Potenzielle, künftige Biomarker: Ceramide: Lassen sich Diabetes und Herzinfarkt vorhersagen?

Seit Längerem ist bereits bekannt, dass Blutfette bei diesen Erkrankungen und ihren Folgen eine wichtige Rolle spielen. Ceramide sind „entscheidende Botenstoffe […], die kardiometabolische Krankheiten auslösen“, schreiben Forschende vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) in einer im Fachjournal „Nature Communications“ erschienenen Studie („Dihydroceramide- and ceramide-profiling provides insights into human cardiometabolic disease etiology“) . 

Bei Nagetieren konnte bereits gezeigt werden, dass Ceramide an der Regulierung von Entzündungen, Insulinresistenz und Stress beteiligt sind: Erhöhte man die Expression der Ceramid-Synthese-Enzyme (CerS-6) und stieg Cer-16, wurden die Tiere besonders anfällig für Insulinresistenz. Mäuse ohne CerS-6 waren hingegen vor Fettleibigkeit und Glukoseintoleranz geschützt. Das fanden Wissenschaftler in einer bereits 2014 erschienenen Studie„Obesity-Induced CerS6-Dependent C16:0 Ceramide Production Promotes Weight Gain and Glucose Intolerance“, veröffentlicht in „Cell“  heraus. 

„Diese Experimente zeigen, dass die Hemmung von CerS-6 ein spezifischer Ansatz für die Behandlung von Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes mellitus ist“, erklärten die Forschenden schon damals. Und auch für Menschen gibt es bereits Daten aus epidemiologischen Studien(„European Heart Journal“: „Development and validation of a ceramide- and phospholipid-based cardiovascular risk estimation score for coronary artery disease patients“) , die eine Verbindung zwischen Ceramiden, Dihydroceramiden und kardiovaskulären Erkrankungen sowie für die Ceramide Cer-18, Cer-20 und Cer-22 und Diabetes mellitus Typ 2(„The Journal of Nutrition“: „Plasma Ceramide Species Are Associated with Diabetes Risk in Participants of the Strong Heart Study“)  herstellen. 

Ceramide lassen sich durch unsere Ernährung und deren Fettsäurezusammensetzung beeinflussen: Nehmen wir eher die gesättigte Palmitinsäure (C16) zu Ungunsten der zweifach ungesättigten Linolsäure (C18) zu uns, steigen Ceramidkonzentration im Blut und der Fettgehalt der Leber(„Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism“: „Overeating Saturated Fat Promotes Fatty Liver and Ceramides Compared With Polyunsaturated Fat: A Randomized Trial“) . Gleichzeitig scheint sich eine mediterrane Ernährung günstig auf kardiovaskuläre Erkrankungen bei Menschen mit erhöhten Ceramidwerten auszuwirken„Circulation“: „Plasma Ceramides, Mediterranean Diet, and Incident Cardiovascular Disease in the PREDIMED Trial Prevención con Dieta Mediterránea“ . 

Auch verändern rotes Fleisch und Kaffee den Fettstoffwechsel und das kardiometabolische Risiko. Dabei scheint Kaffee auf kardiovaskuläre Erkrankungen(„Circulation“: „Long-Term Coffee Consumption and Risk of Cardiovascular Disease: A Systematic Review and a Dose–Response Meta-Analysis of Prospective Cohort Studies“)  und Diabetes mellitus(„Diabetes Care“: „Caffeinated and Decaffeinated Coffee Consumption and Risk of Type 2 Diabetes: A Systematic Review and a Dose-Response Meta-analysis“)  eher protektiv zu wirken, rotes Fleisch scheint hingegen das Risiko für kardiovaskuläre und Krebsergkrankungen sowie die Gesamtsterblichkeit(„Archives for Internal Medicine“: „Red Meat Consumption and Mortality: Results from Two Prospective Cohort Studies“)  zu erhöhen.  

Nur wie geschieht dies? Vermitteln Ceramide diese Effekte? Dem kamen die Wissenschaftler vom DIfE nun näher. 

Dafür beobachteten sie Teilnehmer der EPIC-Potsdam-Studie über mehrere Jahre. Sie prüften, ob durch die Ernährung beeinflussbare Ceramide das Risiko der Studienteilnehmer für Diabetes mellitus Typ 2 oder kardiovaskuläre Erkrankungen vorhersagen können. 

Zu Studienbeginn waren die Teilnehmer weder kardiovaskulär noch diabetisch erkrankt. Allerdings entwickelten 775 Teilnehmer (von 1.886 Risikopatienten) über die Jahre einen Diabetes und 551 Teilnehmer (von 1.671 Risikopatienten) erkrankten am Herz-Kreislauf-System. Zum Zeitpunkt des Studienstarts machten die Probanden zudem Angaben zu ihren Ernährungsgewohnheiten und ließen ihr Blut untersuchen. Anhand dessen erstellten die Wissenschaftler ein Ceramid- und Dihydroceramidprofil. 

Den Wissenschaftlern fiel auf, dass Teilnehmer mit höheren Ceramid- und Dihydroceramidkonzentrationen im Blut eher älter waren, einen höheren Taillenumfang aufwiesen und einen „ungesunden Lebensstil“ verfolgten. Erwartungsgemäß ließen sich diese Risikofaktoren eher bei später kardiometabolisch Erkrankten feststellen als bei Studienteilnehmern, die gesund blieben. 

Konkret fanden die Wissenschaftler heraus, dass vor allem die Ceramide C18:0 und C22:0 sowie die Dihydroceramide C20:0 und C22:2 mit einem höheren Risiko für Diabetes mellitus Typ 2 verbunden waren. Ceramid C20:0 und Dihydroceramid C26:1 hingen eher mit einem niedrigeren Diabetes-Risiko zusammen. Bei kardiovaskulären Erkrankungen scheinen der Studie zufolge vor allem Ceramid C16:0 und Dihydroceramid C22:2 deren Risiko zu erhöhen.

Zudem interessierten sich die Wissenschaftler dafür, ob die mit kardiovaskulären Erkrankungen oder Diabetes in Verbindung gebrachten Ceramide/Dihydroceramide auch mit bestimmten Nahrungsmitteln zusammenhängen könnten, die die Studienteilnehmer zu sich nahmen. 

Auch hier wurden sie fündig: Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass Ceramide und Dihydroceramide „teilweise die vermeintlich nachteilige Wirkung eines hohen Verzehrs von rotem Fleisch und die Vorteile des Kaffeekonsums auf das Typ-2-Diabetes-Risiko vermitteln“, schreiben die Forschenden. 

Perspektivisch hofft man, dass bestimmte Ceramide als mögliche Biomarker identifiziert werden können, die es dann erlauben, konkrete Ernährungstipps zu geben, um Erkrankungen wie Diabetes, Herzinfarkt oder Schlaganfall vorzubeugen.