Einfluss auf die Insulinwirkung – Verbesserung der Glucosetoleranz
Der Glucosetoleranzfaktor stellt die biologisch aktive Form des Chroms dar. Dessen genaue Struktur ist noch nicht eindeutig geklärt. Der GTF scheint aus einem oder mehreren einander ähnlichen dreiwertigen Chromkomplexen zu bestehen [9]. An einem Chromatom sind zwei Moleküle Vitamin B3 (Nicotinsäure) sowie je ein Molekül Glycin, Cystein und Glutamat – Glutaminsäure – gebunden [4, 5, 9].Weiterhin wird vermutet, dass auch Aspartat – Asparaginsäure – Bestandteil des GTF sein könnte. Das bestätigte eine Untersuchung an verschiedenen Geweben, aus denen ein Chrombindendes Oligopeptid mit einem niedrigen Molekulargewicht von 1.500 isoliert wurde. Dieses besteht aus Glycin, Cystein, Glutamat und Aspartat und wurde von Vincent als „Chromodulin“ bezeichnet [17, 18].
Chromodulin wirkt über die Aktivierung eines bestimmten Enzyms [7]. Es ist für die Aktivierung der Tyrosinkinase-Aktivität des Insulinrezeptors verantwortlich [4, 17, 18]. Auf diese Weise steuert der chromhaltige GTF die Bindung von Insulin, einem glucosesenkenden (blutzuckersenkenden) Peptidhormon, an den insulinspezifischen Rezeptor.
Schließlich wird so die Insulinwirkung an den Zielzellen potenziert und die Aufnahme von Glucose und Aminosäuren in Leber-, Muskel- und Fettzellen beschleunigt, wodurch die zirkulierenden Mengen an Glucose, Insulin sowie Glukagon – Glucose erhöhendes Peptidhormon – im Serum nach Glucosebelastung vermindert wird.
Infolge des vermehrten Einstroms von Glucose und Aminosäuren in Leber, Muskulatur und Fettgewebe wird die intrazelluläre Glykogen-, Protein- und Triglyceridsynthese stimuliert [5].
Weitere Hypothesen für eine Aktivierung der Insulinwirkung durch Chrom [9, 10]:
- Cr+3 als Bestandteil des Glucosetoleranzfaktors fördert die Bildung von Insulin-Insulinrezeptor-Komplexen, welche Wechselwirkungen zwischen Insulin und insulinsensitiven Geweben ermöglichen
- Chrom reguliert über den Einfluss auf die Genexpression die Bildung eines Moleküls, das die Insulinwirkung verstärkt
Das essentielle Spurenelement Chrom ist in der Lage, die Lipidkonzentration des Gesamt- und LDL-Cholesterins sowie die Triglyceridwerte zu senken. Zugleich lässt Chrom das HDL-Cholesterin im Serum ansteigen [4, 9, 13, 15, 16].
Somit verhindert das Spurenelement die Bildung arteriosklerotischer Plaques – Ablagerungen von Blutfetten, Thromben, Bindegewebe und Kalk – in den Gefäßwänden [4, 15].
Ein Chrommangel kann mit folgenden Symptomen einhergehen [4, 5, 9, 10, 12]:
- Verminderte Glucosetoleranz (gestörte Glucoseverwertung)
- Ein um 50 % reduzierter Einbau von Glucose in Muskel- und Leberglykogen
- Hyperglykämie (erhöhter Blutzuckerspiegel)
- Hyperlipidämie (Fettstoffwechselstörung) – erhöhte LDL- und Triglyceridwerte im Serum
- Anomalien des Stickstoffstoffwechsels
- Gewichtsverlust
Unter Chromgaben kam es zu einer signifikanten Verbesserung der Symptome [5, 10].
Allgemein gilt bei parenteraler Ernährung eine intravenöse Zufuhr von > 20 µg Chrom pro Tag als Standard [3].
Einfluss auf Diabetes mellitus
Chrom spielt in Form des Glucosetoleranzfaktors auch für Diabetiker eine wesentliche Rolle.Diabetiker leiden häufig unter Chrommangel – zu wenig Chrom in der Nahrung –, wodurch der Glucosetoleranzfaktor nur unzureichend gebildet werden kann. Aufgrund des geringen Angebots an Chrom beziehungsweise GTF geht Diabetes mellitus meist mit Hyperglykämie (erhöhte Blutzuckerwerte) einher [10].
Mit zunehmendem Ausmaß der Glucosestoffwechselstörung (Glukoseintoleranz) steigt bei Diabetikern der Bedarf an Chrom [2].
Eine mit Chromgaben erweiterte Diabetes-Diät führte zu folgenden Beobachtungen [13, 16]:
- Verbesserte Glucosetoleranz
- Erhöhte (Nüchtern-) Blutzuckerwerte
- Erniedrigte Insulinspiegel
- Geringere Gesamtcholesterin- und Triglyceridwerte
- Erhöhte HDL-Cholesterinspiegel
In einer jüngeren Metaanalyse von 15 randomisierten klinischen Studien konnte bei Nichtdiabetikern jedoch kein Einfluss der zusätzlichen Chromgaben auf die Glucose- oder Insulinkonzentration festgestellt werden [1]. Aufgrund einiger in dieser Metaanalyse untersuchten Studien aus China wurde der entsprechende Einfluss von Chrom bei Diabetikern als nicht ausreichend beweiskräftig beurteilt [1].
Bedeutung für die Gewichtsreduktion
Dem essentiellen Spurenelement Chrom wird eine gewichtsreduzierende Wirkung zugesprochen – im Vergleich zu sportlicher Aktivität ist dieser Effekt jedoch verschwindend gering [10].So ergab eine Untersuchung mit 154 Erwachsenen, die bei kalorienreduzierter Diät über einen Zeitraum von 10 Wochen 200 beziehungsweise 400 µg Chrompikolinat pro Tag erhielten, einen erhöhten Anteil an Lean Body Mass (fettfreie Körpermasse), insbesondere an Muskelmasse, sowie einen Verlust an Körperfett [11].
In einer anderen Studie mit 33 übergewichtigen Frauen, die bei hypokalorischer Ernährung über einen Zeitraum von 12 Monaten täglich 200 µg Chrompikolinat aufnahmen, konnten hingegen keine Effekte auf das Körpergewicht beziehungsweise auf die Körperzusammensetzung festgestellt werden [14].
Literatur
- Althuis M.D., Jordan N.E., Ludington E.A., Wittes J.T. (2002)
Glucose and insulin responses to dietary chromium supplements: a meta-analysis.
Am. J. Clin. Nutr. 76: 148-155
- Anderson R.A., Cheng N., Bryden N.A., Polansky M.M., Chi J., Feng J.
Elevated Intakes of Supplemental Chromium Improve Glucose and Insulin Variables in Individuals with Type 2 Diabetes.
Diabetes 46 (1997) 1786-1791 - Anke M., Schümann K. (1999)
Spurenelemente. In: Biesalski H.K., Fürst P., Kasper H., Kluthe R., Pölert W., Puchstein C., Stähelin H.B. (eds): Ernährungsmedizin.
2.Aufl., Thieme, Stuttgart, New York. 173-186 - Biesalski, H. K.; Köhrle, J.; Schümann, K.
Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. 235-236
Georg Thieme Verlag; Stuttgart/New York 2002 - Biesalski, H. K., Fürst, P., Kasper, H., Kluthe, R., Pölert, W., et al.
Ernährungsmedizin. 175-176
Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1999
- Bundesinstitut für Risikobewertung: Domke A., Großklaus R., Niemann B., Przyrembel H.,
Richter K., Schmidt E., Weißenborn A., Wörner B., Ziegenhagen R. (Hrsg.)
Verwendung von Mineralstoffen in Lebensmitteln - Toxologische und ernährungsphysiologischen Aspekte Teil 2.
BfR-Hausdruckerei Dahlem, 2004
- Davis C.M., Sumrall K.H., Vincent J.B. (1996)
A biologically active form of chromium may activate a membrane phosphotyrosine phosphatase (PTP).
Biochemistry 35: 12963-12969
- do Canto O.M., Sargent T., Liehn J.C. (1995)
Chromium 3 metabolism in diabetic patients. In: Kinetic models of trace element and mineral metabolism. Subrananian K.N., WastneyM.E. (Eds.)
CRC Press, Boca Raton, FL, p. 205-219 - Elmadfa und Leitzmann.
Ernährung des Menschen. 279-281
Verlag Eugen Ulmer Stuttgart; 2004; 4., korrigierte und aktualisierte Auflage - Hahn A.
Nahrungsergänzungsmittel. 180-182
Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 2001 - Kaats G.R., Blum K., Fisher J.A. et al. (1996)
Effects of chromium picolinate supplementation on body composition: a randomized doublemasked placebo-controlled study.
Curr Ther Res 57: 747-756 - Kasper H.
Ernährungsmedizin und Diätetik. 66
Urban & Fischer Verlag; 2004 Elsevier GmbH, München - Mooradian A.D., Failla M., Hoogwerf B., Maryniuk M., Wylie-Rosett J. (1994)
Selected vitamins and minerals in diabetes.
Diabetes Care 17: 464-479 - Pasman W.J., Westerterp-Plantenga M.S., Saris W.H.M. (1997)
The effectiveness of long-term supplementation of carbohydrate, chromium, fibre, and caffeine on weight maintenance.
Int J Obes Relat Metab Disord 21: 1143-1151 - Schmidt, Dr. med. Edmund, Schmidt, Nathalie
Leitfaden Mikronährstoffe. 262-265
Urban & Fischer Verlag; München, Februar 2004 - Stoecker B.J. (2001)
Chromium. In: Present knowledge in nutrition. Eighth edition. Bowman B.A., Russell R.M. (Eds.)
ILSI Press, Washington, DC, p. 366-372 - Vincent J.B. (2000)
The biochemistry of chromium.
J. Ntr. 130: 715-718 - Vincent J.B. (2000)
Quest for the molecular mechanism of chromium action and its relationship to diabetes.
Nutr. Rev. 58: 67-72
DocMedicus 
Newsletter 
DocMedicus Expertenrat
