Inositol bei Insulinresistenz und PCOS

Darf ich vorstellen? Annika. Seit diesem Jahr sozusagen meine rechte Hand bei edubily (und hier). Ich freue mich sehr, dass sie mich bei der fachlichen Arbeit unterstützt. Mehr zu Annika auch unten in der Autorenbox. Doch jetzt zum spannenden Inhalt! 

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Inositol war mal als Vitamin B8 bekannt. Zwar gilt es heute nicht mehr als Vitamin, aber als Nährstoff mit großer Bedeutung für unsere Gesundheit, vor allem im Kontext eines gesunden Kohlenhydratstoffwechsels. Warum Inositol deshalb eine Geheimwaffe bei PCOS ist, erfährst du heute in diesem Artikel.

Was ist Inositol?

Inositole sind Zuckeralkohole und strukturell eng verwandt mit der Glucose. Der atomare Aufbau ist daher sehr ähnlich, und auch optisch sehen die beiden sich sehr ähnlich (Abb. 1).

Auch Inositol an sich kann unterschiedlich aussehen – es gibt daher neun verschiedene, sogenannte Stereoisomere, von denen Myo-Inositol (MI) und D-chiro-Inositol (DCI) die größte Bedeutung für den menschlichen Körper haben. Myo-Inositol ist die in der Natur am häufigsten vorkommende Form. 

Wichtig: D-Chiro-Inositol wird im Körper über die Epimerase (ein Enzym) aus Myo-Inositol gebildet.  

Bevor man herausfand, dass der Körper selbst Inositol herstellen kann, wurde es auch als Vitamin B8 bezeichnet. In der frühen Phase der Vitaminforschung, in der Mitte des 19. Jahrhunderts, ging man davon aus, dass Substanzen im Essen, die eine physiologische Bedeutung haben, Vitamine seien – das Vitamin B8 war geboren. Heute weiß man, dass der Körper in der Regel selbst genug Inositol bilden kann. 

Inositol wird für viele Prozesse benötigt, spielt aber eine ganz integrale Rolle bei der Signalweiterleitung von Insulin.

Das heißt: Damit Insulin überhaupt in den Zellen wirken kann, braucht es Inositol (das hatten wir hier schon mal). Hierfür baut sich die Zelle zwei Abkömmlinge aus Inositol, die das Insulinsignal innerhalb der Zelle weitergeben und damit verschiedene Prozesse anstoßen. 

Es gibt also die folgenden beiden Wege:

1. Über Inositol-Phosphoglycane (IPG)

Wenn Insulin an den Insulinrezeptor an der Zelloberfläche bindet, wird ein Enzym aktiv (die Phospholipase), das Inositol-Phosphoglycane (kurz: IPG), das jetzt noch an der Zellmembran gebunden ist, dort spaltet und somit freisetzt. Durch IPG versteht die Zelle z. B., dass sie den ankommenden Zucker als Glykogen speichern soll. Entscheidend! 

2. Über Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat (PIP2)

Bindet Insulin an den Insulinrezeptor der Zelle, wird eines der wichtigsten Enzyme des „anabolen Signalwegs“ der Zellen aktiv: PI3K. PI3K setzt dann ein in der Membran verankertes Inositolderivat um (PIP2 zu PIP3) – PIP3 wiederum aktiviert Akt, das nicht nur dafür sorgt, dass nun Zucker in die Zellen gelangen kann, es aktiviert auch zellaufbauende (anabole) Signalwege in der Zelle. 

Daher ist Inositol entscheidend dafür, dass der „anabole Signalweg“ (PI3K/Akt/mTOR) überhaupt funktioniert und Zellen Zucker verarbeiten können. 

 

Abb. 2: Signalwege von Insulin, an denen Inositole beteiligt sind. Links der Weg über die Inositol-Phosphoglycane, rechts der Weg über PIP2.

Da Inositol das Insulinsignal in der Zelle weitergibt, das heißt, stromabwärts vom Insulinrezeptor wirkt, hat Inositol eine insulinmimetische Wirkung (2). Daher erhöht Myo-Inositol die Glucoseaufnahme in den Muskel.

Myo-Inositol ist zudem in der Lage, die Glucoseaufnahme im Zwölffingerdarm durch Konkurrenz um denselben Transporter zu verringern und damit den Anstieg des Blutzuckerspiegels zu reduzieren. 

Wir halten fest: Inositol hat einen vorteilhaften Effekt auf den Glucosestoffwechsel. 

Einschub: Phytinsäure doch nicht so böse

Phytinsäure, ein „Antinährstoff“, der v. a. in Getreiden, Nüssen und Hülsenfrüchten vorkommt, besteht aus einem Inositol, an welches sechs Phosphate gebunden sind. Oft wird vor Phytinsäure gewarnt, da sie Mineralstoffe bindet und somit deren Aufnahme im Darm verringert.

Dabei darf man aber nicht vergessen, dass sie uns viel Inositol liefert, was sich wiederum förderlich auf die Blutzuckerregulation auswirkt. Untersuchungen haben gezeigt, dass nur Fasern mit einem hohen Gehalt an Phytinsäure eine inverse Korrelation mit Diabetes aufweisen – Phytinsäure schützt also vor Diabetes (2). Die böse Phytinsäure ist zumindest in diesem Kontext sehr nützlich.

Inositol und Insulinresistenz

Inositol spielt somit eine Schlüsselrolle im funktionierenden Glucosestoffwechsel. Doch wie sieht es aus, wenn der Glucosestoffwechsel gestört ist – wenn also eine Insulinresistenz oder sogar Diabetes vorliegt?

Wir erinnern uns an der Stelle nochmal daran, dass Myo-Inositol über das Enzym Epimerase in D-Chiro-Inositol umgesetzt wird. Wichtig zu wissen: Die Epimerase-Aktivität und somit die Umwandlungsrate ist insulinabhängig. 

Jedes Gewebe hat ein bestimmtes Verhältnis von MI zu DCI. Das Verhältnis im Blutplasma und einigen anderen Geweben liegt bei 40:1 (3). In den Organen, die normalerweise gut auf Insulin reagieren sollten (Leber, Fettgewebe, Muskel) braucht es diesen gewissen Anteil an DCI.

Liegt eine Insulinresistenz dieser Gewebe vor, kann Insulin nicht wirken. Folglich wird wird die Epimerase nicht aktiv und es wird weniger DCI aus MI hergestellt. Das sorgt für eine verminderte DCI/MI-Ratio in Leber, Muskel und Fettgewebe. Daraus entsteht ein Teufelskreis, denn ohne genug DCI wird die Insulinwirkung noch schlechter. 

Zu allem Übel liegt bei Diabetes und Insulinresistenz nicht nur eine Verschiebung des Verhältnisses zwischen DCI und MI vor. Auch zeigt sich in diesen Kontexten ein globaler Mangel an Myo-Inositol. Das hat folgende Ursachen: 

• Verminderte Synthese (verringerte Biosynthese durch verminderte Enzymfunktion)
• Verstärkter Abbau (Hochregulierung des Enzyms, das Myo-Inositol abbaut)
• Verringertes Eindringen in die Zellen (Konkurrenz mit Glucose)
• Größerer Verlust im Urin (Glucose konkurriert mit der Myo-Inositol-Rückresorption in den Nieren)

Halten wir also an dieser Stelle fest: Bei Diabetes und Störungen des Glucosestoffwechsels kommt es in Leber, Muskel und Fettgewebe durch die fehlende Insulinwirkung zu einem relativen Mangel an DCI und insgesamt im Körper zu einem Mangel an MI (4). 

Warum Inositol bei PCOS besonders entscheidend ist 

Betrachtet man jetzt die Eierstöcke (Ovarien), wird es noch spannender. Denn dort ist die Lage genau umgekehrt. Ovarien werden nämlich nicht insulinresistent. Das ist bekannt als “DCI-Paradox”(5).

Hier passiert stattdessen folgendes: Das viele Insulin im Blut, das die Bauchspeicheldrüse aus Verzweiflung ausschüttet, um den erhöhten Blutzucker unter Insulinresistenz doch noch irgendwie in die Zellen zu stopfen, trifft die Ovarien mit voller Kraft. Diese sind nämlich im Gegensatz zu Leber, Muskel und Fettgewebe noch insulinsensitiv und werden durch die großen Mengen Insulin überstimuliert.

Die insulinabhängige Epimerase (siehe oben) läuft auf Hochtouren und setzt viel MI zu DCI um, so dass lokal im Ovar ein Mangel an MI und ein Überschuss an DCI entsteht. Die Folge ist an dieser Stelle also eine erhöhte DCI/MI Ratio mit fatalen Folgen für die weibliche Reproduktion (6). 

Und damit sind wir auch schon beim Polyzystischen Ovarialsyndrom (PCOS) gelandet.

Abb. 3: Darstellung des DCI-Paradox. Durch die Insulinresistenz entsteht im Insulin-Zielgewebe zu wenig DCI, während im insulinsensitiven Eierstock durch die hohen Insulinspiegel zu viel DCI gebildet wird. 

Zu viel Insulin schadet den Eierstöcken

PCOS ist die häufigste Hormonstörung bei Frauen im gebärfähigen Alter und der führende Grund für Unfruchtbarkeit. Die Prävalenz variiert je nach Diagnosekriterien und Ethnie und wird für Deutschland von den meisten Autoren auf 4-12 % geschätzt (7). Aber das bildet lediglich die diagnostizierten Fälle ab.

Erschreckenderweise bleibt PCOS laut Schätzungen der WHO in 70 % der Fälle undiagnostiziert (8)! Oft wissen Frauen also gar nicht, dass sie davon betroffen sind und wundern sich, warum sie unreine Haut, Haarausfall, unregelmäßige Zyklen oder gar einen unerfüllten Kinderwunsch haben. 

PCOS ist geprägt von unregelmäßigen oder sogar ganz ausbleibenden Eisprüngen sowie erhöhten Androgenen (männliche Hormone). Hierbei spielen Insulinresistenz sowie die beiden Inositole MI und DCI zentrale Rollen. 

Also, was passiert bei zu viel Insulin im Ovar?

• Durch das DCI-MI-Ungleichgewicht werden weniger Androgene zu Östrogenen umgewandelt, denn DCI hemmt die Aromatase, die genau diese Reaktion katalysiert. Ein erhöhter Androgenspiegel ist ein Charakteristikum von PCOS. 
• Insulin stimuliert via PI3K die 17α-Hydroxylase, welche die Umwandlung von Progestogenen zu Androgenen erhöht. Das für die Frau so wichtige Progesteron wird also im Übermaß zu männlichen Hormonen umgebaut. Auch hier wieder: Mehr Androgene.
• Die verringerten MI-Spiegel können die Eizellqualität beeinträchtigen. MI ist wichtig für gute Eizellqualität. Der Gehalt an MI korreliert mit der Qualität von Eizellen und die Gabe von MI konnte in Studien die Eizellqualität und somit die Fruchtbarkeit von Frauen verbessern (5). 
• Das Verhältnis der Hypophysenhormone LH und FSH, die den Eisprung steuern, gerät durcheinander. Ein Mangel an MI verringert die Wirkung von FSH, dem follikelstimulierenden Hormon. Gleichzeitig erhöht das viele Insulin die Wirkung von LH, dem luteinisierenden Hormon. Somit verschiebt sich das LH/FSH Gleichgewicht zugunsten von LH. Das hat zur Folge, dass die Follikel nicht genug stimuliert werden und sich somit kein dominanter Follikel entwickeln kann. Ergo, kein Eisprung.

Neben diesen Mechanismen gibt es noch viele weitere Faktoren, die bei PCOS zur Erhöhung von männlichen Hormonen und dem Ausbleiben des Eisprungs führen, und damit die Fruchtbarkeit der Frau reduzieren.

Eine Insulinresistenz ist eine mögliche Ursache bzw. ein Verstärker von PCOS, kann aber auch die Folge der Krankheit sein. Die genaue Entstehung des Syndroms ist nämlich bis heute noch umstritten. 

Das alles ist gut zu wissen, aber natürlich soll es in diesem Artikel auch ein paar praktische Tipps geben. 

Wie verbessert man das Inositol-Ungleichgewicht?

Die Lage zur Gabe von DCI ist bisher noch unklar. Einige Studien weisen darauf hin, dass DCI alleine zwar die Marker für Insulinresistenz verbessern kann, auf die Steroidhormonsynthese und die Fruchtbarkeit jedoch keine oder sogar negative Effekte haben kann. Dann wiederum gibt es Studien, die mit niedrigen Dosen DCI den Eisprung wiederherstellen konnten. DCI alleine? Schwierig.

Die Gabe von Myo-Inositol kann hingegen in allen Bereichen sehr vorteilhaft sein, was in vielen Studien bestätigt wurde.

Denkbar ist folgendes Szenario: Im insulinresistenten Geweben wie Muskel, Leber und Co. führt mehr MI zu einer besseren Insulinwirkung. Dadurch verringert sich die körperweite Insulinresistenz und die Epimerase bekommt wieder das Signal, MI in DCI umzuwandeln, was den Mangel an systemischem DCI wieder auffüllt. Im Ovar hingegen kann MI die androgenen Effekte des erhöhten DCI-Spiegels ausgleichen und sorgt so für wieder mehr weibliche Hormone. 

Leiten wir eine Handlungsempfehlung ab: Sowohl MI als auch Kombinationen aus MI und DCI scheinen gute Wirkungen zu erzielen. Das Verhältnis von MI zu DCI sollte jedoch das physiologische 40:1 Verhältnis nicht unterschreiten, da das sonst die PCOS-Symptomatik sogar verschlimmern kann (9). In den meisten Studien haben sich Dosierungen von 2 x 2 g täglich bewährt. Das deckt sich mit der Menge, die der Körper selbst (theoretisch) produzieren kann, nämlich bis zu 4 g. 

Wermutstropfen: Einige Frauen scheinen “resistent” gegenüber Inositol zu sein. Um das zu umgehen, wurde es zusammen mit α-Lactalbumin (ein Protein im Whey) verabreicht, das als eine Art Carrier fungiert und bei 86 % der inositolresistenten Frauen zu einem Eisprung führte (10). α-Lactalbumin ist das zweithäufigste Molkeprotein in der Milch von Säugetieren. Somit ergibt sich theoretisch ein ganz einfaches Rezept, um den Eisprung wiederherzustellen: 

Whey-Protein + Inositol

Natürlich sollte man auch über die Ernährung sowie Lifestyle-Interventionen die Insulinresistenz angehen. Aber Inositol könnte dabei wirklich enorm helfen! Speziell bei PCOS. 

Quellen

1. Gambioli, R. et al. New Insights into the Activities of D-Chiro-Inositol: A Narrative Review. Biomedicines 9, 1378 (2021).
2. Bevilacqua, A. & Bizzarri, M. Inositols in Insulin Signaling and Glucose Metabolism. Int. J. Endocrinol. 2018, 1968450 (2018).
3. Kalra, B., Kalra, S. & Sharma, J. B. The inositols and polycystic ovary syndrome. Indian J. Endocrinol. Metab. 20, 720–724 (2016).
4. DiNicolantonio, J. J. & H O’Keefe, J. Myo-inositol for insulin resistance, metabolic syndrome, polycystic ovary syndrome and gestational diabetes. Open Heart 9, e001989 (2022).
5. Carlomagno, G., Unfer, V. & Roseff, S. The D-chiro-inositol paradox in the ovary. Fertil. Steril. 95, 2515–2516 (2011).
6. Heimark, D., McAllister, J. & Larner, J. Decreased myo-inositol to chiro-inositol (M/C) ratios and increased M/C epimerase activity in PCOS theca cells demonstrate increased insulin sensitivity compared to controls. Endocr. J. 61, 111–117 (2014).
7. Polyzystisches Ovarsyndrom (PCOS) – Reproduktionsmedizin – eMedpedia. springermedizin.de https://www.springermedizin.de/emedpedia/reproduktionsmedizin/polyzystisches-ovarsyndrom-pcos?epediaDoi=10.1007%2F978-3-662-55601-6_7.
8. Polycystic ovary syndrome. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/polycystic-ovary-syndrome.
9. Bizzarri, M., Monti, N., Piombarolo, A., Angeloni, A. & Verna, R. Myo-Inositol and D-Chiro-Inositol as Modulators of Ovary Steroidogenesis: A Narrative Review. Nutrients 15, 1875 (2023).
10. Montanino Oliva, M., Buonomo, G., Calcagno, M. & Unfer, V. Effects of myo-inositol plus alpha-lactalbumin in myo-inositol-resistant PCOS women. J. Ovarian Res. 11, 38 (2018).