Was ist Insulin?

Insulin ist ein Hormon, das den Blutzuckerspiegel reguliert. Glukose ist ein Monosaccharid, also ein einfaches Kohlenhydrat. Nach dem Essen werden komplexe Kohlenhydrate im Magen-Darm-Trakt in einfache aufgespalten und in den Blutkreislauf aufgenommen.

Insulin reguliert den Kohlenhydratstoffwechsel und ist am Protein- und Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt. Dank dieses Hormons wird Glukose aus dem Blut von den Zellen von Organen und Geweben aufgenommen. Seine Reste lagern sich in Form von Glykogen in Leberzellen und Muskeln ab. Es ist ein Polysaccharid, das aus Glukosemolekülen besteht. Es handelt sich um eine gespeicherte Kohlenhydratreserve, die die Hauptenergiequelle für unseren Körper darstellt. Es wird freigesetzt und in Glukose umgewandelt, wenn der Körper einen erhöhten Energiebedarf verspürt. Dies geschieht bei körperlicher Aktivität, Stress, wenn der Blutzuckerspiegel aufgrund des Auslassens von Mahlzeiten oder eines Kaloriendefizits sinkt.

Die Beteiligung von Insulin am Proteinstoffwechsel besteht darin, dass dieses Hormon die Synthese von Nukleinsäuren fördert und den Abbau von Proteinverbindungen hemmt. Beim Fettstoffwechsel aktiviert Insulin Energieprozesse in Fettzellen und beteiligt sich an der Synthese von Fettsäuren.

Wie funktioniert Insulin?

Dieses Hormon reguliert die Energieverteilung in Form von Glukose. Nach diesem Kriterium werden alle Organe und Gewebe in insulinabhängige und nicht insulinabhängige Organe und Gewebe unterteilt. Leber, Muskel und Fettgewebe sind insulinabhängig. Glukose gelangt nur dann in sie, wenn Insulin „die Erlaubnis gibt", Energiedepots zu bilden. Bei Kalorienmangel, wenn nicht genügend Energie vorhanden ist, fehlt im Fettgewebe und in den Muskeln die Glukose, die das Insulin nicht in die Zellen gelangen lässt. Es wird an das Gehirn und andere lebenswichtige Organe gesendet, die insulinunabhängig sind.

Entdeckung von Insulin und seiner Rolle im Körper

Die Bauchspeicheldrüse ist für die Produktion dieses Hormons verantwortlich. Das Hormon wird von speziellen ß-Zellen der Langerhans-Inseln produziert. Insulin ist ein lebenswichtiges Hormon, dessen gestörte Sekretion zu schwerwiegenden Stoffwechselproblemen führt. Die bekannteste Erkrankung, die mit einer gestörten Insulinfunktion der Bauchspeicheldrüse einhergeht, ist Diabetes mellitus (DM).

Die allererste Beschreibung der Symptome von Diabetes erfolgte 2980 v. Chr. durch den Ägypter Imhotep. Informationen über Diabetes wurden auch in antiken griechischen Papyri aus dem Jahr 1500 v. Chr. gefunden.
Die Natur der „Zuckerkrankheit" wird seit vielen Jahren erforscht. Die Entdeckung des Hormons, das den Blutzuckerspiegel reguliert, gehört dem Wissenschaftler Paul Langerhans. 1869 entdeckte er eine Gruppe von Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die für die Insulinsekretion verantwortlich sind. Der Facharzt konnte nachweisen, dass es die Bauchspeicheldrüse ist, die die Funktion hat, den Blutzuckerspiegel zu regulieren.

Im Jahr 1900 setzte der Wissenschaftler L. V. Sobolev die Forschung an diesem Organ fort und entdeckte, dass pathologische Veränderungen in den Langerhans-Inseln zu Diabetes mellitus führen und bei anhaltendem Diabetes auch bei einer Atrophie des Drüsengewebes kein Diabetes auftritt.

Die Freisetzung des Hormons und die Entdeckung der Insulintherapie gehen auf den kanadischen Arzt Frederick Banting zurück. Er isolierte als erster weltweit den sogenannten „Pankreas-Extrakt" aus seinen Zellen, um ihn zur Behandlung von Diabetes einzusetzen. Dies geschah erst 1921. Insulin hieß ursprünglich Ayletin, wurde dann aber umbenannt.

Vor der Einführung der Insulintherapie waren Menschen mit Diabetes dazu verdammt, schnell zu sterben. Im Jahr 1922 wurde ein Medikament auf Basis von gereinigtem Insulin tierischen Ursprungs hergestellt. Im Jahr 1923 begann die Massenproduktion dieses Arzneimittels. Es ermöglichte Menschen mit Diabetes, den Blutzuckerspiegel künstlich zu regulieren und so die tödlichen Komplikationen von Diabetes zu vermeiden.

Derzeit wird Insulin für Diabetiker gentechnisch hergestellt. Ein solches Medikament wird als rekombinant bezeichnet. Es wird aus einer Substanz hergestellt, die von Hefestämmen in einem Nährmedium produziert wird. Diese Methode ermöglichte es, auf Rohstoffe tierischen Ursprungs zu verzichten und ein Medikament zu erhalten, dessen Wirkung mit natürlichem Insulin identisch ist.

Insulinsekretion und ihre Störungen

Für den normalen Ablauf von Stoffwechselprozessen ist es wichtig, dass Insulin in der erforderlichen Menge produziert wird. Es wird immer eine minimale Menge dieses Hormons produziert. Wir sprechen von der basalen Insulinsekretion. Nach dem Essen und dem Eintritt von Glukose ins Blut kommt es zu einer aktiven Freisetzung des Hormons – dem sogenannten prandialen Peak. Dies ist notwendig, damit Glukose in die Zellen von Organen und Gewebe gelangen kann.

Während der normalen Funktion der Bauchspeicheldrüse erfolgt die Insulinproduktion nach dem Essen in zwei Phasen. Die schnelle Phase dauert 1–3 Minuten, die langsame Phase dauert bis zu einer halben Stunde.

Der Insulinspiegel im Blut gesunder Menschen schwankt in weiten Grenzen. Es hängt vom Alter und dem physiologischen Zustand ab. Bei Kindern liegt dieser Wert zwischen 3 und 20 μU/ml, bei Erwachsenen liegt die Obergrenze bei 25 μU/ml.

Während der Schwangerschaft und nach den Wechseljahren kommt es bei Frauen zu erheblichen hormonellen Veränderungen. Der normale Insulinspiegel liegt in diesem Fall zwischen 6 und 27/36 µU/ml.

Als Verstoß gilt nicht nur eine verminderte, sondern auch eine erhöhte Sekretion des Hormons. Es gibt mehrere Faktoren, aufgrund derer die Bauchspeicheldrüse nicht die erforderliche Menge Insulin produzieren kann:

• Diabetes Typ 1. Der pathologische Prozess wird durch eine Autoimmunreaktion verursacht. Bei Menschen mit dieser Erkrankung werden die ß-Zellen der Langerhans-Inseln zerstört und können den Bedarf des Körpers an dem Hormon nicht decken.
• Pankreatitis. Eine Entzündung der Bauchspeicheldrüse führt zu einer Beeinträchtigung der Sekretionsfunktion und einem Insulinmangel aufgrund von Gewebefibrose. Ein Diabetes mellitus, der mit einer Pankreatitis einhergeht, wird als pankreatogener Diabetes oder Typ-3-Diabetes bezeichnet.
• Trauma, Operation an der Bauchspeicheldrüse. Sie schädigen den Inselapparat, der Insulin produziert.
• Missbrauch schneller Kohlenhydrate. Eine übermäßige Aufnahme von Glukose aus der Nahrung führt dazu, dass das Organ härter arbeitet. Dies führt mit der Zeit zu einer Beeinträchtigung der Insulinfunktion durch Abnutzung der Bauchspeicheldrüse.
• Rausch. Alkohol, starke Medikamente, chemische und natürliche Gifte sowie radioaktive Substanzen schädigen die Zellen der Bauchspeicheldrüse.
• Insulinom. Ein Tumor der β-Zellen der Pankreasinseln führt zu einer übermäßigen Insulinsekretion.

Erhöhte Hormonspiegel führen zu einer anhaltenden Hypoglykämie. Aufgrund des niedrigen Glukosespiegels können Organ- und Gewebezellen nicht ausreichend Energie erhalten.

Insulin für Diabetiker

Wenn die Insulinproduktion gestört ist oder fehlt, gelangt Glukose aus der Nahrung ins Blut, kann jedoch nicht in die Zellen insulinabhängiger Gewebe, also Muskeln und Fett, gelangen. Gleichzeitig erhalten insulinunabhängige Organe übermäßig viel Glukose, was zu pathologischen Veränderungen führt. Bei Diabetes mellitus sind vor allem die Zielorgane betroffen: Blutgefäße, Nerven, Nieren.

Die Insulintherapie wird zur Behandlung von Typ-1- und Typ-2-Diabetes eingesetzt. Bei Typ-1-Diabetes sind die Zellen der Bauchspeicheldrüse geschädigt, sodass Injektionen des Arzneimittels die einzige Möglichkeit zur Kontrolle des Glukosespiegels darstellen.
Bei Typ-2-Diabetes treten Störungen auf, die auf eine verminderte Anfälligkeit des insulinempfindlichen Gewebes zurückzuführen sind. Es kann in ausreichender Menge oder sogar im Übermaß produziert werden, Leber, Fett und Muskelgewebe nehmen die Wirkung dieses Hormons jedoch nicht mehr wahr. Es kommt zu einer chronischen Hyperglykämie – einem erhöhten Blutzuckerspiegel.

Eine grundlegende Rolle bei der Behandlung von Typ-2-Diabetes spielt eine kohlenhydratarme Ernährung, die Einnahme von Medikamenten zur Senkung des Zuckerspiegels und zur Erhöhung der Zellempfindlichkeit gegenüber Insulin. Patienten mit fortschreitender Erkrankung werden Insulininjektionen gegen Typ-2-Diabetes verschrieben. Dies geschieht in der Regel dann, wenn die Betazellen der Bauchspeicheldrüse mit der körpereigenen Hormonproduktion nicht mehr zurechtkommen und zuckersenkende Medikamente ihre Wirkung verlieren.

Diabetes wird dekompensiert, also unkontrolliert, was mit schwerwiegenden Komplikationen verbunden ist. In diesem Fall kommt exogenes Insulin zur Rettung – dasjenige, das von außen kommt.

Vorbereitungen für die Insulintherapie

Bei der Behandlung von Diabetes kommen verschiedene Arten von Insulinpräparaten zum Einsatz. Sie haben die gleiche Wirkung, unterscheiden sich jedoch in der Einwirkungsgeschwindigkeit und -dauer. Dies ist notwendig, um die Behandlung physiologischer zu gestalten, da der Insulinspiegel bei gesunden Menschen im Laufe des Tages natürlicherweise ansteigt und abfällt.

Bei Diabetes werden vier Arten von Insulin eingesetzt:

• Das schnell wirkende Medikament wird vor dem Essen verabreicht. Die Wirkung tritt innerhalb von 15 Minuten ein und behält ihre Wirkung für 3-4 Stunden.
• Kurzwirksames Insulin wird auch vor den Mahlzeiten verwendet. Es wird in 30-60 Minuten funktionieren. Die Wirkung hält 5-8 Stunden an.
• Zwischeninsulin wirkt 1-2 Stunden nach der Injektion. Die Wirkung hält 14-16 Stunden an.
• Langwirksames Insulin wirkt zwei Stunden nach der Injektion. Seine Wirkung hält bis zu einem Tag oder länger an.

Das Behandlungsschema und die Dosierung des Arzneimittels werden vom behandelnden Arzt basierend auf dem klinischen Fall ausgewählt. Bei Typ-1-Diabetes kommt in der Regel eine Basal-Bolus-Insulintherapie zum Einsatz. Es enthält kurz- und schnell wirkende Medikamente, um den Zucker aus jeder Mahlzeit zu verbrauchen und den ganzen Tag über einen normalen Glukosespiegel aufrechtzuerhalten.