Diabetes mellitus / Pathophysiologie

C-Peptid

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Das C-Peptid ist ein Spaltprodukt, welches bei der Aktivierung von Insulin aus Proinsulin entsteht. Es hat selbst keinen Einfluss auf die Blutzuckerkontrolle wie Insulin, übt jedoch über besondere Rezeptoren einen schützenden Effekt auf Zellen und Funktionen des Körpers aus. Ein Mangel an C-Peptid wird für Komplikationen des Diabetes mellitus, speziell des Typ-1-Diabetes (T1DM), verantwortlich gemacht. (1)World J Diabetes. 2015 Feb 15;6(1):145-50 Eine C-Peptid-Zufuhr vermag solchen Komplikationen entgegenzuwirken. (2)Biomedicines. 2021 Mar 8;9(3):270. DOI: 10.3390/biomedicines9030270

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Bildung

In den ß-Zellen der Bauchspeicheldrüse wird abhängig vom Blutzuckerspiegel Präproinsulin gebildet, welches zunächst durch Abspaltung eines kleinen Oligopeptidstrangs auf das Proinsulin verkürzt wird. Aus diesem wird durch einen weiteren enzymatischen Schritt das C-Peptid („connecting peptide“), ein Oligopeptid von 31 Aminosäuren Länge, abgespalten. Es wird zusammen mit dem entstandenen Insulin (in gleicher molarer Menge) in die Blutbahn abgegeben.

C-Peptid im Blut

Insulin und C-Peptid gelangen nach ihrer Sekretion über das Pfortaderblut zunächst in die Leber, wo Insulin zu etwa 50% abgebaut wird; das C-Peptid jedoch passiert die Leber und wird erst in den Nieren metabolisiert. Insulin hat eine Halbwertszeit im peripheren Blut von etwa 4 Minuten, das C-Peptid dagegen von etwa 30 Minuten. (3)World J Diabetes. 2015 Feb 15;6(1):145-50 Der Blutspiegel des C-Peptids repräsentiert daher die Insulinproduktion in den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse sehr viel besser als der von Insulin.

Bedeutung

Diagnostische Bedeutung

Da das C-Peptid im Blut in gleicher molarer Menge wie Insulin erscheint, kann es als Marker der Insulin-Sekretion verwendet werden (s.o.). Beim Typ-1-Diabetes, beim LADA-Typ-Diabetes (siehe hier) und im Spätstadium des Typ-2-Diabetes ist  seine Konzentration im Blut erniedrigt. Beim frühen (noch nicht “ausgebrannten”) Typ-2-Diabetes ist sie erhöht, beim Insulinom sogar erheblich.

Funktionen im Körper

Stoffwechseleffekte

Lange Zeit wurde angenommen, dass das C-Peptid lediglich ein Abfallprodukt der Insulinsynthese sei. (4)Am J Physiol Endocrinol Metab. 2000 May;278(5):E759-68 Inzwischen weiß man, dass es den Stoffwechsel verschiedener Zelltypen im Körper über seine Bindung an Oberflächenrezeptoren (G-Protein gekoppelt) den Ca2+-abhängigen intrazellulären Signalweg aktiviert. Der intrazelluläre Anstieg von Kalzium (Ca2+) führt zu einer erhöhten Aktivität der Ca-abhängigen Proteinphosphatase IIB und darüber zu einer Aktivierung der Na+,K+-ATPase (durch ihre Dephosphorylierung), wie beispielsweise in Nierentubuluszellen und in Inselzellen des Pankreas nachgewiesen wurde. (5)Rev Diabet Stud. 2009 Fall;6(3):138-47

Das C-Peptid stimuliert die Gentranskription der Stickstoffmonoxid-Synthase (nitric oxide synthase, eNOS), was schließlich zu einer vermehrten Stickstoffmonoxid (NO)-Freisetzung in den Gefäßendothelien führt. NO bewirkt eine Relaxation der glatten Muskulatur der Gefäßwände und damit einen erhöhten Blutfluss. Dies ist auch in der Niere nachweisbar und trägt zur Nephroprotektion des C-Peptids bei. (6)Diabetes. 2012 Apr;61(4):761-72 (7)Diabetes Metab Res Rev. 2008 May-Jun;24(4):331-8

Klinische Effekte
Das C-Peptid verhindert sowohl im Tierversuch als auch beim Menschen diabetische Schäden und Komplikationen, die klinisch bedeutsam sind. (8)Am J Physiol Endocrinol Metab. 2014 Dec 1;307(11):E955-68. DOI: 10.1152/ajpendo.00130.2014

  • Diabetische Gefäßschäden (Vasculopathie): Die Beeinflussung des Endothels des Blutgefäßsystems führt zu einer Verbesserung des mikrovaskulären Blutflusses. (9)Exp Diabesity Res. 2004 Jan-Mar;5(1):51-64
  • Erythrozyten: C-Peptid erhöht die Deformierbarkeit der Erythrozyten (über eine Restaurierung der Na+,K+-ATPase) und trägt auf diese Weise zu einer Verbesserung der mikrovaskulären Durchblutung in den Endstromgebieten bei. (10)Rev Diabet Stud. 2009 Fall;6(3):159-67
  • Diabetische Nephropathie: In Studien wurde festgestellt, dass C-Peptid beim Insulin-abhängigen Diabetes mellitus zu einer Verbesserung der Nierenfunktion (verminderte Albuminurie) führte. (11)Horm Metab Res. 1998 Jan;30(1):A2-5
  • Diabetische Neuropathie: Das C-Peptid übt einen positiven Effekt auf die diabetische Polyneuropathie aus. Es wird darauf hingewiesen, dass die Behandlung des Typ-1-Diabetes neben Insulin auch C-Peptid umfassen sollte. (12)Rev Diabet Stud. 2009 Fall;6(3):187-202 (13)Diabetologia. 2001 Jul;44(7):889-97. doi: 10.1007/s001250100570
  • Arteriosklerose:
    • Eine Arbeit zeigt eine positive Assoziation eines erhöhten C-Peptid-Spiegels im Blut mit koronarer Herzkrankheit. Ein erhöhter Wert zeigt möglicherweise koronare Komplikationen früher an als ein erhöhter Nüchternzuckerwert (impaired fasting glucose). (14)Diab Vasc Dis Res. 2015 Feb 12. pii: 1479164114564900
    • C-Peptid fördert direkt die Arteriosklerose der Herzkranzgefäße, wie bei Patienten mit rheumatoider Arthritis festgestellt wurde. (15)Rheumatol Int. 2015 Sep;35(9):1541-7. doi: 10.1007/s00296-015-3244-y Dies wäre ein gravierender Nachteil gegenüber den ansonsten positiven Aspekten einer C-Peptid-Therapie beim Insulin-abhängigen Diabetes.
    • Ein erhöhter Spiegel wird als ein unabhängiger Risikofaktor für atriale Kardiomyopathie bei Erwachsenen ohne Diabetes angesehen. (16)Heart Vessels. 2023 Mar 16. DOI: 10.1007/s00380-023-02259-4

Perspektive

T1DM-Patienten produzieren kein C-Peptid. C-Peptid ist weit mehr als ein Neben- oder Abfallprodukt der Insulinsynthese. Es greift an verschiedenen Stellen in Stoffwechsel- und Signalprozesse des Körpers ein. Beim Insulin-abhängigen Diabetes schützt es vor Komplikationen, wie Durchblutungsstörungen in kleinsten Blutgefäßen und ihren Folgen, wie der diabetischen Nephropathie, Mikroangiopathie, Retinopathie, Neuropathie und verzögerte Wundheilung.

Das C-Peptid wird daher als eine möglicherweise sinnvolle Ergänzung der Insulin-Therapie beim Insulin-abhängigen Diabetes angesehen. (17)World J Diabetes. 2015 Feb 15;6(1):145-50 Allerdings muss weiter geklärt werden, inwieweit das C-Peptid mit einem erhöhten Risiko für eine koronare Herzkrankheit assoziiert ist, wie es eine Arbeit nahe legt. (18)Rheumatol Int. 2015 Sep;35(9):1541-7. DOI: 10.1007/s00296-015-3244-y

Es übt therapeutische Wirkungen in vitro und in vivo auf viele Komplikationen von T1DM aus, wie periphere Neuropathie, Arteriosklerose und Entzündungsbereitschaft. Die Verabreichung von C-Peptid kann daher in Verbindung mit Insulin viele der kardiovaskulären und vaskulären Komplikationen des T1DM verbessern.

Verweise

 

Autor: Prof. Dr. Hans-Peter Buscher (s. Impressum)

 

Literatur[+]