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Insulin: Arten, Wirkung, Therapie und Resistenz des Diabetes-Hormons

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Von: Natalie Hull-Deichsel

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Ist die Funktion und Wirkung von Insulin gestört, zeigen sich bestimmte Symptome und die Zuckerkrankheit Diabetes kann entstehen. Welche Insulintherapie hilft.

Insulin ist für den menschlichen Körper ein lebenswichtiges Hormon, das als einziges den Blutzucker senken kann. Es sorgt dafür, dass gerade nach Mahlzeiten der Blutzuckerspiegel nicht zu hoch ansteigt. Gleichzeitig transportiert es Glukose (Traubenzucker als natürlich vorkommendes Kohlenhydrat) zu den Körperzellen. Eine Störung der Insulinfunktion und ein erhöhter oder zu niedriger Insulinspiegel im Blut hat verschiedene Beschwerden zur Folge und kann zu Erkrankungen wie Diabetes führen. Nicht nur für Menschen mit Diabetes lohnt es sich zu wissen, wie wichtig Insulin ist, wie es in unserem Körper wirkt, welchen Einfluss es auf unseren Blutzucker hat und wie es zur Zuckerkrankheit Diabetes kommen kann.

Inhalt

Was ist Insulin?

3D-Animation der Bauchspeicheldrüse
Insulin ist ein lebenswichtiges Hormon, das als einziges den Blutzucker senken kann. Ist seine Funktion gestört, kann die Zuckerkrankheit Diabetes entstehen. (Symbolbild) © Science Photo Library/Imago

Insulin ist ein essenzielles Hormon, das in der Bauchspeicheldrüse – auch Pankreas genannt – produziert wird. Die Bauchspeicheldrüse zählt neben der Leber zu den größten Drüsen im menschlichen Körper und liegt hinter dem Magen zwischen Milz und Zwölffingerdarm. Insulin entsteht in den Beta-Zellen der sogenannten Langerhans-Inseln, dem Inselorgan der Bauchspeicheldrüse. Von diesen Insel-Drüsenzellen leitet sich auch der Name ab: Insulin kommt aus dem Lateinischen und heißt „insula“, zu Deutsch „Insel“.

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Die Betazellen produzieren zunächst die Vorstufe Proinsulin. Das Proinsulin spaltet sich auf in ein Insulin-Molekül und ein sogenanntes C-Peptid, welche beide im gleichen Verhältnis ins Blut ausgeschüttet werden. Laut Apotheken Umschau kann anhand des C-Peptid-Spiegels im Blut festgestellt werden, ob die Bauchspeicheldrüse noch genug Insulin produziert – Werte unter 0,2 μg/l weisen auf einen Insulinmangel hin, was bei Diabetes Typ 1 der Fall ist.

Insulinsekretion: Welche Funktion übernimmt das Hormon im Körper?

Insulin hat die wichtige Aufgabe, den Blutzuckerspiegel zu senken und im Normbereich zu halten. Gleichzeitig sorgt Insulin überhaupt erstmal dafür, dass die Glukose aus dem Blut von den Zellen zur Energieumwandlung aufgenommen wird. Die Insulinausschüttung, auch Insulinsekretion genannt, wird durch einen Anstieg von Glukose, dem Blutzucker angeregt sowie in geringerer Form durch freie Fettsäuren, Aminosäuren und Hormone des Magen-Darm-Trakts. Insulin wird dabei stoßweise ausgeschüttet, nicht gleichmäßig. Etwa alle drei bis sechs Minuten geben die Insulin-produzierenden-Beta-Zellen das Blutzucker-senkende Hormon an das Blut ab.

Neben der Blutzucker-senkenden Funktion und der „Vermittlerrolle“ zwischen Zucker und Zelle nimmt Insulin auch Einfluss auf das Appetitempfinden und Hungergefühl im Gehirn. Zudem hemmt das Hormon die Fettverbrennung, um während der Nahrungsaufnahme und dem ansteigenden Blutzuckerspiegel den Glukosegehalt zu regulieren. Liegt ein Insulinmangel vor, greift der Körper auf die Fettzellen zur Energiegewinnung zurück. Die Folge: Freie Fettsäuren überschwemmen den Organismus, was eine Übersäuerung des Blutes (Ketoazidose) zur Folge haben kann. Zu dieser schweren Stoffwechselentgleisung kommt es eher bei Diabetes Typ 1, weniger bei Diabetes Typ 2.

Welche Wirkung zeigt Insulin?

In der Praxis sieht der hormonelle Regelkreis durch Insulin im menschlichen Körper wie folgt aus:

Es sind besonders die Leber- und Muskelzellen, die dank Insulin große Mengen an Glukose aufnehmen und speichern können. Denn sie sprechen sehr gut auf das ausgeschüttete Insulin an. Hingegen nehmen die Nervenzellen des Zentralen Nervensystems (ZNS) mit Rückenmark und Gehirn sowie Nervenknoten (Ganglien) die Zuckermoleküle, also Glukose, unabhängig von der Insulinausschüttung in sich auf. Zeigen jedoch die insulinabhängigen Zellen erhöhten Bedarf an Glukose, kann eine Unterversorgung von Zucker in den Nervenzellen die Folge sein. Bei einer schweren Unterzuckerung (Hypoglykämie), zu der es besonders bei Diabetes kommen kann, ist das Gehirn betroffen. Wird der Insulinmangel nicht durch die Gabe von Glukose – beispielsweise Traubenzucker, Saft oder gezuckerte Getränke – behoben, können Betroffene ins Koma fallen und im schlimmsten Fall irreversible Gehirnschäden davontragen.

Hormonelle Gegenspieler zu Insulin

Eine bestimmte Menge an Glukose im Blut ist für den menschlichen Körper wichtig, um funktionieren zu können. Damit der Blutzucker durch das ausgeschüttete Insulin nicht unter einen Wert von 80 mg/dl abfällt, wird bei gesunden Menschen ein natürlicher Schutzmechanismus mit hormonellen Gegenspielern wie Glukagon, Adrenalin und Kortison ausgelöst. Diese Gegenspieler zu Insulin regulieren den Blutzucker wieder auf einen normalen Glukose-Wert. Die Insulinproduktion und -ausschüttung wird währenddessen stark herabgesenkt. Was bei den meisten ohne Probleme abläuft, ist bei Menschen mit Diabetes durch ihre „künstliche“ Insulintherapie störanfällig.

Was ist ein normaler Insulinspiegel, welche Blutzuckerwerte sind normal?

Das Hormon Insulin sorgt als einziger chemischer Botenstoff in unserem Körper dafür, den Blutzucker zu regulieren beziehungsweise zu senken. Je höher der Blutzuckerspiegel, desto mehr Insulin wird ausgeschüttet und desto mehr steigt der Insulinspiegel im Blut, um den Blutzuckerspiegel zu senken.

Als Referenzwert für Insulin steht das C-Peptid. Mit seiner Messung im Blut kann beurteilt werden, wie viel Insulin die Bauchspeicheldrüse noch produziert.  Bei einem gesunden Menschen liegt ein normaler Wert im nüchternen Zustand (mindestens zwölf Stunden ohne Nahrung) zwischen 0,81 und 3,85 μg/l. Werte unter 0,2 μg/l deuten auf einen Insulinmangel hin.

Faktoren wie Erbanlage, Übergewicht und Bewegungsmangel, Unempfindlichkeit gegenüber Insulin (Insulinresistenz), eine gestörte Insulinausschüttung sowie eine gestörte Produktion bestimmter Darmhormone können einen Insulinmangel verursachen, so das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung.

Menschen mit Diabetes Typ 2 zeigen häufig einen zu hohen Insulinspiegel (Hyperinsulinämie), da bei dieser Diabetes-Form zwar Insulin produziert wird, dieses aber nicht an den Zellen wirken kann. Dann spricht man von einer sogenannten Insulinresistenz. Zu niedrige Insulin-Werte sind typisch für Diabetes Typ 1 und eine Unterfunktion der Hirnanhangsdrüse (Hypophysen-Insuffizienz).

Ist die Insulinversorgung gestört, kann dies eine Unterzuckerung oder Überzuckerung zur Folge haben. Bei einer Überzuckerung (Hyperglykämie) liegt der Insulinwert beziehungsweise der Blutzuckerwert über 7,8 mmol/l (140 mg/dl). Der Grund ist meist, dass Insulin fehlt oder nicht ausreichend wirkt. Die Folge ist dann ein erhöhter Blutzuckerspiegel. Bei einer Unterzuckerung (Hypoglykämie) liegt der Blutzuckerspiegel in der Regel unter 3,3 mmol/l (60 mg/dl).

Blutzuckerwerte im Überblick

Die Blutzuckerwerte – also die Konzentration der Glukose im Blut – lassen sich in zwei Einheiten angeben: „Milligramm pro Deziliter“ (mg/dl) oder „Millimol pro Liter“ (mmol/l). Mmol/l ist die international am weitesten verbreitete Einheit.

Normale Blutzuckerwerte bei gesunden Menschen:
Nüchtern -> unter 100 mg/dl (5,6 mmol/l)
Zu einem beliebigen Zeitpunkt nach einer Mahlzeit -> unter 140 mg/dl (7,8 mmol/l)
HbA1c -> zwischen 4,5 und 5,7 Prozent

Leicht erhöhte Blutzuckerwerte bei Prädiabetes:
Nüchtern -> zwischen 100 und 125 mg/dl (5,6 bis 6,9 mmol/l)
Zu einem beliebigen Zeitpunkt nach einer Mahlzeit -> 140 bis 199 mg/dl (7,8 bis 11 mmol/l)
HbA1c -> zwischen 5,7 und 6,5 Prozent

Erhöhte Blutzuckerwerte bei Menschen mit Diabetes:
Nüchtern -> 126 mg/dl (7,0 mmol/l) oder höher
Zu einem beliebigen Zeitpunkt nach einer Mahlzeit -> über 200 mg/dl (11,1 mmol/l)
HbA1c -> höher als 6,5 Prozent

Welche Symptome zeigen sich, wenn der Insulinspiegel zu hoch oder zu niedrig ist?

Ein zu hoher Insulinspiegel beziehungsweise zu niedriger Blutzuckerspiegel ist vor allem für das Nervensystem und Gehirn gefährlich, da es Glukose als Energiequelle benötigt. Liegt ein Mangel an Zuckermolekülen vor, reagiert der Körper mit Stresssymptomen wie Herzrasen, Zittern und Schwitzen. Eine schwere Unterzuckerung ist sogar lebensbedrohlich. Davon sind vor allem Diabetiker betroffen, wie es bei Netdoktor heißt.

Ein Abfall von Glukose im Körper mit einem zu niedrigen Blutzuckerspiegel, das heißt einer Unterzuckerung, zeigt sich anhand dieser Anzeichen:

Unterzuckerung Symptome

Ein erhöhter Blutzuckerspiegel, das heißt eine Überzuckerung, beziehungsweise zu niedriger Insulinspiegel im Blut kann zu folgenden Beschwerden führen:

Überzuckerung Symptome

Insulinresistenz: Hyperinsulinismus, Diabetes, Übergewicht und hoher Blutdruck sind die Folge

Reagieren Zellen nicht mehr ausreichend auf das Insulin, spricht man von einer Insulinresistenz. Dann kann zwar genügend Insulin ausgeschüttet werden, doch es kann seine Wirkung an den Zellen nicht entfalten. Die Insulinresistenz wird mit dem sogenannten Homa-Index angegeben, der sich aus der Konzentration von Insulin und Glukose berechnet. Mindestens zwölf Stunden sollte vor der Messung nicht gegessen werden. Im besten Fall sollte das Ergebnis unter 2,5 liegen. Bei Diabetikern mit Typ 2 ist der Wert im Durchschnitt meist über 5,0. Mediziner gehen davon aus, dass eine Insulinresistenz vererbt werden kann.

Ungesunde, zuckerreiche Ernährung und Bewegungsmangel können eine Insulinresistenz fördern. Menschen mit einer Insulinresistenz verfügen über einen anhaltend hohen Insulinspiegel im Blut, das heißt über einen Insulinüberschuss (Hyperinsulinismus), der letztlich nicht nur Diabetes, sondern auch Übergewicht, Bluthochdruck sowie Fettstoffwechselstörungen verursachen kann. Betroffene, die alle Begleiterscheinungen zeigen, leiden dann am sogenannten metabolischen Syndrom.

Insulinherstellung: Therapie für Menschen mit Diabetes

Menschen mit Diabetes Typ 1 oder Diabetes Typ 2 müssen in der Regel mit einer Insulintherapie behandelt werden. Dank der beiden Mediziner Frederick Grant Banting und Charles Best können Diabetiker heute mit entsprechenden Insulinpräparaten gut therapiert und Beschwerden gelindert werden. 1921 gelang es den beiden, das lebenswichtige Insulin aus der Bauchspeicheldrüse eines Hundes zu isolieren – Der Grundstein für die Diabetes-Therapie war gelegt.

Für die Insulintherapie wird im Labor biosynthetisch hergestelltes Insulin gewonnen, das dann durch Injektion in den Körper das fehlende körpereigene Hormon ersetzen soll. In den frühen Jahren der Insulintherapie wurde Insulin aus den Bauchspeicheldrüsen von Rindern und Schweinen gewonnen. Heutzutage verwendet man nur noch das Insulin aus der Bauchspeicheldrüse des Schweins, da es dem Aufbau des menschlichen Insulins mehr entspricht. Mittlerweile wird bei rund 95 Prozent der Insulinbehandlungen in Deutschland auf gentechnologisch hergestellte Humaninsuline gesetzt, da diese hinsichtlich ihres Aufbaus ebenfalls identisch sind zum menschlichen Insulin. 

Insulin spritzen: Konventionelle intensivierte Insulintherapie bei Diabetes Typ 1 und Typ 2

Die Menge an Insulin, die ein Mensch benötigt, ist individuell unterschiedlich. Die Dosis, die gespritzt werden sollte, muss im Rahmen eines Behandlungsplans mit dem Hausarzt, Endokrinologen oder Diabetologen besprochen und entschieden werden. Patienten, die sich zu viel oder zu wenig Insulin spritzen, können mit Über- oder Unterzuckerung reagieren.

Normalgewichtige Menschen mit Diabetes Typ 1 benötigen in der Regel zwischen 0,5 und 1 Insulineinheit pro Broteinheit (BE). Broteinheit ist das Maß für den Kohlenhydratgehalt eines Lebensmittels, das Diabetiker für die Berechnung ihrer Insulindosis benötigen. 1 BE entspricht etwa 12 g Kohlenhydraten. Patienten mit Diabetes Typ 1 erhalten eine sogenannte intensivierte konventionelle Therapie (ICT), für die sie sich Langzeitinsulin und kurz wirkendes Insulin spritzen:

Intensivierte konventionelle Therapie (ICT) bei Diabetes Typ 1

Ca. 1,5 Millionen der sechs Millionen Typ 2-Diabetiker in Deutschland werden mit dem Blutzucker-senkenden Hormon Insulin behandelt. Liegt der Blutzucker langfristig über 7,5 Prozent beziehungsweise über 58,5 mmol/mol, müssen Betroffene sich Insulin spritzen. Diabetes Typ 2-Patienten wird in der Regel eine konventionelle Insulintherapie (CT) oder intensivierte konventionelle Therapie (ICT) verordnet:

Konventionelle Insulintherapie (CT) bei Diabetes Typ 2

Intensivierte konventionelle Therapie (ICT) bei Diabetes Typ 2

Insulinarten: NPH-Insulin, Humaninsulin, Altinsulin, Normalinsulin, Langzeit-Insuline

Bei der Insulintherapie kommen verschiedene Insulinarten oder Kombinationen zum Einsatz. Es gibt lang wirkendes Insulin, sogenanntes Langzeitinsulin oder Verzögerungsinsulin, und schnell wirkendes Insulin:

Schnell wirkendes Insulin

Schnell wirkendes Insulin dient dazu, gerade zu den Mahlzeiten kurzzeitig zu hohe Blutzuckerwerte zu korrigieren. Insuline mit einer schnellen Wirkung haben im Vergleich zu Langzeit-Insulinen den Vorteil, dass sich ein Blutzuckeranstieg nach dem Essen und Unterzuckerung infolge von zu langer Insulin-Wirkung vermeiden lässt. Die Blutzucker-senkende Wirkung setzt meisten bereits nach zehn bis 15 Minuten ein. Wird ein sehr schnell wirkendes Insulin gespritzt, ist der Effekt schon nach fünf Minuten spürbar.

Normalinsulin oder Altinsulin

Normalinsulin ist ein schnell wirkendes Insulin ohne weitere Zusatzstoffe und wird in der Regel gentechnisch hergestellt. Seine Wirkung setzt innerhalb von 15 bis 20 Minuten. Nach etwa zwei bis drei Stunden ist die maximale Wirkung erreicht. Normalinsulin war das erste Insulin zur Behandlung des Diabetes und wird deshalb auch Altinsulin genannt.

Humaninsulin und Langzeit-Insuline

Lang wirkende Insuline oder Humaninsulin dienen dazu, die natürliche Aktivität der Bauchspeicheldrüse unabhängig vom Essen nachzuahmen. Bei gesunden Menschen gibt die Drüse laufend kleine Mengen an Insulin ins Blut ab, um die Glukosewerte stabil zu halten. Die Wirkung tritt nach einer Stunde oder später ein und endet nach etwa 16 bis zu 48 Stunden. Lang wirkende Insuline werden in der Regel ein- oder zweimal täglich gespritzt.

Das NPH-Insulin (Neutral Protamin Hagedorn) ist ein Humaninsulin und Langzeit-Insulin beziehungsweise Verzögerungsinsulin, welches durch den Zusatz von Protamin – Aminosäuren und Peptide – seine Wirkung verspätet entfaltet.

Nebenwirkungen der Insulintherapie: Allergie und Übergewicht möglich

Insulin ist ein körpereigenes Hormon, das im Rahmen einer synthetischen Produktion und Therapie beim Menschen zu Nebenwirkungen führen kann. Darüber hinaus kann sich der Körper an das Insulin gewöhnen, sodass eine immer höhere Dosis erforderlich wird. Mögliche Folgen sind Übergewicht und ein höheres Risiko für Schlaganfall und Herzinfarkt.

Deshalb sollte die Insulintherapie bei Diabetes Typ 2 nur angesetzt werden, wenn alternative Behandlungsansätze wie Gewichtsreduktion und Ernährungsumstellung nicht den gewünschten Erfolg bringen. Diabetes Typ 1 muss lebenslang mit einer Insulintherapie behandelt werden.

Patienten, die eine Insulinallergie entwickeln, reagieren auf die Insulinpräparate mit Symptomen wie Hautausschlag, Juckreiz und Schwellung.

Quellen:

https://www.springermedizin.de/emedpedia/paediatrische-endokrinologie-und-diabetologie/physiologie-und-pathophysiologie-der-insulinsekretion?epediaDoi=10.1007%2F978-3-662-52794-8_10

https://www.apotheken-umschau.de/medikamente/diabetes/insulin/insulin-das-diabetes-hormon-810351-mehrseiter-3-insulinarten.html

https://www.apotheken-umschau.de/krankheiten-symptome/diabetes/blutzucker/blutzucker-das-ist-bei-diabetes-wichtig-810333-mehrseiter-2-wie-hoch-darf-der-blutzucker-sein.html

https://www.apotheken-umschau.de/medikamente/diabetes/insulin/typ-2-diabetes-so-klappt-es-mit-insulin-814641.html

https://www.ndr.de/ratgeber/gesundheit/Diabetes-Typ-2-Symptome-Ursachen-und-Behandlung,diabetes196.html

https://www.netdoktor.de/symptome/hypoglykaemie-unterzuckerung/

https://medlexi.de/Insulinaussch%C3%BCttung

https://www.diabetes-deutschland.de/archiv/1643.htm

https://www.diabetes-deutschland.de/archiv/1353.htm

https://www.diabetes-online.de/a/insulin-und-seine-vielen-gegenspieler-1766724

Prof. Dr. med. Werner A. Scherbaum, Direktor der Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Rheumatologie des Universitätsklinikums Düsseldorf

https://www.gesundmed.de/laborwerte/insulin/

https://www.planet-wissen.de/gesellschaft/krankheiten/diabetes/pwiedieentdeckerdesinsulinsbantingundbest100.html#Team

https://www.bundesgesundheitsministerium.de/themen/praevention/gesundheitsgefahren/diabetes.html

Dieser Beitrag beinhaltet lediglich allgemeine Informationen zum jeweiligen Gesundheitsthema und dient damit nicht der Selbstdiagnose, -behandlung oder -medikation. Er ersetzt keinesfalls den Arztbesuch. Individuelle Fragen zu Krankheitsbildern dürfen von unseren RedakteurInnen leider nicht beantwortet werden.

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