Die Bedeutung von Mineralstoffen und Spurenelementen beim Diabetes mellitus


Sind Magnesium, Zink oder Calcium zur unterstützenden Behandlung des Diabetes mellitus Typ 2 wirksam?
Die Bedeutung von Spurenelementen und Mineralstoffen beim Diabetes mellitus wurde lange Zeit unterschätzt. Jüngere Untersuchungsergebnisse deuten darauf hin, dass mehrere Spurenelemente und Mineralstoffe ganz wesentlich Einfluss haben auf die Entwicklung hin zu einem manifesten Diabetes. Auch die Blutzuckerkontrolle beim Diabetes mellitus Typ 2 scheint durch ausgewählte Mikronährstoffe positiv beeinflussbar zu sein. 


In verschiedenen Untersuchungen wurden eine Vielzahl von Veränderungen im Stoffwechsel von Mineralstoffen und Spurenelementen bei Patienten mit einem Diabetes dokumentiert. Diese betreffen u.a. den Stoffwechsel von Zink, Chrom, Magnesium, Calcium, Eisen, Kupfer und Selen. Besonders häufig sind die Blutspiegel verschiedener Mikronährstoffe langfristig verändert, ohne dass daraus direkt auf einen Mangel oder eine Überversorgung geschlossen werden darf.

Unabhängig von diesen langfristigen Veränderungen der Blutspiegel von Mineralstoffen und Spurenelementen sind Störungen im Elektrolythaushalt häufig. Diese sind oftmals die Folge einer ausgeprägten Hyperglykämie. Dabei kann es kurzfristig zu einer deutlichen Erhöhung oder Verminderung der Blutspiegel von Calcium, Phosphat und Kalium kommen. Diese Veränderungen wurden in der Fachliteratur genau beschrieben (Liamis 2014), sind aber nicht Gegenstand dieses Beitrages.


Blutspiegel ausgewählter Mineralstoffe und Spurenelemente bei Diabetes

Bei Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus sind langfristig die Magnesiumspiegel im Serum erniedrigt und oftmals die Serumkonzentrationen von Kupfer, Zink und Selen erhöht (Zhang 2017). Bemerkenswert ist die gute Korrelation der Blutspiegel für Kupfer, Zink und Selen mit dem HbA1c und dem Blutzucker. Hohe Kupferspiegel gehen demnach mit einer schlechteren Blutzuckereinstellung, gemessen durch ein erhöhtes HbA1c, einher.

Eine weitere Studie bestätigt diese Befunde im Wesentlichen: Diabetische Patienten wiesen im Vergleich zu den Kontrollpersonen signifikant höhere Eisen- (11 %) und Kupferspiegel (8 %) auf. Auch hier zeigte sich ein Trend zu erhöhten Spiegeln in Abhängigkeit von der Höhe des HbA1c für Eisen und Kupfer. Der Serum-Ferritin-Spiegel lag bei Frauen mit Diabetes dreimal höher als in der Kontrollgruppe (Skalnaya 2017).


Zink

Ein gestörter Zinkstoffwechsel wird bei vielen chronischen Erkrankungen beobachtet, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes. Für Zink ist eine Wirkung auf den Glukose-Stoffwechsel beim Menschen nachgewiesen. Zink hat zudem Einfluss auf das Risiko für einen Diabetes mellitus Typ 2. Entgegen den zuvor beschriebenen hohen Zinkspiegeln im Blut als Risikofaktor für einen Diabetes scheint insbesondere eine unzureichende Zinkaufnahme über die Ernährung die Blutzuckerkontrolle beim manifesten Diabetes zu verschlechtern.

Aktuelle Untersuchungen bestätigen, dass der Zinkstatus einen relevanten Einfluss auf die Blutzuckerkontrolle beim Diabetes mellitus Typ 2 zu haben scheint. Je niedriger die Zinkspiegel im Blut desto schlechter war einer Untersuchung zufolge die Blutzuckereinstellung gemessen am HbA1c (Bandeira 2017). Eine Übersichtsarbeit kommt darüber hinaus zu dem Schluss, dass eine Hyperglykämie zu einer erhöhten Zinkausscheidung über die Niere beiträgt und sich damit die verringerten Blutspiegel erklären lassen. Weiterhin belegen Untersuchungen, dass eine Zink-Supplementation die Blutzuckerkontrolle verbessert (de Carvalho 2017).

Um die Auswirkung einer Zink-Supplementation auf Nüchternblutzucker, HbA1c und Serum-Insulin zu untersuchen, wurde eine Metaanalyse von randomisierten, Placebo-kontrollierten Studien durchgeführt (Capdor 2013). Vierzehn Studien (n=3.978 Probanden) wurden in die Metaanalyse eingeschlossen. Im Ergebnis wurde eine geringe, aber statistisch signifikante Verminderung der Nüchtern-Blutzuckerkonzentration nach Zink-Supplementierung beobachtet (-0,19 ± 0,08 mmol/l, p=0,013). Beim HbA1c zeigte sich eine Tendenz zur Verringerung unter der Zink-Einnahme (-0.64 ± 0,36%, p=0,072). In einer Subgruppenanalyse zeigte sich bei Teilnehmern mit chronischen Stoffwechselkrankheiten (Typ-1- und Typ-2-Diabetes mellitus, metabolisches Syndrom und Adipositas) eine stärkere Abnahme der Glukosekonzentration unter der Zink-Supplementierung (-0.49 ± 0,11 mmol/l, p=0,001) als bei gesunden Teilnehmern.

Fazit: Die signifikante, wenn auch gering ausgeprägte Abnahme der Blutzuckerkonzentration und die Tendenz zu einer Abnahme des HbA1c legen die Vermutung nahe, dass eine Zink-Supplementation zur Behandlung einer gestörten Glukosetoleranz beitragen kann (Capdor 2013).

Magnesium

Ein Magnesiummangel (Hypomagnesiämie) tritt bei Patienten mit Typ-2-Diabetes im Vergleich zu Personen ohne Diabetes häufiger auf. Eine Hypomagnesiämie wird mit einer Häufigkeit von 13,5 bis 47,7 % bei Patienten mit Typ-2-Diabetes beobachtet (Pham 2007).

 Niedrige Magnesiumspiegel im Blut sind mit einer erhöhten Prävalenz eines Diabetes mellitus Typ 2 assoziiert (Simic 2017).

Insgesamt wurde eine statistisch signifikante lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Magnesiumaufnahme und dem Typ-2-Diabetes-Risiko gefunden. Im Vergleich zur Bevölkerungsgruppe mit der niedrigsten Magnesiumzufuhr war das Risiko für einen Typ-2-Diabetes unter einer hohen Magnesiumzufuhr über alle Studien um 17 % reduziert; 19 % bei Frauen und 16 % bei Männern. Nach Anpassung der Daten in Bezug auf das Alter und den Body-Mass-Index zeigte sich für jede Zunahme der Magnesiumaufnahme um 100 mg/Tag eine Abnahme des Typ-2-Diabetes-Risikos um 8 % bis 13 % (Fang Nov 2016, Fang X, Dez 2016).

 Darüber hinaus ist ein Magnesiumdefizit mit einer gestörten Glukosetoleranz und Insulinresistenz assoziiert, wodurch ein Diabetes induziert oder ein bestehender Diabetes mellitus verschlechtert werden kann (Barbagallo 2007).


Vanadium

Ob Vanadium zu den essenziellen Spurenelementen zählt, ist weiterhin umstritten. Es gibt dennoch deutliche Hinweise, dass Vanadium biologische Funktionen günstig beeinflusst. Die anti-diabetische Wirkung von Vanadiumverbindungen konnte in mehreren klinischen Studien bestätigt werden. Die Relevanz dieser Ergebnisse für die Behandlung eines Diabetes mellitus bleibt aber weithin unklar.

Obwohl es zahlreiche Hinweise auf mögliche gesundheitliche Vorteile von Vanadium gibt, ist der Wirkmechanismus bisher nicht eindeutig geklärt. Vanadium beeinflusst sehr wahrscheinlich den Glukosestoffwechsel beim Diabetes mellitus. Vanadium kann Untersuchungen zufolge in der Leber die Glykolyse zu stimulieren und die Gluconeogenese zu hemmen. Dadurch kann es zu einer Reduktion der Blutzuckerspiegel kommen.

Verschiedene kontrollierte Studien deuten auf eine Wirkung von Vanadiumverbindungen beim Diabetes mellitus Typ 2 hin (Goldfine 2000, Gruzewska 2014, Halberstam 1996, Thompson 2009).

 Eine Studie hat die Wirkung von täglich 100 mg Vanadylsulfat für drei Wochen bei adipösen Typ-2-Diabetikern und Nicht-Diabetikern untersucht. Im Ergebnis wurde eine Abnahme beim Nüchternblutzucker und eine signifikante Verbesserung der Insulinempfindlichkeit in der Gruppe der Typ-2-Diabetiker beobachtet, nicht jedoch bei den übergewichtigen Nicht-Diabetikern (Halberstam 1996, Vanadium Monograph 2009).

 Eine weitere Studie untersuchte die Wirkung von Vanadylsulfat in verschiedenen Dosierungen (75 mg, 150 mg oder 300 mg pro Tag) bei 16 Typ-2-Diabetikern über einen Zeitraum von sechs Wochen. Ergebnis: Unter der 75 mg-Dosierung blieb der Glukosestoffwechsel unbeeinflusst, wohingegen unter der Gabe von 150 mg Vanadylsulfat 60 Prozent der Patienten eine Verbesserung der Blutzuckerkontrolle zeigten, auch die 300 mg-Dosis führte bei 50 Prozent zu einer Verbesserung des Blutzuckerstoffwechsels. Unter der höheren Dosierung besserten sich die Nüchternglukose und der HbA1c. Bei einigen Patienten traten unter der höheren Dosis Magen-Darm-Beschwerden auf (Goldfine 2000, Vanadium Monograph 2009).

 Eine therapeutische Dosierung für die Anwendung beim Typ-2-Diabetes sollte den Daten zufolge mindestens zweimal täglich 50 mg Vanadylsulfat betragen (Vanadium Monograph 2009). Möglicherweise sind organische Vanadiumverbindungen wirksamer als anorganische Vanadiumsalze (Thompson 2009).

Vanadium bei Diabetes mellitus Typ 1

Eine iranische Studie zur Wirksamkeit und Verträglichkeit von Vanadylsulfat bei Patienten mit einem Diabetes mellitus Typ 1 dokumentiert eine Abnahme der notwendigen Insulindosis und eine Reduktion der Nüchternblutzuckerspiegel unter einer Dosierung von maximal 225 bis 300 mg Vanadylsulfat pro Tag. Als Nebenwirkungen wurde besonders zu Behandlungsbeginn über Durchfall und Magen-Darm-Schmerzen berichtet. (Soveid 2013).

Chrom

Chrom ist ein essenzielles Spurenelement mit einer Vielzahl von Wirkungen im menschlichen Körper. Besonders für den Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel hat Chrom eine Bedeutung. Chrom hat in den vergangenen Jahren als Nahrungsergänzungsmittel bei Diabetikern und Patienten mit einer Insulinresistenz an Popularität gewonnen.

Im Vergleich zu Gesunden sind die Chrom-Serumspiegel bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 oft erniedrigt. Eine Untersuchung aus China konnte sowohl bei Diabetes Patienten als auch Personen mit einem Prä-Diabetes niedrigere Chromspiegel im Blut nachweisen als bei gesunden Kontrollpersonen (Chen 2017).

Eine kürzlich durchgeführte Studie (National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES) ergab, dass das Risiko für Typ-2-Diabetes mellitus bei Erwachsenen, die chromhaltige Nahrungsergänzungsmittel einnehmen, geringer ist (McIver 2015).

 Es gilt als belegt, dass ein Mangel an Chrom zu einer Insulinresistenz und einem Diabetes führen kann (Freund 1979, Jeejeebhoy 1977). Ein ernährungsbedingter Chrommangel gilt in Deutschland jedoch als sehr unwahrscheinlich. Es ist unklar, ob Patienten mit einem Typ-II-Diabetes unter normalen Ernährungsbedingungen überhaupt einen klinisch relevanten Chrommangel entwickeln können.

 Bisherige Untersuchungen lassen die Vermutung zu, dass nur Diabetes-Patienten mit einem ausgeprägten Chrommangel von einer Chromgabe profitieren könnten. Bei Patienten, die ausschließlich parenteral ernährt wurden und dabei kein Chrom erhalten hatten, entwickelte sich eine Insulinresistenz und ein Diabetes mellitus. Nach Zugabe von Chrom bildeten sich sowohl der Insulinresistenz als auch der Diabetes wieder zurück (Landman 2014).

 Die Studienlage zur Wirksamkeit von Chrom beim Diabetes ist nicht einheitlich. Kontrollierte Studien zur Wirkung einer Chromgabe bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 konnten keine konsistente Verbesserung der Blutzuckerkontrolle oder der Lipidspiegel nachweisen (Guimarães 2013, Racek 2013). Es gibt neben positiven Studienergebnissen auch Studien, die keine Wirkung einer Chromgabe beim Diabetes zeigen (Balk 2007, Yin 2015, Althuis 2002). In einer Metaanalyse konnte kein signifikanter Effekt von Chrom auf die Nüchternblutzuckerspiegel nachgewiesen werden (Bailey 2014). Auch eine klinisch relevante Abnahme beim HbA1c unter einer Chrom-Supplementation ist den Daten zufolge nicht wahrscheinlich (Abdollahi 2013).
Eine kürzlich publizierte Übersichtsarbeit beschreibt entgegen den bereits zitierten Analysen günstige Auswirkungen einer Chrom-Supplementation auf den Fettstoffwechsel bei Patienten mit Diabetes mellitus (Suksomboon 2014). Demnach verbessert Chrom die Triglycerid- und HDL-Spiegel. Auch sei eine Chrom-Supplementierung in den üblichen Dosierungen nicht mit einem erhöhten Risiko von Nebenwirkungen im Vergleich zu Placebo verbunden (Suksomboon 2014).

 Möglicherweise wird die Wirkung von Chrom beim Diabetes auch wesentlich vom genetischen Phänotyp beeinflusst (Cefalu 2010).

 Eine routinemäßige Chrom-Supplementation zur Blutzuckerkontrolle bei Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus wird aufgrund unzureichender Wirksamkeitsnachweise derzeit nicht empfohlen (Evert 2013, Costello 2016, Wang Z.Q 2010).

Eisen

Mehrere Untersuchungen weisen darauf hin, dass Eisen eine Rolle in der Pathogenese des Typ-2-Diabetes spielt. Eisen ist ein starkes Oxidationsmittel und hohe Eisenwerte im Körper sind mit einem erhöhten oxidativen Stress verbunden.

 Es ist seit langem bekannt, dass eine ausgeprägte Eisenüberladung zu einem Diabetes mellitus führen kann (Simcox 2013). Akutell wird diskutiert, ob auch eine leichte Eisenüberladung, möglicherweise innerhalb des Normbereichs, das Risiko für die Entwicklung eines Diabetes mellitus erhöht. Erste Ergebnisse bei schwangeren Frauen deuten darauf hin, dass erhöhte Eisenspeicher bereits ab dem ersten Trimester der Schwangerschaft an der Entwicklung eines Schwangerschafts-Diabetes beteiligt sein könnten (Rawal 2017).

 Mehrere klinische Studien deuten darauf hin, dass die durch Phlebotomie (Aderlass) induzierte Verringerung der Gesamtkörper-Eisenspeicher die Insulinsensitivität bei Menschen verbessern kann (Rajpathak 2009).

Calcium

Bei Patienten mit manifestem Diabetes mellitus scheint die Höhe der täglichen Calciumaufnahme über die Ernährung keinen relevanten Einfluss auf die Blutzuckerkontrolle zu haben.

Weitere Studien haben geprüft, welchen Einfluss die Höhe der täglichen Calciumaufnahme bei Diabetes-Patienten auf mögliche Komplikationen hat. Dabei zeigte sich, dass die Höhe der Calciumaufnahme keinen Einfluss auf die allgemeine Sterblichkeit hatte. Auch das Risiko an Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu versterben, war nicht durch die Höhe Calciumaufnahme beeinflusst (Raffield 2014).
Eine Untersuchung aus Taiwan kommt hingegen zu dem Ergebnis, dass sowohl eine sehr hohe Calciumzufuhr als auch eine sehr niedrige Calciumzufuhr das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Diabetes-Patienten erhöht (Huang 2014).


Kupfer

In mehreren Untersuchungen konnten erhöhte Serum-Kupferspiegel bei Patienten mit manifestem Diabetes und bei Personen mit einer gestörten Glukosetoleranz oder erhöhten Nüchtern-Blutzuckerspiegeln nachgewiesen werden (Xu J 2013, Zhang 2017, Skalnaya 2017, Qiu 2017).

Es liegen zudem Hinweise vor, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Serum-Kupfer-Spiegel und der Blutzuckerkontrolle bei Patienten mit Typ-2-Diabetes gibt.
In einer Studie aus Japan wurde der Einfluss der Blutzuckerkontrolle auf die Höhe der Serumkupferspiegel untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Serum-Kupferkonzentrationen tendenziell abnahmen, wenn sich die Blutzuckerkontrolle verbesserte (Naka 2013).
Dass bei Typ-2-Diabetikern die Serum-Kupfer-Spiegel positiv korrelieren mit der Höhe der HbA1c-Spiegel, konnte in einer weiteren Untersuchung bestätigt werden (Xu J 2013).
Tierexperimentelle Studien hatten zuvor gezeigt, dass die Reduktion der Serum-Kupfer-Spiegel bei diabetischen Mäusen unter Verwendung von Kupfer-Chelatbildnern zur Verbesserung der Blutzuckerkontrolle führte.

 Auch wenn einzelne Experten aus diesen Beobachtungen die Hypothese ableiten, dass sich eine insgesamt verringerte Kupferaufnahme günstig auf die Blutzuckerkontrolle bei Typ-2-Diabetikern auswirken könnte, fehlen doch Nachweise aus kontrollierten Untersuchungen am Menschen. Konkrete Einnahme-Empfehlungen lassen sich aus den bisher veröffentlichten Untersuchungen nicht ableiten.


Selen

Selen gilt als ein antioxidativ wirkendes Spurenelement. Patienten mit Diabetes weisen einen erhöhten oxidativen Stress auf und zum Teil verminderte Selenkonzentrationen. Ob die Erhöhung der Selenspiegel die Blutzuckerkontrolle bei Diabetes verbessert, ist weitgehend unbekannt. In einer randomisierten, doppelblinden placebokontrollierten Studie wurde die Wirkung von Selen auf den Blutzucker bei 60 Patienten mit Typ-2-Diabetes untersucht. Dabei wurde Selen (200 μg/Tag) oder Placebo für 3 Monate oral verabreicht. Im Ergebnis zeigten sich überraschend in der Selengruppe signifikant höhere Blutzuckerspiegel und eine Zunahme beim HbA1c (Faghihi 2014). 

Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Selensupplementierung bei Patienten mit Typ-2-Diabetes mit negativen Auswirkungen auf die Blutzuckerkontrolle einhergehen kann. Selbst bei Patienten, bei denen die Selenkonzentration im Plasma von einem Mangelstatus auf die optimale Konzentration der antioxidativen Aktivität erhöht wurde, zeigte sich eine schlechtere Blutzuckerkontrolle.

Fazit: Bis die Ergebnisse weiterer Studien zur Verfügung stehen, muss von einer Selen-Supplementation bei Patienten mit Typ-2-Diabetes abgeraten werden.


Jod

Schilddrüsenfunktionsstörungen und Diabetes stehen in einem engen Zusammenhang. Die Häufigkeit einer Schilddrüsen-Unterfunktion bei Diabetes-Patienten variiert zwischen 11 % und über 30 %, im Gegensatz zu 4 % in der Allgemeinbevölkerung (Joffe 2014). Erste Ergebnisse einer Studie über den Zusammenhang des Jodstatus und Blutzuckerparametern bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 deuten darauf hin, dass eine unzureichende Jodversorgung eine bestehende Insulin-Resistenz weiter verschlechtern kann (Al-Attas 2012).


Zusammenfassung

Eine undifferenzierte Supplementation von Spurenelementen und Mineralstoffen bei Typ-2-Diabetes mellitus ist nicht sinnvoll. 
Schlecht eingestellte Diabetiker sind besonders von einem Zink- und Magnesiummangel bedroht. Eine Supplementation sollte nur bei einem nachgewiesenen Mangel erfolgen. Es kann als gesichert gelten, dass eine Zink-Supplementation bei Diabetes mellitus Typ 2 zu einer verbesserten Blutzuckerkontrolle beitragen kann. Es gibt Hinweise, dass sich ein Magnesiummangel negativ auf Blutzuckerkontrolle auswirkt. Daher ist bei Diabetikern eine ausreichende Magnesiumversorgung über die Ernährung anzustreben. Hingegen gibt es keine eindeutigen Belege, dass Diabetes-Patienten von einer zusätzlichen Magnesiumgabe profitieren. 
Klinische Studien, die die Auswirkung der Chrom-Supplementierung auf die Blutzuckerkontrolle bewertet haben, führten zu widersprüchlichen Ergebnissen. Auch wenn eine Vielzahl experimenteller Daten Chrom eine wichtige Rolle im Insulin- und Zuckerstoffwechsel zuweist, so liegen bisher keine eindeutigen klinischen Befunde vor, die eine Supplementation von Chrom bei Diabetes-mellitus-Patienten gerechtfertigt erscheinen lassen.
 Ob es sich bei Vanadium um ein essentielles Spurenelement handelt, ist weiter umstritten. Die Gabe von Vanadylsulfat zeigte in Studien zwar eine positive Wirkung auf die Blutzuckerkontrolle bei Typ-2-Diabetikern, es fehlen jedoch Daten zur Langzeitverträglichkeit. 
Auch eine ausreichende Jodversorgung scheint für eine optimale Blutzuckerkontrolle notwendig. 
Eine zusätzliche Einnahme von Eisen, Kupfer oder Selen kann sich nachteilig auf die Stoffwechselsituation bei Diabetes mellitus auswirken.


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