Biomarker

Albumin ist das häufigste Plasmaprotein, wird ausschließlich in der Leber gebildet und hält den kolloidosmotischen Druck aufrecht, während es Hormone, Fettsäuren, Calcium, Bilirubin und viele Medikamente transportiert. Die Serumkonzentration spiegelt die hepatische Synthesekapazität, den Ernährungszustand, Entzündungen sowie renale oder gastrointestinale Verluste wider. Niedrigere Albuminwerte sind ein belastbarer Marker des biologischen Alterns und konsistent mit Sarkopenie, Frailty, längeren Krankenhausaufenthalten und erhöhter Gesamtmortalität assoziiert, weshalb Albumin in zahlreiche zusammengesetzte Alters-Scores eingeht.

Alanin-Aminotransferase (ALT, GPT) und Aspartat-Aminotransferase (AST, GOT) sind intrazelluläre Enzyme, die bei Schädigung von Hepatozyten ins Blut freigesetzt werden. ALT ist relativ leberspezifisch, AST stammt zusätzlich aus Muskel, Herz und Erythrozyten. Erhöhungen finden sich am häufigsten bei metabolisch-assoziierter Fettlebererkrankung, Alkoholkonsum, viraler Hepatitis oder medikamentös-toxischen Schäden; der AST/ALT-Quotient hilft bei der Differenzierung. Anhaltend erhöhte Werte sind mit kardiometabolischem Risiko und höherer Gesamtmortalität assoziiert.

Apolipoprotein B (ApoB) ist das Strukturprotein atherogener Lipoproteine, einschließlich LDL, VLDL, IDL und Lp(a). Da ApoB-100 typischerweise mit etwa einem Molekül pro atherogenem Partikel vorliegt, dient der Plasma-ApoB-Wert als klinischer Surrogatmarker für die Anzahl atherogener Partikel. Multivariable Mendelsche Randomisierungsstudien (z. B. Richardson et al.) weisen ApoB und die Partikellast als kausalen Lipid-Treiber der koronaren Herzkrankheit aus. ApoB gilt damit als präziserer Prädiktor kardiovaskulärer Ereignisse und Mortalität als LDL-Cholesterin allein. Niedrigere Werte sind mit weniger Atherosklerose verbunden.

Dehydroepiandrosteronsulfat (DHEA-S) ist die sulfatierte, langzirkulierende Form von DHEA, wird in der Nebennierenrinde (Zona reticularis) gebildet und dient peripher als Vorstufe für Androgene und Östrogene. Trotz geringer Tagesschwankungen ist die Serumkonzentration deutlich stabiler als bei DHEA selbst, weshalb DHEA-S als klinischer Leitparameter der adrenalen Androgenproduktion gilt. Im jungen Erwachsenenalter erreicht es sein Maximum und fällt mit dem Alter steil ab (Adrenopause); niedrigere Werte sind beobachtungsbasiert mit Frailty, geringerer Knochendichte und eingeschränkter Immunfunktion assoziiert, während DHEA-Supplementierungsstudien für harte Endpunkte weitgehend negativ ausfielen.

Freies T3 (fT3) und freies T4 (fT4) sind die ungebundenen, biologisch aktiven Anteile von Trijodthyronin und Thyroxin. T4 ist das Hauptsekretionsprodukt der Schilddrüse und wird peripher durch Dejodasen in das stärker wirksame T3 umgewandelt, das über nukleäre Rezeptoren Stoffwechsel, Thermogenese und Herz-Kreislauf-Funktion reguliert. Die Bestimmung der freien Fraktionen umgeht Schwankungen der Bindungsproteine und hilft, in Kombination mit TSH zwischen primärer Schilddrüsenerkrankung, zentraler Hypothyreose und Non-Thyroidal-Illness zu unterscheiden.

Die Gamma-Glutamyl-Transferase (GGT) ist ein membrangebundenes Enzym, das Gamma-Glutamyl-Reste überträgt und am Glutathion-Recycling beteiligt ist; die höchste Aktivität findet sich in Leber, Gallenwegsepithel und Niere. Im Serum steigt sie bei Cholestase, Alkoholkonsum, Steatose und unter enzyminduzierenden Medikamenten und ist damit ein sensitiver, aber unspezifischer Leberparameter. Auch innerhalb des Normbereichs sind höhere GGT-Werte unabhängig mit Insulinresistenz, kardiovaskulären Erkrankungen und erhöhter Gesamtmortalität assoziiert und gelten als Marker für oxidativen Stress.

HDL-Cholesterin (Cholesterin in High-Density-Lipoproteinen) erfasst das von HDL-Partikeln transportierte Cholesterin, das im Rahmen des reversen Cholesterintransports Cholesterin aus den Geweben zur Leber zurückführt. In Beobachtungsstudien waren höhere HDL-C-Werte mit geringerem kardiovaskulärem Risiko verbunden, doch Mendelsche Randomisierung und Studien HDL-steigernder Medikamente zeigen einen nicht-kausalen, U-förmigen Zusammenhang: sehr hohe HDL-C-Werte sind ebenfalls mit erhöhter Mortalität assoziiert. Wichtiger als die Konzentration ist die HDL-Funktionalität.

Homocystein ist eine schwefelhaltige Aminosäure, die im Methioninstoffwechsel entsteht und über Remethylierungs- oder Transsulfurierungswege abgebaut wird, die auf Folsäure, Vitamin B12 und Vitamin B6 angewiesen sind. Erhöhtes Plasma-Homocystein zeigt einen gestörten C1-Stoffwechsel an und ist mit endothelialer Dysfunktion, Atherosklerose und Schlaganfall assoziiert; kognitiver Abbau und Demenz sind beobachtungsbasiert verknüpft, die Kausalität ist jedoch unsicher. Große randomisierte Studien zur B-Vitamin-Gabe (HOPE-2, NORVIT, VISP, SEARCH, VITATOPS) haben kardiovaskuläre Ereignisse insgesamt nicht konsistent reduziert; einige Metaanalysen deuten auf eine geringe Senkung des Schlaganfallrisikos hin. Homocystein gilt daher vor allem als Risiko- und Stoffwechselmarker.

Das hochsensitive C-reaktive Protein (hs-CRP) ist ein in der Leber gebildetes Akute-Phase-Protein, das vor allem durch IL-6 induziert wird und auch geringgradige systemische Entzündungen erfasst. Außerhalb akuter Infekte weist dauerhaft erhöhtes hs-CRP auf chronische Entzündung hin, verbunden mit Atherosklerose, Insulinresistenz und metabolischem Syndrom. hs-CRP ist ein nachgelagerter Marker der IL-6-getriebenen Entzündung; Mendelsche Randomisierung stützt CRP selbst nicht als kausal für die koronare Herzkrankheit, während Studien an vorgeschalteter Entzündung (z. B. CANTOS mit Canakinumab) kardiovaskuläre Ereignisse reduzieren. hs-CRP bleibt ein nützlicher Marker der Entzündungslast mit Bezug zu kardiovaskulärem Risiko und Mortalität.

Der insulinähnliche Wachstumsfaktor 1 (IGF-1) wird überwiegend in der Leber unter Stimulation durch Wachstumshormon gebildet und vermittelt einen Großteil der anabolen GH-Wirkungen auf Muskulatur, Knochen und andere Gewebe. Als Biomarker dient er als stabiler Surrogatparameter der GH-Achse und spiegelt zudem Ernährungszustand und Proteinzufuhr wider. Höhere Erwachsenenwerte sind mit erhöhtem Krebsrisiko verbunden, sehr niedrige Werte mit Frailty und Muskelverlust, was auf einen U-förmigen Zusammenhang mit der Langlebigkeit hindeutet.

Der Koronarkalk-Score (CAC-Score) ist eine im nativen Herz-CT bestimmte Messgröße, die als Agatston-Score verkalkte atherosklerotische Plaques als Marker der gesamten atherosklerotischen Last quantifiziert; nicht-verkalkte (weiche) Plaques werden nicht erfasst. Ein höherer CAC-Score ist stark mit zukünftigem Herzinfarkt, kardiovaskulären Ereignissen und Gesamtmortalität assoziiert; Leitlinien zur Primärprävention (ACC/AHA 2018, ESC 2021) empfehlen CAC zur Risikoreklassifizierung bei Erwachsenen mit mittlerem Risiko. Ein Score von null spricht für ein sehr niedriges kurzfristiges Risiko, schließt jedoch Atherosklerose nicht vollständig aus, insbesondere nicht bei jüngeren Erwachsenen oder bei erhöhtem Lp(a) bzw. familiärer Hypercholesterinämie.

Kreatinin ist ein Abbauprodukt des muskulären Kreatins, das mit relativ konstanter Rate gebildet und überwiegend durch glomeruläre Filtration ausgeschieden wird, mit einem kleinen Anteil tubulärer Sekretion; dadurch ist das Serumkreatinin ein zentraler Marker der Nierenfunktion. Da die Absolutwerte von Muskelmasse, Alter, Geschlecht, Fleischverzehr und Kreatinsupplementierung abhängen, berichten Labore zusätzlich die geschätzte glomeruläre Filtrationsrate (eGFR), heute standardmäßig anhand der race-free CKD-EPI-Formel von 2021. Eine niedrigere eGFR zeigt eine reduzierte Filtrationsleistung an und ist robust mit kardiovaskulären Ereignissen, Frailty und Mortalität verknüpft.

LDL-Cholesterin (Cholesterin in Low-Density-Lipoproteinen) bezeichnet das von LDL-Partikeln im Blut transportierte Cholesterin. Überschüssige ApoB-haltige LDL-Partikel können in die Intima der Arterien eindringen und dort retiniert werden, wo Modifikation (z. B. Oxidation) und Entzündung die Bildung atherosklerotischer Plaques antreiben. LDL-C ist ein etablierter kausaler Risikofaktor für atherosklerotische Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Herzinfarkt und Schlaganfall; lebenslang genetisch niedrigere LDL-C-Werte (z. B. PCSK9-Loss-of-Function-Varianten) senken das ASCVD-Risiko dosisabhängig. Aus Langlebigkeitssicht gilt: niedriger ist besser, idealerweise zusammen mit ApoB und Lp(a) interpretiert, da LDL-C und ApoB diskordant sein können.

Lipoprotein(a) ist ein LDL-ähnliches Partikel, bei dem Apolipoprotein(a) kovalent über eine Disulfidbrücke an apoB-100 gebunden ist. Die Plasmakonzentration ist zu einem großen Anteil (häufig mit rund 70–90 % angegeben) genetisch festgelegt und im Erwachsenenalter weitgehend stabil, obgleich z. B. bei Menopause, Nierenerkrankungen oder Entzündungen moderate Veränderungen vorkommen können. Mendelsche Randomisierungsstudien am LPA-Locus stützen einen kausalen Beitrag erhöhter Lp(a)-Werte zu Herzinfarkt, ischämischem Schlaganfall und kalzifizierender Aortenklappenstenose. Da Ernährung und Lebensstil kaum Einfluss haben, sollte Lp(a) mindestens einmal im Leben bestimmt werden.

Die Nüchternglukose ist die Blutzuckerkonzentration im Plasma nach mindestens acht Stunden ohne Kalorienzufuhr. Sie spiegelt die basale Glukosehomöostase wider, die durch hepatische Glukoseproduktion, β-Zell-Insulinsekretion, periphere Insulinsensitivität und gegenregulatorische Hormone wie Glukagon bestimmt wird, ergänzt durch die renale Glukosehandhabung. Dauerhaft erhöhte Werte weisen auf eine gestörte Nüchternglukose, einen Prädiabetes oder Typ-2-Diabetes hin; Mendelsche Randomisierung stützt einen kausalen Effekt höherer Nüchternglukose auf die koronare Herzkrankheit. Auch im oberen Normbereich gehen steigende Werte mit erhöhtem Risiko einher; stabile niedrig-normale Werte gelten als günstig.

Das Nüchterninsulin misst die Insulinkonzentration im Blut nach nächtlicher Nüchternheit und spiegelt zusammen die β-Zell-Sekretion, die hepatische Insulinclearance und die periphere Insulinsensitivität wider. Erhöhte Nüchterninsulinwerte gehören zu den frühesten Hinweisen auf Insulinresistenz und treten oft vor einem Anstieg von Nüchternglukose oder HbA1c auf, im Einklang mit Verläufen in Kohorten wie Whitehall II und IRAS. Hyperinsulinämie ist mit metabolischem Syndrom, Typ-2-Diabetes sowie einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Gesamtmortalität assoziiert. Niedrigere Werte sprechen für bessere Insulinsensitivität und metabolische Flexibilität.

Östradiol (E2) ist das biologisch wirksamste Östrogen, vor der Menopause überwiegend in den Ovarien gebildet und in geringerer Menge durch Aromatisierung von Androgenen im Fett-, Hirn-, Knochen-, Leber-, Brust- und weiteren peripheren Geweben. Es unterstützt Endothelfunktion, Knochenstoffwechsel und reproduktive Gewebe und kann zur Kognition beitragen. Nach der Menopause fallen die Werte stark ab und die Restproduktion erfolgt über periphere Aromatisierung, was zu beschleunigtem Knochenverlust, vasomotorischen Beschwerden und einem multifaktoriellen Anstieg des kardiometabolischen Risikos beiträgt. Auch beim Mann ist eine moderate Aromatisierung zu Östradiol für die Knochengesundheit bedeutsam.

Testosteron ist das wichtigste Androgen, beim Mann überwiegend in den Leydig-Zellen der Hoden, bei der Frau in geringerer Menge in Ovarien und Nebennieren gebildet. Es fördert Muskelmasse, Knochendichte, Libido, Stimmung und Erythropoese. Im Labor werden Gesamttestosteron sowie freies oder bioverfügbares Testosteron bestimmt, da rund 98% an SHBG und Albumin gebunden zirkulieren. Mit zunehmendem Alter sinken die Spiegel beim Mann; niedrigere Werte sind beobachtungsbasiert mit Sarkopenie, Frailty, metabolischem Syndrom sowie höherer Gesamtmortalität und ungünstigen kardiometabolischen Endpunkten assoziiert, wobei Adipositas, Entzündung und SHBG-Veränderungen mögliche Confounder sind.

Triglyzeride sind die wichtigste Speicherform von Nahrungs- und körpereigenem Fett und werden im Blut durch triglyzeridreiche Lipoproteine transportiert, vor allem VLDL, Chylomikronen, IDL und ihre Remnant-Partikel. Nüchterntriglyzeride steigen bei Insulinresistenz, hoher Zufuhr raffinierter Kohlenhydrate, Alkoholkonsum und metabolischem Syndrom. Erhöhte Werte spiegeln vermehrte triglyzeridreiche Remnant-Lipoproteine wider; das in diesen Partikeln transportierte Remnant-Cholesterin ist laut Mendelscher Randomisierung kausal mit atherosklerotischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen verknüpft. Niedrigere Nüchternwerte sind mit besserer Insulinsensitivität und geringerem kardiovaskulärem Risiko assoziiert.

Das Thyreoidea-stimulierende Hormon (TSH) wird von Thyreotropen des Hypophysenvorderlappens ausgeschüttet und steuert die Schilddrüsenhormonproduktion über eine negative Rückkopplung durch zirkulierendes T3 und T4. Bei primären Schilddrüsenerkrankungen ist TSH der empfindlichste Einzelparameter: erhöhte Werte sprechen meist für eine Hypothyreose, supprimierte Werte für eine Hyperthyreose oder eine exogene Hormonüberdosierung. Bei zentraler (hypophysärer oder hypothalamischer) Hypothyreose kann TSH bei niedrigem fT4 inadäquat normal oder niedrig sein, weshalb die kombinierte Beurteilung mit freiem T4 nötig ist. Im höheren Alter verschiebt sich der Referenzbereich leicht nach oben, und subklinische Funktionsstörungen sind häufig.