Ursachen und Pathogenese des metabolischen Syndroms

Ursachen des Metabolischen Syndroms

Die Hauptursache des Metabolischen Syndroms ist eine angeborene oder erworbene Insulinresistenz, d. h. die Unempfindlichkeit peripherer Gewebe (Leber, Muskeln, Fettgewebe usw.) gegenüber Insulin. Eine genetische Veranlagung zur Insulinresistenz ist mit Mutationen in zahlreichen Genen verbunden. Gleichzeitig wird die Hypothese aufgestellt, dass Insulinresistenz nicht die Ursache des Metabolischen Syndroms, sondern eine weitere Komponente davon ist. Diese Schlussfolgerung basiert auf einer Studie zur Prävalenz von Komponenten des Metabolischen Syndroms bei unterschiedlichen ethnischen Gruppen (Schwarze, Weiße in den USA und Mexikaner). Die Analyse der erhaltenen Daten ließ vermuten, dass ein weiterer genetischer Faktor bei der Ätiologie des Metabolischen Syndroms eine Rolle spielt. Dieser hypothetische Faktor wurde Faktor Z genannt. Er interagiert mit insulinsensitiven Geweben, dem Endothel, dem Regulationssystem des arteriellen Blutdrucks sowie dem Lipid- und Lipoproteinstoffwechsel und verursacht dementsprechend die Entwicklung von Insulinresistenz, Arteriosklerose, arterieller Hypertonie und Dyslipidämie. Hyperinsulinämie beim metabolischen Syndrom wird als kompensatorischer Zustand des Körpers vor dem Hintergrund einer Insulinresistenz angesehen.

Zu den externen Faktoren, die zur Entwicklung einer Insulinresistenz beitragen, gehören üppige Mahlzeiten, Bewegungsmangel, Übergewicht und soziokulturelle Lebensumstände. Bei Übergewicht ist der Gehalt an freien Fettsäuren im Blutplasma erhöht. Freie Fettsäuren hemmen die Wirkung von Insulin im Muskel- und Lebergewebe und unterdrücken die durch Glukose stimulierte Insulinsekretion.

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Pathogenese des metabolischen Syndroms

Der Hauptmechanismus der Entwicklung des metabolischen Syndroms ist die Entwicklung einer Überempfindlichkeit des Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Systems. Die Reaktion des Körpers auf chronischen Stress (Depression, Angst, Rauchen, Alkoholkonsum) manifestiert sich in einer akuten Aktivierung dieser Achse. Die Synthese von Cortisol, das den Stoffwechsel von Glukose und Lipiden beeinflusst, nimmt zu. Cortisol verringert die Insulinempfindlichkeit von Muskel- und Lebergewebe und trägt dadurch zur Bildung einer Insulinresistenz bei. Neben einer erhöhten Cortisol- und ACTH-Sekretion kommt es bei Frauen zu einer erhöhten Synthese von Testosteron und Androstendion, was zur Entwicklung eines Hyperandrogenismus führt. Dies wird auch durch eine Abnahme des Sexualhormon-bindenden Globulins bei ihnen begünstigt. Bei Männern sinkt der Testosteronspiegel aufgrund der hemmenden Wirkung von ACTH auf das Gonadotropin-Releasing-Hormon. Niedrige Testosteronspiegel bei Männern und hohe Werte bei Frauen tragen ebenfalls zur Entwicklung einer Insulinresistenz bei. Hohe Cortisol- und Insulinspiegel, niedrige Wachstumshormonspiegel und bei Männern Testosteronspiegel tragen zu einer übermäßigen Fettablagerung, vor allem im Bauchbereich, bei. Dies ist auf die hohe Rezeptordichte für Steroidhormone in den viszeralen Fettzellen zurückzuführen. Eine erhöhte Aktivität des Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Systems kann daher die Entwicklung von Insulinresistenz und viszeraler Adipositas erklären, die grundlegende Anzeichen des Metabolischen Syndroms sind.

Als Reaktion auf eine Insulinresistenz entwickelt sich kompensatorisch eine Hyperinsulinämie, die eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des metabolischen Syndroms spielt. Der banale und postprandiale (2 Stunden nach dem Essen oder der Einnahme von 75 g Glukose) Insulinspiegel beim metabolischen Syndrom ist signifikant erhöht, was wiederum den Schweregrad der Insulinresistenz verstärkt. Insulin als Hormon mit anaboler und entzündungshemmender Wirkung fördert die Proliferation und Migration glatter Muskelzellen der Gefäßwand sowie die Entwicklung von Fettleibigkeit. Diese Prozesse führen zur Entwicklung einer frühen Arteriosklerose.

Das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen beim Metabolischen Syndrom steigt um das Zwei- bis Fünffache, was hauptsächlich auf die Hyperinsulinämie zurückzuführen ist. Insulin erhöht die Cholesterinsynthese und die Anzahl der Rezeptoren für LDL-Cholesterin auf den Zellmembranen, wodurch die Cholesterinaufnahme durch die Zellen erhöht wird. Gleichzeitig wird der Prozess des Cholesterinabbaus aus den Zellen mithilfe von HDL gehemmt. Diese Veränderungen des zellulären Cholesterinstoffwechsels spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung atherosklerotischer Plaques.

Die Pathogenese der arteriellen Hypertonie sowie anderer Komponenten des metabolischen Syndroms beruht auf Hyperinsulinämie und Insulinresistenz. Hyperinsulinämie führt zu einer chronischen Erhöhung der Aktivität des sympathischen Nervensystems und einer Natriumretention in den Nierentubuli. Beide Faktoren führen zu einem Anstieg des arteriellen Blutdrucks. Eine bedeutende Rolle spielt auch die chronische Stimulation beta-adrenerger Rezeptoren, die eine Lipolyse, hauptsächlich im viszeralen Fettgewebe, verursacht und dadurch den Gehalt an freien Fettsäuren erhöht. Freie Fettsäuren wiederum verstärken Insulinresistenz und Hyperinsulinämie.

Beim metabolischen Syndrom durchläuft der Kohlenhydratstoffwechsel drei Phasen: von der Normoglykämie mit bestehender Insulinresistenz über die Phase der gestörten Glukosetoleranz bis hin zum manifesten Typ-2-Diabetes mellitus. Die Pathogenese des Typ-2-Diabetes mellitus weist neben der Insulinresistenz auch auf das Vorliegen eines Insulinsekretionsdefekts hin. Es gibt Hinweise darauf, dass ein hoher Lipidgehalt in den Betazellen eine gestörte Insulinsekretion verursacht. Trotz der Tatsache, dass die täglich ausgeschüttete Insulinmenge erhöht werden kann, geht die frühe Phase der Insulinsekretion verloren und die postprandiale Glykämie steigt an. Die Insulinresistenz der Hepatozyten äußert sich in einer erhöhten nächtlichen Glukoseproduktion der Leber, die eine morgendliche Hyperglykämie auf nüchternen Magen verursacht.

Das Metabolische Syndrom ist durch die Entwicklung einer Dyslipidämie gekennzeichnet – einem Anstieg des Triglyceridspiegels im Blutserum und einem Abfall des HDL-Spiegels. Am häufigsten wird ein Anstieg des atherogenen LDL festgestellt. Die Dyslipidämie beruht auf Prozessen der Insulinresistenz/Hyperinsulinämie.

Hyperurikämie gilt als eine der Komponenten des metabolischen Syndroms, da sie häufig mit anderen Komponenten des Insulinresistenzsyndroms kombiniert wird. Der Hauptgrund für den Anstieg des Harnsäurespiegels im Blutplasma ist chronische Hyperinsulinämie – eine der wichtigsten pathophysiologischen Störungen innerhalb des metabolischen Syndroms.

Störungen des Hämostasesystems beim metabolischen Syndrom sind identisch mit denen bei Diabetes mellitus, verschwinden jedoch nach Normalisierung des Kohlenhydratstoffwechsels nicht. Neben Diabetes mellitus spielen Hyperinsulinämie, Dyslipidämie, erhöhte Konzentrationen freier Fettsäuren, Vitamin-E-Mangel usw. eine Rolle bei der Entwicklung eines hyperkoagulierbaren Zustands.