuren hemmt, führt eine Insulinresistenz zu einer gesteigerten Freisetzung von freien Fettsäuren, selbst nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit. Die freien Fettsäuren werden dann in der Leber zu Triglyceriden umgewandelt, diese reichern sich im Blut an und steigern die Wahrscheinlichkeit für eine kardiovaskuläre Erkrankung (24).

Freie Fettsäuren stabilisieren zudem die Produktion des VLDL Proteins (Vorläufer des LDL), und die gestörte Insulinsensitivität mindert den Abbau des VLDL, was in einer erhöhten VLDL Blutkonzentration resultiert (27). VLDL kann zu gefährlichen kleinen, dichten LDL Partikeln umgewandelt werden und verursacht selbst auch Gefäßablagerungen (24, 28).

Bluthochdruck

Insulin reguliert das Sympathische Nervensystem (SNS). Eine geminderte Insulinsensitivität begleitet von gesteigerter Insulinausschüttung stimuliert übermäßig das Sympathische Nervensystem und erhöht dadurch den Blutdruck (29). Hohe Glucosewerte erhöhen zudem den Blutdruck über das Renin Angiotensin System (30, 31).

Das Viszeralfettgewebe produziert einen Faktor, der die Konzentration des Hormons Aldosteron anhebt und damit auch die Salz- und Wasserrettention, welche wiederum den Blutdruck erhöhen (32).

Die Kombination aus Fettleibigkeit und Insulinresistenz, wie sie typisch für das Metabolische Syndrom ist, ist daher ein erhebliches Risiko für Bluthochdruck.

Das Metabolische Syndrom bringt zudem eine Dysfunktion der Endothelzellen mit sich, welche die Innenseite der Blutgefäße auskleiden. Menschen mit dem Metabolischen Syndrom haben selbst mit normalen Glucosewerten eine verschlechterte Blut-Mikrozirkulation der Haut und eine beeinträchtigte Gefäßfunktionalität (33). Blutgefäße mit einer eingeschränkten Funktion gepaart mit einem erhöhten Blutdruck stellen eine deutliche Gefahr für die kardiovaskuläre Gesundheit dar.

Chronischer Stress

Chronischer, berufsbedingter Stress ist ein mitverursachender Faktor des Metabolischen Syndroms. Übermäßiger psychosozialer Stress bringt einen erhöhten Cortisolspiegel mit sich (34). Cortisol regt über mehrere Signalwege die Fettspeicherung und den Appetit an, vor allem durch die vermehrte Produktion des Hormons NPY (Neuropeptid Y), das einerseits Hunger auslöst und andererseits im Fettgewebe direkt die Fettaufnahme stimuliert (35). Bei übermäßigem Stress stimuliert NPY die Fettspeicherung, Bildung neuer Fettzellen aus Präadipozyten, Entzündungsreaktionen, die Einwanderung von Makrophagen in das Fettgewebe, woraus eine Insulinresistenz, Dyslipidämie und das Metabolische Syndrom resultieren (36).

Menschen, die an ihrem Arbeitsplatz ein Ungleichgewicht zwischen ihrer Leistung und Belohnung (effort reward imbalance, ERI) empfinden, leiden vermehrt am Metabolischen Syndrom (37).

Genetische und Epigenetische Vorbelastung

Genetische Unterschiede zwischen Menschen sind am häufigsten in sogenannten Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNP) zu finden. So kann der Unterschied in einem einzigen Nukleotid (Buchstabe des Gencodes) innerhalb eines Gens die Wirkung des entsprechenden Gens verstärken oder abschwächen, mit positiven oder negativen Auswirkungen für die Gesundheit.

Menschen mit einer bestimmten Variante des FTO-Gens neigen zu Fettleibigkeit und angeregtem Appetit (38). Das Protein für welches das FTO-Gen kodiert, kommt vermehrt im Hypothalamus vor, einer für die Appetitregulation zuständigen Gehirnregion (39). Das Gleiche gilt für Diabetes oder das Risiko für Dyslipidämie: Eine genetische Disposition kann das Risiko erhöhen (38, 40). Zudem gibt es ethnische Unterschiede, so dass es zwischen Volksgruppen verschiedene genetische Dispositionen für Stoffwechselerkrankungen gibt (41).

Epigenetik ist die Art und Weise wie unsere Gene reguliert werden. Erfährt eine Mutter während der Schwangerschaft zu viel Stress oder ernährt sich falsch, so beeinflusst das die Programmierung der Gene des Embryos mit Folgen für die Gesundheit und Körpergewicht des Kindes selbst im späteren Alter (42).

Genetische Faktoren können somit zur Entwicklung des Metabolischen Syndroms beitragen.

Behandlung des Metabolischen Syndroms

Das Metabolische Syndrom kann mit einer Änderung des Lifestyles (Gewichtsreduktion und Sport) bedeutend gemindert werden. Bei akuten Fällen werden Medikamente eingesetzt um das Gesamtrisiko schnellstmöglich zu senken.

Gewichtsreduktion, Sport und Ernährung

Übergewichtige oder fettleibige Patienten mit dem Metabolischen Syndrom mindern mehrere Risiken gleichzeitig, wenn sie eine deutliche Gewichtsabnahme von mindestens 5-10%, jedoch besser von 20%, erzielen (43, 44). Langfristig sollte der BMI unter 25 kg/m2 gesenkt werden (24).

In der Regel wird eine kalorienreduzierte Diät verschrieben, Appetitzügler oder gewichtsreduzierende Medikamente (Orlistat) kommen bei schwereren Fällen zur Anwendung, und ein Roux-en-Y-Magenbypass wird bei sehr fettleibigen Patienten eingesetzt und führt nach einem Jahr zu einer deutlichen Besserung des Metabolischen Syndroms (45, 46) .

Jedes abgenommene -1 kg Körpergewicht bringt eine Blutdrucksenkung um 0,45 mmHg systolisch und -0,32 mmHg diastolisch mit sich. Bereits eine Abnahme des Körpergewichts um 5% senkt das relative Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse um fast 20%.

Eine deutliche Gewichtsreduktion nach dem Einsatz eines Roux-en-Y-Magenbypass führt zu einer ausgeprägten Besserung der Insulinresistenz (niedrigere Insulin- und Glucosewerte) und Dyslipidämie (gesenkte Triglyzeride und LDL Cholesterin, erhöhte HDL Werte) bei fettleibigen Menschen (47).

Sportliche Betätigung, sowohl Ausdauer- als auch Gewichtstraining, tragen zu einer verbesserten Insulinsensitivität und gesünderen Blutfettwerten bei (48). In Kombination mit einer Gewichtsreduktion können bereits gute Ergebnisse erzielt werden.

Langfristig sollten gesunde Ernährungsformen wie die Mittelmeer Diät oder Paleo Diät gewählt werden. Diese sind reich an Ballaststoffen, gesunden Fetten, sättigendem Eiweiß, natürlichen Kohlenhydratquellen mit einer niedrigen Glykämischen Last und geringem Glykämischen Index. Diese Ernährungsformen zügeln den Appetit und wirken einer erneuten Gewichtszunahme entgegen (49). Langzeit Studien mit der Mittelmeer Diät zeigen ein vermindertes Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen und Krebs (50). Die einfach ungesättigten Fettsäuren aus dem Olivenöl und Omega-3 Fette aus Fischprodukten, welche reichhaltig in beiden genannten Ernährungsformen vorkommen, verbessern eine vorhandene Dyslipidämie (51, 52). Niedrigglykämische Kohlenhydrate in Verbindung mit Ballaststoffen (Flohsamenschalen, Glucomannan),  verbessern sowohl die Insulinresistenz, als auch die Blutfettwerte (53, 54).

Medikamentöse Behandlung

Bei bereits ausgeprägten Symptomen des Metabolischen Syndroms können Medikamente eingesetzt werden, um eine schnellere Risikominimierung für Erkrankungen und weitere Komplikationen zu erreichen.

Unterstützend zur Gewichtsreduktion kann der Fettbinder Orlistat verschrieben werden, der Appetitzügler Sibutramin wurde dagegen wegen erhöhtem Herzinfarktrisiko vom Markt genommen (55).

Metformin ist ein Medikament, das bei Typ2 Diabetes verschrieben wird. Einerseits wirkt es gegen die Insulinresistenz und andererseits kann Metformin beim Abnehmen helfen (56). Acarbose, ein medikamentöser Kohlenhydratblocker. Acarbose verlangsamt den Kohlenhydratabbau durch die Hemmung des α-Glucosidase Enzyms und mindert den Blutzuckeranstieg nach einer Mahlzeit. Acarbose wirkt der Entwicklung von Diabetes Typ 2 entgegen und senkt das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen und Bluthochdruck (57, 58).

Die mit dem Metabolischen Syndrom einhergehende Dyslipidämie wird mit Statinen, Niacin und Fibraten behandelt. Statine senken deutlich das LDL-Cholesterin, VLDL-Cholesterin und Triglyzeride in einem Bereich von bis zu -40% (58). Fibrate senken vor allem Triglyceride um 30% und geringfügiger das LDL-Cholesterin (59). Niacin hebt effizient das gute HDL-Cholesterin um ungefähr 20% an (60).

Bluthochdruck in Zusammenhang mit dem Metabolischen Syndrom wird in erster Linie mit ACE-Hemmern (ACE=angiotensinkonvertierendes Enzym) oder Angiotensinrezeptorblockern (ARB) behandelt (61).

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